Tashqi maydon ta'sirida dielektrik polarizatsiyalanadi, ya'ni. dipol momentini oladi. Polarizatsiyaning miqdoriy tavsifi uchun polarizatsiya vektori kiritiladi, ya'ni. dielektrik hajmining birligiga dipol momenti:

P = p v / V = ​​(Sp vi) / V. (4.5.)

Polarizatsiya chiziqli ravishda tashqi maydon kuchiga bog'liq. Agar dielektrik izotrop bo'lsa, u holda P = ce 0 E. qayerda c- dielektrikning xossalarini tavsiflovchi moddaning dielektrik sezuvchanligi; c- miqdor o'lchamsiz va bundan tashqari, c > 0. Maydon ta'sirida zaryadlar siljiydi: musbat zaryadlar maydon bo'ylab, manfiy zaryadlar maydonga qarab siljiydi. Natijada, dielektrikning bir yuzida ortiqcha bo'ladi musbat zaryad sirt zichligi bilan + s 1, boshqa - manfiy zaryad sirt zichligi bilan -s 1. Dielektrikning qutblanishi natijasida paydo bo'ladigan bu kompensatsiyalanmagan zaryadlar bog'langan deb ataladi. Bog'lanishning sirt zichligidan beri s 1 zichligidan kamroq zaryad oladi s0 erkin zaryadlar, keyin barcha tashqi maydon dielektrik zaryadlar maydoni bilan qoplanmaydi. Bog'langan zaryadlarning paydo bo'lishi qo'shimchaning paydo bo'lishiga olib keladi elektr maydoni, bu tashqi maydonga qarshi qaratilgan va uni zaiflashtiradi. E \u003d E 0 - E 1. Maydon

E 1 \u003d s 1 e 0, (4.6.)

E \u003d E 0 - s 1 e 0. (4.7.)

Dielektrik plastinkaning umumiy dipol momenti

pv = P.V = P.S.d, (4.8.)

qayerda S plastinkaning sirt maydoni, d- uning qalinligi.

Boshqa tomondan, umumiy dipol moment har bir yuzning bog'langan zaryadining mahsulotiga teng

Q 1 = s 1 S (4.9.)

ular orasidagi d masofada, ya'ni.

p = s 1 Sd. (4.10.)

Shunday qilib,

P.S.d = s 1.S.d (4.11.)

s 1 \u003d P, (4.12.)

bular. bog'langan zaryadlarning sirt zichligi s 1 qutblanishga teng R.

E = E 0 - cE. (4.13.)

Demak, dielektrik ichidagi hosil bo'lgan maydonning kuchi tengdir E = E 0 / (1 + c) = E 0 / e. (4.14.)

O'lchovsiz miqdor

e = 1 + c (4.15.)

muhitning o'tkazuvchanligi deyiladi. Bu maydon dielektrik tomonidan necha marta zaiflashganini ko'rsatadi.

4.3z:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5-qism 2\design\images\Fwd_h.gifz:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 qism 2\design\images\Bwd_h.gifz:\Program Files\Physicon\O Fizika 2.5 2-qism\design\images\Fwd_h.gifz:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 qism 2\design\images\Bwd_h.gifz:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 qism 2\design_images\F .gifz:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 qism 2\dizayn\images\Bwd_h.gif. ELEKTR QUVVATSINI SIRISH.

kuchlanish elektrostatik maydon, muhitning xususiyatlariga bog'liq: bir hil izotrop muhitda, maydon kuchi E e ga teskari proportsionaldir. Kuchlanish vektori E, dielektriklar chegarasidan o'tib, keskin o'zgarishlarga uchraydi va shu bilan elektrostatik maydonlarni hisoblashda noqulaylik tug'diradi. Shuning uchun, intensivlik vektoridan tashqari, maydonni tavsiflash ham zarur bo'lib chiqdi elektr siljish vektori, elektr izotrop muhit uchun, ta'rifiga ko'ra, tengdir

D = e 0 eE = e 0 E + P. (4.16.)

