"எலக்ட்ரிக் ஃபீல்ட் சார்ஜ்" - மின்மயமாக்கலின் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு நகரும். பதற்றம் திசையன் மின்சார புலம், புள்ளி C இல் இரண்டு ஒரே மாதிரியான கட்டணங்களால் உருவாக்கப்பட்டது, இயக்கப்பட்டது... 1) இடது 2) கீழ் 3) மேல் 4) வலது. இரண்டாவது கடத்தியில், அதே சார்ஜ் நகரும் போது, ​​மின்சார புலம் 40 J வேலை செய்கிறது. ஈர்ப்பு அல்லது விரட்டும் தொடர்பு இல்லை.

"எலக்ட்ரிக் ஃபீல்ட் வலிமை மற்றும் சாத்தியம்" - ஒரு சுறா தண்ணீரில் ஒரு நபரை ஏன் விரைவாகக் கண்டறிகிறது? பாடம் நோக்கங்கள்: தண்ணீரில் விழுந்த ஒருவரை சுறா ஏன் விரைவாகக் கண்டுபிடிக்கிறது? மின்சார புலத்தின் அடிப்படை பண்புகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான சில நடைமுறை எடுத்துக்காட்டுகள். மேகத்திற்கும் தரைக்கும் இடையே உள்ள தூரம் 2 கி.மீ. மீண்டும் மீண்டும். மேகத்திற்கும் பூமிக்கும் இடையே 4 GV இன் சாத்தியமான வேறுபாடு எழுந்தது.

"உடலின் மின் கட்டணம்" - கட்டணத்தை பாதுகாக்கும் சட்டம் 1.2. வெற்றிடத்தில் மின் கட்டணங்களின் தொடர்பு. கேள்விகள் மற்றும் தேர்வில் முன்கூட்டியே தேர்ச்சி 651 – 750 – மூன்று!!! கட்டணம் பாதுகாப்பு சட்டம். எனவே, மின்னியல் தொடர்புகளின் ஆற்றல் சாத்தியமான ஆற்றல். கேள்விகள் மற்றும் தேர்வில் சரியான நேரத்தில் தேர்ச்சி பெறுதல், அதாவது. திட்டமிடப்பட்ட.

"புலம் சாத்தியம்" - சாத்தியம் மின்னியல் புலம். தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பூஜ்ஜிய நிலைக்கு ஒப்பிடும்போது சாத்தியமான மதிப்பு கணக்கிடப்படுகிறது. கடத்தியின் உள்ளே உள்ள அனைத்து புள்ளிகளும் ஒரே திறனைக் கொண்டுள்ளன (=0). ஒவ்வொரு மின்னியல் புலமும் சாத்தியமாகும். ஒரு மூடிய பாதையில், மின்னியல் புலத்தால் செய்யப்படும் வேலை 0. பண்புகள். கடத்தியின் உள்ளே மின்னழுத்தம் = 0, அதாவது உள்ளே உள்ள சாத்தியமான வேறுபாடு = 0.

"மின்சார புலம் மற்றும் அதன் தீவிரம்" - மின் புலக் கோடுகள் நேர்மறை கட்டணங்களில் தொடங்கி எதிர்மறையானவற்றில் முடிவடையும். இரண்டு தட்டுகளுக்கான டென்ஷன் கோடுகள். செல்லுபடியாகும் மின்சார கட்டணம்சில சக்தியுடன். ஃபாரடேயின் யோசனையின்படி, மின் கட்டணங்கள் ஒருவருக்கொருவர் நேரடியாக செயல்படாது. "மின்சார புலம். என்ன வகையான மின் கட்டணங்கள் உள்ளன?

"எலக்ட்ரிக் ஃபீல்ட் ஸ்ட்ரென்ட்" - SI அமைப்பில் மின்னழுத்தத்தை அளவிடும் அலகு: [ U ] = 1 V 1 வோல்ட் என்பது சுற்றுப் பிரிவில் உள்ள மின் மின்னழுத்தத்திற்கு சமம், அங்கு 1 C க்கு சமமான கட்டணம் பாயும் போது, ​​சமமாக வேலை செய்கிறது 1 ஜே வரை செய்யப்படுகிறது: 1 V = 1 J/ 1 Cl. 1979 இல், அமெரிக்காவில், அதிகம் உயர் மின்னழுத்தம். மின்னழுத்தம் மின்னோட்டத்தால் உருவாக்கப்பட்ட மின்சார புலத்தை வகைப்படுத்துகிறது.

