Elektrik sahəsinin xassələri və xüsusiyyətləri demək olar ki, bütün texniki mütəxəssislər tərəfindən öyrənilir. Amma universitet kursu çox vaxt mürəkkəb və anlaşılmaz dildə yazılır. Buna görə də, məqalə çərçivəsində elektrik sahələrinin xüsusiyyətləri hər kəsin onları başa düşə bilməsi üçün əlçatan bir şəkildə təsvir ediləcəkdir. Bundan əlavə, biz bir-biri ilə əlaqəli anlayışlara (superpozisiya) və fizikanın bu sahəsinin inkişaf imkanlarına xüsusi diqqət yetirəcəyik.
Ümumi məlumat
Müasir anlayışlara görə, elektrik yükləri bir-biri ilə birbaşa təsir göstərmir. Buradan maraqlı bir xüsusiyyət ortaya çıxır. Beləliklə, hər bir yüklənmiş cismin ətrafdakı fəzada öz elektrik sahəsi var. Digər qurumlara təsir göstərir. Elektrik sahələrinin xüsusiyyətləri bizim üçün maraqlıdır, çünki onlar sahənin elektrik yüklərinə təsirini və onun həyata keçirildiyi qüvvəni göstərir. Bundan hansı nəticə çıxarmaq olar? Yüklənmiş cisimlərin qarşılıqlı birbaşa təsiri yoxdur. Bunun üçün elektrik sahələrindən istifadə olunur. Onları necə araşdırmaq olar? Bunu etmək üçün bir sınaq yükü istifadə edə bilərsiniz - kiçik bir nöqtə hissəcik şüası, bu deyilmövcud struktura əhəmiyyətli təsir göstərəcək. Beləliklə, elektrik sahəsinin xüsusiyyətləri hansılardır? Bunlardan üçü var: gərginlik, gərginlik və potensial. Onların hər birinin öz xüsusiyyətləri və hissəciklərə təsir sferaları var.
Elektrik sahəsi: bu nədir?
Ancaq məqalənin əsas mövzusuna keçməzdən əvvəl müəyyən biliyə sahib olmaq lazımdır. Əgər onlar varsa, bu hissə təhlükəsiz şəkildə atlana bilər. Əvvəlcə elektrik sahəsinin mövcudluğunun səbəbi ilə bağlı sualı nəzərdən keçirək. Bunun olması üçün bir ödəniş lazımdır. Üstəlik, yüklənmiş cismin yerləşdiyi məkanın xüsusiyyətləri onun olmadığı yerlərdən fərqli olmalıdır. Burada belə bir xüsusiyyət var: əgər yük müəyyən bir koordinat sisteminə yerləşdirilirsə, onda dəyişikliklər dərhal deyil, yalnız müəyyən bir sürətlə baş verəcəkdir. Dalğalar kimi kosmosa yayılacaqlar. Bu, bu koordinat sistemindəki digər daşıyıcılara təsir edən mexaniki qüvvələrin görünüşü ilə müşayiət olunacaq. Və burada əsas şeyə gəlirik! Yaranan qüvvələr birbaşa təsirin deyil, keyfiyyətcə dəyişmiş mühit vasitəsilə qarşılıqlı təsirin nəticəsidir. Belə dəyişikliklərin baş verdiyi fəza elektrik sahəsi adlanır.
Xüsusiyyətlər
Elektrik sahəsində yerləşən yük ona təsir edən qüvvə istiqamətində hərəkət edir. İstirahət vəziyyətinə nail olmaq mümkündürmü? Bəli, olduqca realdır. Ancaq bunun üçün elektrik sahəsinin gücü bəziləri tərəfindən balanslaşdırılmalıdırdigər təsir. Disbalans yaranan kimi yük yenidən hərəkət etməyə başlayır. Bu vəziyyətdə istiqamət daha böyük qüvvədən asılı olacaq. Onların bir çoxu olsa da, son nəticə balanslı və universal bir şey olacaqdır. Nə ilə işləməli olduğunuzu daha yaxşı təsəvvür etmək üçün güc xətləri təsvir edilmişdir. Onların istiqamətləri hərəkət edən qüvvələrə uyğundur. Qeyd etmək lazımdır ki, qüvvə xətlərinin həm başlanğıcı, həm də sonu var. Başqa sözlə, özlərinə qapanmırlar. Onlar müsbət yüklü cisimlərdə başlayır və mənfi olanlarda bitir. Bütün bunlar deyil, güc xətləri, onların nəzəri əsasları və praktiki tətbiqi haqqında daha ətraflı, biz mətndə bir az daha danışacağıq və onları Kulon qanunu ilə birlikdə nəzərdən keçirəcəyik.