Elektr siljishining birligi kvadrat metr uchun marjondir (C / m 2).

Elektr siljishi vektori bilan nima bog'lanishi mumkinligini ko'rib chiqing. Bog'langan zaryadlar dielektrikda erkin tizim tomonidan yaratilgan tashqi elektrostatik maydon mavjudligida paydo bo'ladi elektr zaryadlari, ya'ni dielektrikda erkin zaryadlarning elektrostatik maydoniga bog'langan zaryadlarning qo'shimcha maydoni qo'yiladi. Natija maydoni dielektrikda maydon kuchi vektori bilan tavsiflanadi E, va shuning uchun u dielektrikning xususiyatlariga bog'liq. Vektor D hosil bo'lgan elektrostatik maydonni tavsiflaydi bepul to'lovlar. Biroq, dielektrikda paydo bo'ladigan bog'langan zaryadlar maydon hosil qiluvchi erkin zaryadlarning qayta taqsimlanishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun vektor D yaratilgan elektrostatik maydonni xarakterlaydi bepul to'lovlar(ya'ni, vakuumda), lekin ularning kosmosda tarqalishi bilan, ya'ni dielektrik mavjudligida.

Maydon bilan bir xil E, maydon D bilan tasvirlangan elektr siljish liniyalari, yo'nalishi va zichligi keskinlik chiziqlari bilan bir xil tarzda aniqlanadi (79-§ ga qarang).

Vektor chiziqlari E har qanday zaryadda boshlanishi va tugashi mumkin - erkin va bog'langan, vektorning chiziqlari esa D - faqat bepul to'lovlar bilan. Bog'langan zaryadlar joylashgan maydon maydonlari orqali vektorning chiziqlari D uzluksiz o'tish.

ELEKTROSTATIK UCHUN GAUSS TEOREMASI

DİELEKTRIKDAGI MAYDLAR.

O'zboshimchalik bilan yopiq sirt uchun S oqim vektori D bu sirt orqali

F D = S òDdS = S òD n dS = SQ. (4.17.)

Yopiq sirt orqali dielektrikdagi elektrostatik maydonning siljish vektorining oqimi ushbu sirt ichidagi yopiq maydonning algebraik yig'indisiga teng. OZOD to'lovlar, ya'ni dielektrikdagi elektrostatik maydonning siljish vektorining o'zboshimchalik bilan yopiq sirt orqali o'tishi, bu sirt ichidagi yopiq sirtning algebraik yig'indisiga teng. ozod elektr zaryadlari. Bu shaklda Gauss teoremasi bir jinsli va izotropik muhit uchun ham, bir jinsli va anizotrop muhit uchun ham elektrostatik maydon uchun amal qiladi.

INTERFACE SHARTLARI

IKKITA DIELEKTR ORTA.

Guruch. yigirma.

Keling, ikkita dielektrik orasidagi interfeys yaqinida quraylik ( 1 va 2 ) yopiq to'rtburchaklar kontur A B C D uzunligi l. tomonidan vektor aylanish teoremasi E: ABCD òEdl = 0 (4.18.)

E 2 t l - E 1 t l = 0. (4.19.)

(E t- tangensial, ya'ni. interfeysga teginish, vektor komponent E), shunung uchun

E 2 t l \u003d E 1 t l. (4.20.)

Vektorning proyeksiyalarini almashtirish E vektor proyeksiyalari D tomonidan bo'linadi e 0 e, olamiz

D 1 t /D 2 t \u003d e 1 /e 2. (4.21.)

Ikki dielektrik orasidagi interfeysda biz to'g'ri silindrni quramiz, uning asosi birinchi dielektrikda, ikkinchisi esa ikkinchisida. Gauss teoremasiga ko'ra

D 2n DS - D 1n DS = 0. (4.22.)

(D n- normal, ya'ni interfeysga perpendikulyar, vektor komponenti D). Shunung uchun

D2n = D1n. (4.23.)