மொத்தம் 10 விளக்கக்காட்சிகள் உள்ளன

5. மின்னியல்

கூலம்பின் சட்டம்

1. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்கள் தொடர்பு கொள்கின்றன. இயற்கையில் இரண்டு வகையான கட்டணங்கள் உள்ளன, அவை வழக்கமாக நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரே அடையாளத்தின் (போன்ற) கட்டணங்கள் விரட்டுகின்றன, எதிர் அடையாளங்களின் (எதிர்) கட்டணங்கள் ஈர்க்கின்றன. கட்டணங்களுக்கான SI அளவீட்டு அலகு கூலம்ப் (குறிக்கப்படுகிறது

2. இயற்கையில், குறைந்தபட்ச சாத்தியமான கட்டணம் உள்ளது. அவன் அழைக்கப்பட்டான்

அடிப்படை மற்றும் ஈ ஆல் குறிக்கப்படுகிறது. எலிமெண்டரி சார்ஜின் எண் மதிப்பு ≈ 1.6 10–19 C, எலக்ட்ரான் சார்ஜ் மின்சாரம் = –e, புரோட்டான் சார்ஜ் புரோட்டான் = +e. அனைத்து கட்டணங்களும்

வி இயல்பு என்பது அடிப்படைக் கட்டணத்தின் மடங்குகள்.

3. மின்சாரம் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பில், கட்டணங்களின் இயற்கணிதத் தொகை மாறாமல் இருக்கும். உதாரணமாக, நீங்கள் இரண்டு ஒத்த உலோக பந்துகளை கட்டணங்களுடன் இணைத்தால் q 1 = 5 nC = 5 10–9 C மற்றும் q 2 = – 1 nC, பின்னர் கட்டணங்கள் விநியோகிக்கப்படும்

பந்துகளுக்கு இடையில் சமமாக இருக்கும் மற்றும் ஒவ்வொரு பந்துகளின் சார்ஜ் q சமமாக மாறும்

q = (q 1 + q 2) / 2 = 2 nC.

4. மற்ற கட்டணங்களில் இந்த கட்டணத்தின் தாக்கம் ஆய்வு செய்யப்படும் தூரத்தை விட அதன் வடிவியல் பரிமாணங்கள் கணிசமாக சிறியதாக இருந்தால், கட்டணம் புள்ளி கட்டணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

5. கூலொம்பின் விதி சக்தியின் அளவை தீர்மானிக்கிறது மின் தொடர்புஇரண்டு நிலையான புள்ளி கட்டணங்கள் q 1 மற்றும் q 2 ஒருவருக்கொருவர் தொலைவில் அமைந்துள்ளது (படம் 1)

இங்கே F 12 என்பது இரண்டாவது மின்னூட்டத்தில் இருந்து செயல்படும் விசை, F 21 என்பது விசை

முதல் கட்டணத்தில் இருந்து இரண்டாவது கட்டணத்தில் செயல்படும், k ≈ 9 10 9 N m2 / Cl2 - Coulomb's சட்டத்தில் ஒரு மாறிலி. SI அமைப்பில், இந்த மாறிலி பொதுவாக வடிவத்தில் எழுதப்படுகிறது

k = 4 πε 1 0 ,

இதில் ε 0 ≈ 8.85 10 - 12 F/m என்பது மின் மாறிலி ஆகும்.

6. இரண்டு புள்ளிக் கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு சக்தி, இந்தக் கட்டணங்களுக்கு அருகில் மற்ற சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்கள் இருப்பதைப் பொறுத்தது அல்ல. இந்த அறிக்கை சூப்பர்போசிஷன் கொள்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மின்சார புல வலிமை திசையன்

1. ஒரு நிலையான சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல் (அல்லது பல உடல்கள்) அருகே ஒரு புள்ளி கட்டணம் q ஐ வைக்கவும். சார்ஜ் q இன் அளவு மிகவும் சிறியது என்று கருதுவோம், அது மற்ற உடல்களில் கட்டணங்களின் இயக்கத்தை ஏற்படுத்தாது (அத்தகைய கட்டணம் சோதனை கட்டணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது).

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடலின் பக்கத்திலிருந்து, ஒரு விசை F ஆனது ஒரு நிலையான சோதனைக் கட்டணத்தில் q செயல்படும். கூலொம்பின் சட்டம் மற்றும் சூப்பர்போசிஷன் கொள்கையின்படி, F விசையானது q இன் கட்டணத்திற்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும். இதன் பொருள் என்னவென்றால், சோதனைக் கட்டணத்தின் அளவு 2 மடங்கு அதிகரித்தால், எஃப் விசையின் அளவும் 2 மடங்கு அதிகரிக்கும்; சார்ஜ் q இன் அடையாளம் எதிர்மாறாக மாற்றப்பட்டால், விசை எதிர் திசையை மாற்றும். இந்த விகிதாச்சாரத்தை சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்தலாம்

F = qE.