Vektorning proyeksiyalarini almashtirish D vektor proyeksiyalari E, ga ko'paytiriladi e 0 e, olamiz

E 1n / E 2n \u003d e 2 / e 1. (4.24.)

Ikki dielektrik vosita orasidagi interfeysdan o'tayotganda vektorning tangensial komponenti E t va vektorning normal komponenti D n vektorning normal komponenti esa doimiy ravishda o'zgaradi E n va vektorning tangensial komponenti Dt sakrashdan o'tish.

Guruch. 21.

kuch chiziqlari vektorlar E va D ikki vosita orasidagi interfeysda sinish (sinishi) ni boshdan kechirish. Burchaklar orasidagi munosabat a 1 va a 2 shaklga ega

tga 2 / tga 1 \u003d e 2 / e 1. (4.25.)

4. 6. Ferroelektriklar.

Ferroelektriklar- ma'lum bir harorat oralig'ida o'z-o'zidan (o'z-o'zidan) polarizatsiyaga ega bo'lgan dielektriklar, ya'ni tashqi elektr maydoni bo'lmaganda polarizatsiya.

Tashqi elektr maydoni bo'lmaganda, ferroelektrik xuddi shunday mozaikadir. domenlar- qutblanishning turli yo'nalishlari bo'lgan hududlar. Qo'shni sohalarda bu yo'nalishlar har xil bo'lgani uchun dielektrikning umumiy dipol momenti nolga teng. Ferroelektrik tashqi maydonga kiritilganda, maydon bo'ylab domenlarning dipol momentlarini qayta yo'naltirish sodir bo'ladi va bu holda paydo bo'ladigan domenlarning umumiy elektr maydoni tashqi maydon tugagandan so'ng ularning ma'lum yo'nalishini saqlab qoladi. Shuning uchun ferroelektriklar anomal darajada katta dielektrik o'tkazuvchanlikka ega (masalan, Rochelle tuzi uchun, e max »10 4).

Ferroelektrik xossalari kuchli haroratga bog'liq. Har bir ferroelektrik uchun ma'lum bir harorat mavjud bo'lib, undan yuqorida uning g'ayrioddiy xususiyatlari yo'qoladi va u oddiy dielektrikga aylanadi. Bu harorat deyiladi Kyuri nuqtasi(frantsuz fizigi Per Kyuri (1859-1906) sharafiga). Qoida tariqasida, ferroelektriklar faqat bitta Kyuri nuqtasiga ega; yagona istisno - bu Rochelle tuzi (-18 va +24°S) va u bilan izomorf birikmalar. Ferroelektriklarda, Kyuri nuqtasi yaqinida, moddaning issiqlik sig'imining keskin oshishi ham kuzatiladi. Kyuri nuqtasida sodir bo'ladigan ferroelektriklarning oddiy dielektrikga aylanishi bilan birga keladi. fazali o'tish II tur.

Dielektrik doimiy e(va shuning uchun dielektrik sezuvchanlik { ) ferroelektriklarning kuchlanishiga bog'liq E moddadagi maydonlar va boshqa dielektriklar uchun bu miqdorlar moddaning xarakteristikasi hisoblanadi. Ferroelektriklarda mavjud dielektrik histerezis hodisasi("kechikishlar").

Guruch. 22.

Shakldan ko'rinib turibdiki. kuchaygan kuchlanish bilan E tashqi elektr maydonining polarizatsiyasi R toʻyingangacha oʻsadi (egri 1 ). Kamaytirish R kamayishi bilan E egri chiziqda ketmoqda 2 , va da E= 0 ferroelektrik saqlaydi doimiy polarizatsiya R 0 , bular. ferroelektrik tashqi elektr maydoni bo'lmaganda polarizatsiyalangan bo'lib qoladi. Qoldiq polarizatsiyani yo'q qilish uchun elektr maydonini qo'llash kerak teskari yo'nalish (-E Bilan). Qiymat E c chaqirdi majburlash kuchi. Agar uzoqroq bo'lsa E keyin o'zgartiring R kavisli 3 histerezis halqalari.

Hozirgi vaqtda ularning qattiq eritmalarini hisobga olmaganda, yuzdan ortiq ferroelektriklar ma'lum. Ferroelektriklar ham yuqori bo'lgan materiallar sifatida keng qo'llaniladi e(masalan, kondensatorlarda). Bu haqida ham aytib o'tish kerak piezoelektriklar - kristalli moddalar, bunda ma'lum yo'nalishlarda siqilgan yoki cho'zilganda, tashqi elektr maydoni bo'lmagan taqdirda ham elektr polarizatsiyasi sodir bo'ladi. (to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effekt). Kuzatilgan va teskari piezo effekti- elektr maydoni ta'sirida mexanik deformatsiyaning paydo bo'lishi. Ba'zi piezoelektriklar panjaraga ega ijobiy ionlar termodinamik muvozanat holatida u manfiy ionlar panjarasiga nisbatan siljiydi, buning natijasida ular tashqi elektr maydonsiz ham qutblangan bo'lib chiqadi. Bunday kristallar deyiladi piroelektriklar. hali ham mavjud elektrlar- tashqi elektr maydoni olib tashlanganidan keyin uzoq vaqt davomida qutblangan holatni saqlaydigan dielektriklar (elektr analoglari) doimiy magnitlar). Ushbu moddalar guruhlari muhandislik va maishiy texnikada keng qo'llaniladi.

elektrostatik induksiya- tanaga tashqi elektr maydon ta'sir qilganda, o'z elektrostatik maydonining induksiyasi hodisasi. Ushbu hodisa elektr o'tkazuvchi jismlar ichidagi zaryadlarning qayta taqsimlanishi, shuningdek, o'tkazuvchan bo'lmagan jismlardagi ichki mikro tuzilmalarning qutblanishi bilan bog'liq. Induktsiyalangan elektr maydoni bo'lgan tananing yaqinida tashqi elektr maydoni sezilarli darajada buzilishi mumkin.

58 Elektr dipol momenti vektor fizik miqdor bo'lib, u tomonidan yaratilgan maydon ma'nosida zaryadlangan zarralar tizimining elektr xususiyatlarini (zaryadlarning taqsimlanishi) umumiy zaryad (va kamroq qo'llaniladigan yuqori ko'p qutbli momentlar) bilan bir qatorda tavsiflaydi. undagi tashqi maydonlar. Umumiy zaryaddan va butun tizimning holatidan keyin (uning radius vektori), uni uzoqdan kuzatishda tizim zaryadlarining konfiguratsiyasining asosiy xarakteristikasi. Dipol moment - birinchi ko'p kutupli moment. Muayyan (kelib chiqishi tanlanishidan qat'iy nazar) nolga teng bo'lmagan dipol momentiga ega bo'lgan eng oddiy zaryadlar tizimi dipoldir (bir xil kattalikdagi qarama-qarshi zaryadli ikkita nuqta zarralari). Bunday tizimning elektr dipol momenti mutlaq qiymatda musbat zaryad qiymati va zaryadlar orasidagi masofa mahsulotiga teng bo'lib, manfiy zaryaddan musbatga yo'naltiriladi yoki: - bu erda q - ning qiymati. musbat zaryad, - boshi manfiy zaryadda va oxiri musbat zaryadda bo'lgan vektor. dan tizim uchun N zarralar, elektr dipol momenti teng bu yerda - zarrachaning soni bilan zaryadi - uning radius-vektori; yoki, agar musbat va manfiy zaryadlar uchun alohida jamlangan bo'lsa: bu erda musbat/manfiy zaryadlangan zarralar soni, - ularning zaryadlari - musbat va manfiy quyi tizimlarning umumiy zaryadlari va ularning "og'irlik markazlari" radius-vektorlari.