திசையன் E மின்சார புல வலிமை திசையன் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த திசையன் ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்கும் உடல்களில் கட்டணங்களின் விநியோகத்தைப் பொறுத்தது, மற்றும்

திசையன் E சுட்டிக்காட்டப்பட்ட வழியில் தீர்மானிக்கப்படும் புள்ளியின் நிலையிலிருந்து. மின்சார புல வலிமை திசையன் என்று நாம் கூறலாம் சக்திக்கு சமம், யூனிட்டில் செயல்படும் நேர்மறை கட்டணம், விண்வெளியில் ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் வைக்கப்படுகிறது.

E G = F G /q இன் வரையறையை மாறி (நேரம் சார்ந்த) புலங்களுக்குப் பொதுமைப்படுத்தலாம்.

2. ஒரு நிலையான புள்ளி கட்டணம் Q மூலம் உருவாக்கப்பட்ட மின்சார புல வலிமையின் திசையன் கணக்கிடுவோம். தொலைவில் அமைந்துள்ள A புள்ளியைத் தேர்ந்தெடுப்போம் புள்ளி கட்டணம்கே. இந்த கட்டத்தில் மின்னழுத்த வெக்டரைத் தீர்மானிக்க, மனதளவில் ஒரு நேர்மறை சோதனை சார்ஜை வைப்போம். அன்று

ஒரு புள்ளிக் கட்டணம் Q பக்கத்திலிருந்து சோதனைக் கட்டணம், கட்டணம் Q இன் அடையாளத்தைப் பொறுத்து ஒரு கவர்ச்சியான அல்லது விரட்டும் சக்தி இருக்கும். இந்த சக்தியின் அளவு சமம்

F = k| கே| கே. r2

இதன் விளைவாக, A புள்ளியில் ஒரு நிலையான புள்ளிக் கட்டணம் Q மூலம் உருவாக்கப்பட்ட மின்சார புல வலிமை திசையன் அளவு, தொலைவில் r

E = k r |Q 2 |.

திசையன் E G ஆனது A புள்ளியில் தொடங்குகிறது மற்றும் Q > 0 எனில் சார்ஜ் Q இலிருந்து மற்றும் சார்ஜ் Q ஐ நோக்கி செலுத்தப்படுகிறது,

கே என்றால்< 0 .

3. பல புள்ளி கட்டணங்களால் மின்சார புலம் உருவாக்கப்பட்டால், ஒரு தன்னிச்சையான புள்ளியில் உள்ள தீவிர திசையன் புல சூப்பர்போசிஷன் கொள்கையைப் பயன்படுத்தி கண்டறியலாம்.

4. விசையின் கோடு (திசையன் கோடு E) வடிவியல் கோடு என்று அழைக்கப்படுகிறது,

ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் அந்த புள்ளியில் திசையன் E உடன் இணைந்திருக்கும் தொடுகோடு.

வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், திசையன் E அதன் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் புலக் கோட்டிற்கு தொடுநிலையாக இயக்கப்படுகிறது. விசைக் கோட்டின் திசை ஒதுக்கப்பட்டுள்ளது - திசையன் E உடன். விசைக் கோடுகளின் படம் என்பது விசைப் புலத்தின் காட்சிப் படம், புலத்தின் இடஞ்சார்ந்த அமைப்பு, அதன் ஆதாரங்கள் பற்றிய ஒரு யோசனையை அளிக்கிறது, மேலும் எந்தப் புள்ளியிலும் பதற்றம் திசையன் திசையைத் தீர்மானிக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது.

5. ஒரு சீரான மின்சார புலம் என்பது ஒரு புலம், திசையன்இதில் E அனைத்து புள்ளிகளிலும் (அளவு மற்றும் திசையில்) ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். அத்தகைய புலம் உருவாக்கப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, இந்த விமானத்திற்கு மிக அருகில் அமைந்துள்ள புள்ளிகளில் ஒரே மாதிரியான சார்ஜ் செய்யப்பட்ட விமானம் மூலம்.

6. மேற்பரப்பில் ஒரே மாதிரியாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பந்தின் புலம் பந்தின் உள்ளே பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்.