59 Dielektriklarning qutblanishi- dielektrikdagi bog'langan zaryadlarning cheklangan joy almashishi yoki elektr dipollarining aylanishi bilan bog'liq hodisa, odatda tashqi elektr maydon ta'sirida, ba'zan boshqalarning ta'siri ostida. tashqi kuchlar yoki o'z-o'zidan. Dielektriklarning qutblanishi bilan xarakterlanadi elektr qutblanish vektori. jismoniy ma'no elektr qutblanish vektori dielektrikning birlik hajmidagi dipol momentidir. Ba'zan qutblanish vektori qisqacha oddiy polarizatsiya deb ataladi.Polarizatsiya vektori nafaqat oddiy dielektriklarning, balki ferroelektriklarning va, asosan, shunga o'xshash xususiyatlarga ega bo'lgan har qanday muhitning qutblanishning makroskopik holatini tavsiflash uchun qo'llaniladi. Bu nafaqat induktsiyalangan polarizatsiyani, balki o'z-o'zidan qutblanishni (ferroelektriklar uchun) tavsiflash uchun ham qo'llaniladi. Polarizatsiya dielektrikning holati bo'lib, uning hajmining har qanday (yoki deyarli har qanday) elementida elektr dipol momentining mavjudligi bilan tavsiflanadi. Tashqi elektr maydon ta'sirida dielektrikda induktsiyalangan qutblanish va tashqi maydon bo'lmaganda ferroelektriklarda sodir bo'ladigan o'z-o'zidan (o'z-o'zidan) qutblanish o'rtasida farqlanadi. Ba'zi hollarda dielektrikning (ferroelektrik) qutblanishi mexanik kuchlanishlar, ishqalanish kuchlari ta'sirida yoki harorat o'zgarishi tufayli sodir bo'ladi. Polarizatsiya bir hil dielektrik ichidagi har qanday makroskopik hajmdagi umumiy zaryadni o'zgartirmaydi. Biroq, uning yuzasida ma'lum sirt zichligi s bo'lgan bog'langan elektr zaryadlarining paydo bo'lishi bilan birga keladi. Bu bog'langan zaryadlar dielektrikda E 0 kuchiga ega bo'lgan tashqi maydonga qarshi yo'naltirilgan E 1 kuchiga ega qo'shimcha makroskopik maydon hosil qiladi. Natijada dielektrik ichidagi maydon kuchi E=E 0 -E 1 .

Dielektrikdagi elektr maydon kuchi

Dielektriklardagi maydonni miqdoriy tavsiflash uchun biz dielektrikni bir xil elektrostatik maydonga kiritamiz. Maydon ikkita cheksiz bir xil zaryadlangan samolyot tomonidan yaratilgan. Bir hil dielektrik plitasi rasmdagi kabi joylashgan. 2.4. Dielektriklarning dipollarini tashkil etuvchi zaryadlar bog'langan deb ataladi. Elektr maydoni ta'sirida ular o'zlari bo'lgan molekula chegaralarini tark eta olmaydilar, faqat muvozanat holatidan siljiydilar. Dielektriklarning polarizatsiyasi uning chegaralarida sirt zaryadlarining paydo bo'lishi bilan birga keladi.

Dielektrikdan kuchlanish chiziqlari chiqadigan joylarda sirtda musbat bog'langan zaryadlar paydo bo'ladi, ya'ni musbat zaryadlar maydon bo'ylab, manfiy zaryadlar maydonga qarab siljiydi (2.4-rasm) Shunday qilib, o'ng tomonda. dielektrikning salbiy tekislikka qaragan tomonida sirt zichligi (+) bo'lgan ortiqcha musbat zaryad, chap tomonda esa sirt zichligi (-) bo'lgan salbiy zaryadning ortiqcha bo'ladi. Bog'langan zaryadlarning zichligi dielektrikning qutblanishini aniqlaydi:. Shunday qilib, kompensatsiyalanmagan sirt bilan bog'langan zaryadlarning paydo bo'lishi tashqi maydonga qarshi qaratilgan va uni zaiflashtiradigan kuchli (ikki cheksiz zaryadlangan tekislik, ya'ni yuzlar tomonidan yaratilgan maydon) qo'shimcha elektr maydonining dielektrik ichida paydo bo'lishiga olib keladi (2.4). ) Tashqi maydon - bu erkin zaryadlar tomonidan yaratilgan maydon, bu holda cheksiz zaryadlangan plitalar. Tashqi maydonning kuchi (2.5) formula bilan aniqlanadi, natijada dielektrik ichidagi maydon kuchi: yoki yo'nalishni hisobga olgan holda skalyar shaklda .(2.6) Elektr maydonining kuchi barcha zaryadlar bilan belgilanadi: tashqi va bog'langan. (2.4) va (2.5) ni hisobga olsak, yozishimiz mumkin elektr siljishi) - vektor miqdori, summasiga teng elektr maydon kuchi vektori va qutblanish vektori. SIda:. GHSda:. CGS tizimidagi elektr induksiyasining kattaligi CGSE yoki CGSM birliklarida o'lchanadi va SIda m² uchun kulonlarda (L -2 TI) o'lchanadi. SRT ichida va vektorlari tensorga o'xshash yagona tensorga birlashtiriladi elektromagnit maydon.

60 Elektr quvvati - Bu har qanday Supero'tkazuvchilar jismda mavjud bo'lgan elektr miqdorining ushbu jismning potentsialining kattaligiga nisbati, agar bu jism yaqinida joylashgan barcha Supero'tkazuvchilar jismlar erga ulangan bo'lsa. orqali E. jismlarini bildirish FROM, orqali tanadagi zaryad Q va potentsial orqali V, bizda ... bor C=Q/V. E.ning amaliy birligi endi qabul qilingan farad yoki, odatda, faradning milliondan bir qismi, deyiladi mikrofarad. Farad odatda bilan belgilanadi F, mikrofarad - m orqali F. Farad - bu tananing sig'imi, unda 1 voltga teng potentsialda bitta kulon elektr toki mavjud. Jismlarning elektr quvvatlarini solishtirishning bir necha usullari mavjud. Biz faqat eng ko'p ishlatiladigan uchtasini eslatib o'tamiz. Hozirgi vaqtda elektr quvvati qutilari mavjud, ya'ni turli xil elektr quvvatlarining kondansatkichlari, mikrofaradlarning fraktsiyalari, shuningdek, kerakli guruhlarga birlashtirilishi mumkin bo'lgan butun mikrofaradlarni o'z ichiga olgan qutilar. Kondensatorlarning o'zlari yupqa qalay (staniol) varaqlaridan tayyorlangan, bir-biridan kerosin qog'oz varaqlari bilan ajratilgan va kerosin bilan to'ldirilgan.