ஏ பந்துக்கு வெளியே ஒரு புள்ளி கட்டணத்தின் புலத்துடன் ஒத்துப்போகிறதுகே பந்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ளது:

இதில் Q என்பது பந்தின் சார்ஜ், R என்பது அதன் ஆரம், r என்பது பந்தின் மையத்திலிருந்து புள்ளிக்கு உள்ள தூரம்.

இது திசையன் E ஐ வரையறுக்கிறது.

7. மின்கடத்தாவில், புலம் பலவீனமடைகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு புள்ளி கட்டணம் அல்லது ஒரு கோளம் மேற்பரப்பில் ஒரே மாதிரியாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டு, எண்ணெயில் மூழ்கி, ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது.

E = k ε |r Q 2 |,

இதில் r என்பது பாயின்ட் சார்ஜ் அல்லது பந்தின் மையத்தில் இருந்து மின்னழுத்த திசையன் தீர்மானிக்கப்படும் புள்ளிக்கு உள்ள தூரம், ε என்பது எண்ணெயின் மின்கடத்தா மாறிலி ஆகும். மின்கடத்தா மாறிலி பொருளின் பண்புகளைப் பொறுத்தது. வெற்றிடத்தின் மின்கடத்தா மாறிலி ε = 1, காற்றின் மின்கடத்தா மாறிலி ஒற்றுமைக்கு மிக அருகில் உள்ளது (சிக்கல்களை தீர்க்கும் போது இது பொதுவாக 1 க்கு சமமாக கருதப்படுகிறது), மற்ற வாயு, திரவ மற்றும் திட மின்கடத்தா ε > 1.

8. கட்டணங்கள் சமநிலையில் இருக்கும்போது (வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் இல்லை என்றால்), கடத்திகளுக்குள் உள்ள மின்சார புல வலிமை பூஜ்ஜியமாகும்.

மின்சார துறையில் வேலை. சாத்தியமான வேறுபாடு.

1. நிலையான கட்டணங்களின் புலம் (எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் புலம்) ஒரு முக்கியமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது: ஒரு சோதனைக் கட்டணத்தை சில புள்ளி 1 இலிருந்து புள்ளி 2 க்கு நகர்த்துவதற்கான மின்னியல் புல சக்திகளின் வேலை பாதையின் வடிவத்தைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் அது மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது தொடக்க மற்றும் முடிவு புள்ளிகளின் நிலைகள். இந்த சொத்து கொண்ட புலங்கள் கன்சர்வேடிவ் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. பழமைவாதத்தின் சொத்து, புலத்தின் எந்த இரண்டு புள்ளிகளுக்கும் சாத்தியமான வேறுபாடு என்று அழைக்கப்படுவதைத் தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது.

சாத்தியமான வேறுபாடுபுள்ளிகள் 1 மற்றும் 2 இல் உள்ள ϕ 1 -ϕ 2 என்பது வேலையின் விகிதத்திற்கு சமம் A 12 புலப் படைகள் ஒரு சோதனைக் கட்டணம் q ஐ புள்ளி 1 இலிருந்து புள்ளி 2 க்கு இந்த கட்டணத்தின் அளவிற்கு நகர்த்துவதற்கு:

ϕ1 - ϕ2 =A q 12.

சாத்தியமான வேறுபாட்டின் இந்த வரையறை அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கிறது, ஏனெனில் வேலை பாதையின் வடிவத்தை சார்ந்து இல்லை, ஆனால் பாதைகளின் தொடக்க மற்றும் இறுதி புள்ளிகளின் நிலைகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. SI அமைப்பில், சாத்தியமான வேறுபாடு வோல்ட்களில் அளவிடப்படுகிறது: 1V = J/C.

மின்தேக்கிகள்

1. மின்தேக்கியானது இரண்டு கடத்திகளைக் கொண்டுள்ளது (அவை தட்டுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன), மின்கடத்தா அடுக்கு (படம் 2) மற்றும் ஒன்றின் சார்ஜ் மூலம் ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்று பிரிக்கப்பட்டது.

எதிர்கொள்ளும் கே, மற்றும் பிற -கே. நேர்மறை தகடு Q இல் உள்ள மின்சுமை மின்தேக்கியின் சார்ஜ் எனப்படும்.

2. தகடுகளுக்கு இடையே உள்ள சாத்தியமான வேறுபாடு ϕ 1 -ϕ 2 சார்ஜ்க்யூவின் அளவிற்கு விகிதாசாரமாக இருப்பதைக் காட்டலாம், அதாவது, எடுத்துக்காட்டாக, சார்ஜ்க்யூ 2 மடங்கு அதிகரித்தால், சாத்தியமான வேறுபாடு 2 ஆக அதிகரிக்கும். முறை.