Har xil turdagi kondansatörler. har qanday izolyatsiya qilingan o'tkazgichni zaryad qilish, biz bir vaqtning o'zida Yerga ulangan atrofdagi o'tkazgichlarda qarama-qarshi zaryad hosil qilamiz va bu tana bilan birgalikda kondansatör hosil qilamiz. Biroq, bunday kondansatkichning sig'imi kichik. Katta sig'imga ega bo'lish uchun metall plitalar shaklida o'tkazgichlarni olish kerak, ehtimol bir-biriga yaqin (kondensator plitalari deb ataladi). Yassi kondansatkichning sig'imi plitalarning maydoniga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofaga teskari proportsional ekanligini ko'rdik. Shuning uchun, plitalarning katta yuzasi va ular orasidagi nozik bir dielektrik qatlami bilan kondansatörning sig'imi juda katta va past kuchlanishda ham sezilarli zaryadlar ("kondensatlangan") to'planishi mumkin. "Kondensator" nomi shu erdan keladi. Lotin so'zi kondensar - qalinlashadi). Imkoniyatlarni oshirish uchun kondansatörler batareyalarga ulanadi. Shaklda. 60 to'rtta Leyden bankalaridan iborat batareyani ko'rsatadi. Barcha tashqi va barcha ichki qoplamalar rasm. 60-rasm. To'rtta Leyden qutisidan iborat batareya: 1 - ichki qoplamalarni zaryad qilish uchun novda, 2 - tashqi qoplamalarni erga ulash uchun novda. 61. O'zgaruvchan kondansatör ikkitadan iborat izolyatsiya qilingan tizimlar Tutqich aylantirilganda bir-biriga kiradigan metall plitalar 1 va 2 bir-biriga bog'langan va shuning uchun batareyani bitta katta kondansatör deb hisoblash mumkin, bunda plitalarning maydoni plitalar yig'indisiga teng bo'ladi. alohida qutilarning plitalari joylari. Bunday ulanishga ega batareyaning quvvati (u parallel ulanish deb ataladi) alohida kondansatörlarning quvvatlari yig'indisiga teng. Shaklda. 61-rasmda radiotexnikada keng qo'llaniladigan o'zgaruvchan kondansatör ko'rsatilgan. U tutqichni aylantirganda bir-biriga mos keladigan metall plitalarning ikkita izolyatsiyalangan tizimidan iborat. Plitalarning bir tizimini boshqasiga surish va tortib olish kondansatkichning sig'imini o'zgartiradi (§ 33). 61 Zaryadlar sistemasining energiyasi (3) formula bo'yicha hisoblangan nuqtaviy zaryadlar tizimining o'zaro ta'sir energiyasi ijobiy yoki manfiy bo'lishi mumkin. Misol uchun, bu ikki uchun salbiy ball to'lovlari qarama-qarshi belgi. Formula (3) nuqtaviy zaryadlar tizimining umumiy elektrostatik energiyasini emas, balki faqat ularning o'zaro bog'liqligini aniqlaydi. potentsial energiya. Har bir zaryad qi, alohida olinadi elektr energiyasi. U zaryadning o'z energiyasi deb ataladi va u aqliy ravishda bo'linishi mumkin bo'lgan cheksiz kichik qismlarning o'zaro itarish energiyasini ifodalaydi. Bu energiya (3) formulada hisobga olinmaydi. Faqat qi zaryadlarining yaqinlashishiga sarflangan ish hisobga olinadi, lekin ularning shakllanishiga emas. Nuqtaviy zaryadlar tizimining umumiy elektrostatik energiyasi cheksizlikdan uzatilgan elektr energiyasining cheksiz kichik qismlaridan qi zaryadlarini hosil qilish uchun bajarilgan ishlarni ham hisobga oladi. Zaryadlar tizimining umumiy elektrostatik energiyasi har doim ijobiy bo'ladi. Buni zaryadlangan o'tkazgich misolida ko'rsatish oson. Zaryadlangan o'tkazgichni nuqtaviy zaryadlar tizimi sifatida ko'rib chiqsak va o'tkazgichning istalgan nuqtasida potensialning bir xil qiymatini hisobga olsak, (3) formuladan olamiz: . (to'rt) , (3)

Zaryadlangan o'tkazgichning energiyasi Ma'lumki, zaryad o'tkazgich yuzasida to'plangan va o'tkazgichning yuzasi ekvipotensialdir. Ushbu sirtni har birining zaryadi D bo'lgan kichik qismlarga ajratish q, va har bir zaryadning joylashgan joyidagi potentsial bir xil ekanligini hisobga olsak, bizda bor (6.7) Supero'tkazuvchilar sig'imidan boshlab C=q/ph , keyin (6.7) ifoda sifatida ham ifodalanishi mumkin (6.8)

Zaryadlangan kondensatorning energiyasi Zaryad + bo'lsin q potentsial ph 1 va zaryadga ega bo'lgan plastinkada - q potentsial ph 2 bo'lgan plastinkada. Keyin, (6.7) ifodaga olib kelgan bir xil fikrga asoslanib, biz qaerdan olamiz U- kondansatör plitalari bo'ylab potentsial farq. (6.7) dan (6.8) ga o'tishga o'xshab, kondansatör energiyasining ifodasi ham shaklda ifodalanishi mumkin.

Elektr maydoni- elektromagnit maydonning tarkibiy qismlaridan biri; elektr zaryadiga ega bo'lgan jism yoki zarrachalar atrofida mavjud bo'lgan va magnit maydon o'zgarganda (masalan, elektromagnit to'lqinlarda) paydo bo'ladigan maxsus turdagi materiya. Elektr maydoni to'g'ridan-to'g'ri ko'rinmaydi, lekin uning zaryadlangan jismlarga kuch ta'siri tufayli aniqlanishi mumkin. Elektr maydonini miqdoriy aniqlash uchun kuch xarakteristikasi kiritiladi - elektr maydon kuchi - vektor jismoniy miqdor, maydon joylashtirilgan musbat sinov zaryadiga ta'sir qiladigan kuch nisbatiga teng berilgan nuqta fazo, bu zaryadning kattaligiga. Kuchlanish vektorining yo'nalishi fazoning har bir nuqtasida musbat sinov zaryadiga ta'sir qiluvchi kuch yo'nalishiga to'g'ri keladi. Klassik fizikada keng miqyosli ( haddan tashqari kattalik atom) o'zaro ta'sirlar, elektr maydoni yagona elektromagnit maydonning tarkibiy qismlaridan biri va elektromagnit o'zaro ta'sirning ko'rinishi sifatida qaraladi. Kvant elektrodinamikasida bu elektrozaif o'zaro ta'sirning tarkibiy qismidir. Klassik fizikada Maksvell tenglamalar tizimi elektr maydon, magnit maydonning oʻzaro taʼsiri va bu maydonlar sistemasiga zaryadlarning taʼsirini tavsiflaydi.Lorents kuchi elektromagnit maydonning zarrachaga taʼsirini tavsiflaydi. maydon effekti shundan iboratki, elektr o'tkazuvchi muhit yuzasiga elektr maydon ta'sir qilganda, uning sirtga yaqin qatlamida erkin zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi o'zgaradi. Bu ta'sir dala effektli tranzistorlarning ishlashiga asoslanadi. Elektr maydonining asosiy harakati kuch ta'siri ustida harakatsiz(kuzatuvchiga nisbatan) elektr zaryadlangan jismlar yoki zarralar. Agar zaryadlangan jism kosmosda mustahkamlangan bo'lsa, u holda u kuch ta'sirida tezlashmaydi. Harakatlanuvchi zaryadlarda kuch effekti tomonidan amalga oshiriladi magnit maydon(Lorents kuchining ikkinchi komponenti).Elektr maydoni energiyaga ega. Bu energiyaning zichligi maydonning kattaligi bilan aniqlanadi va uni formuladan topish mumkin qayerda E- elektr maydon kuchi, D- elektr maydon induksiyasi.

62 elektromotor kuch(EMF) - doimiy yoki manbalarda tashqi (potentsial bo'lmagan) kuchlarning ishini tavsiflovchi skalyar fizik miqdor. o'zgaruvchan tok. Yopiq o'tkazgich zanjirida EMF bu kuchlarning zanjir bo'ylab bitta musbat zaryadni harakatlantirishdagi ishiga teng. EMF tashqi kuchlarning elektr maydonining kuchi bilan ifodalanishi mumkin (). Yopiq tsiklda () u holda EMF quyidagilarga teng bo'ladi: , bu erda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementi - EMF, kuchlanish kabi, voltlarda o'lchanadi. haqida gapirishingiz mumkin elektromotor kuch zanjirning istalgan joyida. Bu butun sxemada emas, balki faqat ushbu bo'limda tashqi kuchlarning o'ziga xos ishi. Galvanik elementning EMF - bu hujayra ichidagi bitta musbat zaryadni bir qutbdan ikkinchisiga o'tkazishda tashqi kuchlarning ishi. Tashqi kuchlarning ishini potentsial farq bilan ifodalab bo'lmaydi, chunki tashqi kuchlar potentsial bo'lmagan va ularning ishi traektoriya shakliga bog'liq. Shunday qilib, masalan, zaryadni manbadan tashqaridagi oqim terminallari o'rtasida harakatlantirganda tashqi kuchlarning ishi nolga teng.