ε எஸ்

ϕ 1ϕ 2

படம்.2 படம்.3

இந்த விகிதாச்சாரத்தை சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்தலாம்

Q = C (ϕ 1 -ϕ 2),

இதில் C என்பது மின்தேக்கியின் சார்ஜ் மற்றும் அதன் தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள சாத்தியமான வேறுபாட்டிற்கு இடையே உள்ள விகிதாசார குணகம் ஆகும். இந்த குணகம் மின் திறன் அல்லது மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. திறன் தட்டுகளின் வடிவியல் பரிமாணங்கள், அவற்றின் உறவினர் நிலை மற்றும் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது மின்கடத்தா மாறிலிசூழல். சாத்தியமான வேறுபாடு மின்னழுத்தம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது U ஆல் குறிக்கப்படுகிறது. பிறகு

கே = CU.

3. ஒரு தட்டையான மின்தேக்கியானது தொலைவில் ஒன்றோடொன்று இணையாக அமைந்துள்ள இரண்டு தட்டையான கடத்தும் தட்டுகளைக் கொண்டுள்ளது d (படம் 3). தட்டுகளின் நேரியல் பரிமாணங்களுடன் ஒப்பிடும்போது இந்த தூரம் சிறியதாக கருதப்படுகிறது. ஒவ்வொரு தட்டின் பரப்பளவு (மின்தேக்கி தட்டு) S, ஒரு தட்டின் கட்டணம் Q, மற்றொன்றின் கட்டணம் Q.

விளிம்புகளிலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தில், தட்டுகளுக்கு இடையில் உள்ள புலம் ஒரே மாதிரியாகக் கருதப்படலாம். எனவே ϕ 1 -ϕ 2 = எட், அல்லது

U = எட்.

ஒரு இணை-தகடு மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது

C = εε d 0 S ,

இதில் ε 0 =8.85 10–12 F/m என்பது மின் மாறிலி, ε என்பது தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள மின்கடத்தா மாறிலி. இந்த சூத்திரத்திலிருந்து ஒரு பெரிய மின்தேக்கியைப் பெற, நீங்கள் தட்டுகளின் பரப்பளவை அதிகரிக்க வேண்டும் மற்றும் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தை குறைக்க வேண்டும். தட்டுகளுக்கு இடையில் உயர் மின்கடத்தா மாறிலி ε உடன் மின்கடத்தா இருப்பதும் கொள்ளளவை அதிகரிக்க வழிவகுக்கிறது. தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள மின்கடத்தாவின் பங்கு மின்கடத்தா மாறிலியை அதிகரிப்பது மட்டுமல்ல. நல்ல மின்கடத்தா உயர் மின்புலங்களை தட்டுகளுக்கு இடையில் முறிவை ஏற்படுத்தாமல் தாங்கும் என்பதும் முக்கியம்.

SI அமைப்பில், கொள்ளளவு ஃபாரட்களில் அளவிடப்படுகிறது. ஒரு ஃபராட்டின் தட்டையான தட்டு மின்தேக்கி பிரம்மாண்டமான பரிமாணங்களைக் கொண்டிருக்கும். ஒவ்வொரு தட்டின் பரப்பளவு தோராயமாக 100 கிமீ2 மற்றும் அவற்றுக்கிடையே 1 மிமீ தூரம் இருக்கும். மின்தேக்கிகள் தொழில்நுட்பத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, குறிப்பாக, கட்டணங்களை சேமிப்பதற்காக.

4. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்தேக்கியின் தட்டுகள் உலோகக் கடத்தியுடன் குறுகிய சுற்றுக்கு உட்பட்டிருந்தால், பின்னர் ஒரு மின்சாரம்மற்றும் மின்தேக்கி வெளியேற்றப்படும். ஒரு கடத்தியில் மின்னோட்டம் பாயும் போது, ​​ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வெப்பம் வெளியிடப்படும், அதாவது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்தேக்கி ஆற்றல் கொண்டது. எந்தவொரு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்தேக்கியின் ஆற்றல் (தட்டையானது அவசியமில்லை) சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது என்பதைக் காட்டலாம்

W = 1 2 CU2 .

Q = CU என்பதைக் கருத்தில் கொண்டு, ஆற்றலுக்கான சூத்திரத்தையும் வடிவத்தில் மீண்டும் எழுதலாம்

W = Q 2 = QU .