Elektrik sahəsinin gücü
Bu xarakteristika elektrik sahəsinin kəmiyyətini müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Bunu başa düşmək olduqca çətindir. Elektrik sahəsinin (gücünün) bu xarakteristikası fəzanın müəyyən nöqtəsində yerləşən müsbət sınaq yükünə təsir qüvvəsinin onun dəyərinə nisbətinə bərabər fiziki kəmiyyətdir. Burada xüsusi bir cəhət var. Bu fiziki kəmiyyət vektordur. Onun istiqaməti müsbət sınaq yükünə təsir edən qüvvənin istiqaməti ilə üst-üstə düşür. Siz həmçinin çox yayılmış bir suala cavab verməlisiniz və elektrik sahəsinin güc xarakteristikasının məhz intensivlik olduğunu qeyd etməlisiniz. Və hərəkətsiz və dəyişməz subyektlərə nə olur? Onların elektrik sahəsi elektrostatik hesab olunur. Bir nöqtə yükü ilə işləyərkən vəgərginliyin öyrənilməsinə maraq güc xətləri və Coulomb qanunu ilə təmin edilir. Burada hansı funksiyalar mövcuddur?
Coulomb Qanunu və qüvvə xətləri
Bu halda elektrik sahəsinin güc xarakteristikası yalnız ondan müəyyən radius məsafəsində yerləşən nöqtə yükü üçün işləyir. Və bu dəyəri modulu götürsək, o zaman Kulon sahəsinə sahib olacağıq. Onda vektorun istiqaməti birbaşa yükün işarəsindən asılıdır. Beləliklə, əgər müsbətdirsə, o zaman sahə radius boyunca "hərəkət edəcək". Əks vəziyyətdə vektor birbaşa yükün özünə yönəldiləcəkdir. Nə baş verdiyini və necə olduğunu əyani şəkildə başa düşmək üçün güc xətlərini göstərən rəsmləri tapa və tanış ola bilərsiniz. Dərsliklərdə elektrik sahəsinin əsas xüsusiyyətləri, izah etmək olduqca çətin olsa da, təsvirlər, onların haqqı verilməlidir, yüksək keyfiyyətlidir. Düzdür, kitabların belə bir xüsusiyyətini qeyd etmək lazımdır: güc xətlərinin təsvirlərini qurarkən, onların sıxlığı gərginlik vektorunun moduluna mütənasibdir. Bu, biliyə nəzarət və ya imtahanda böyük kömək ola biləcək kiçik bir ipucudur.
Potensial
Qüvvələr balansı olmadıqda yük həmişə hərəkət edir. Bu bizə deyir ki, bu halda elektrik sahəsi potensial enerjiyə malikdir. Başqa sözlə desək, müəyyən işlər görə bilər. Kiçik bir misala baxaq. Elektrik sahəsi bir yükü bir nöqtədən köçürdüB.-də isə nəticədə sahənin potensial enerjisində azalma baş verir. Bu, iş görüldüyü üçün baş verir. Hərəkət kənar təsir altında olsaydı, elektrik sahəsinin bu güc xarakteristikası dəyişməyəcəkdir. Bu halda potensial enerji azalmayacaq, əksinə artacaq. Üstəlik, elektrik sahəsinin bu fiziki xarakteristikası yükü elektrik sahəsində hərəkət etdirən tətbiq olunan xarici qüvvə ilə birbaşa mütənasib olaraq dəyişəcəkdir. Qeyd etmək lazımdır ki, bu zaman bütün görülən işlər potensial enerjinin artırılmasına sərf olunacaq. Mövzunu başa düşmək üçün aşağıdakı misalı götürək. Beləliklə, müsbət yükümüz var. O, nəzərdən keçirilən elektrik sahəsindən kənarda yerləşir. Buna görə təsir o qədər kiçikdir ki, onu görməməzlikdən gəlmək olar. Elektrik sahəsinə bir yük daxil edən xarici qüvvə yaranır. Hərəkət etmək üçün lazım olan işləri görür. Bu vəziyyətdə, sahənin qüvvələri aşılır. Beləliklə, bir fəaliyyət potensialı yaranır, lakin artıq elektrik sahəsinin özündə. Qeyd etmək lazımdır ki, bu, heterojen bir göstərici ola bilər. Beləliklə, müsbət yükün hər bir xüsusi vahidinə aid olan enerji həmin nöqtədə sahənin potensialı adlanır. Mövzunu müəyyən bir yerə köçürmək üçün xarici qüvvə tərəfindən görülən işə ədədi olaraq bərabərdir. Sahənin potensialı voltla ölçülür.
Gərginlik
İstənilən elektrik sahəsində siz müsbət yüklərin yüksək potensiallı nöqtələrdən bu parametrin aşağı qiymətlərinə malik olanlara necə “miqrasiya etdiyini” müşahidə edə bilərsiniz. Neqativlər bu yolu əks istiqamətdə gedirlər. Ancaq hər iki halda bu, yalnız potensial enerjinin olması səbəbindən baş verir. Gərginlik ondan hesablanır. Bunun üçün sahənin potensial enerjisinin kiçilməsinin dəyərini bilmək lazımdır. Gərginlik ədədi olaraq iki xüsusi nöqtə arasında müsbət yükü ötürmək üçün görülən işə bərabərdir. Buradan maraqlı yazışma görmək olar. Beləliklə, bu halda gərginlik və potensial fərq eyni fiziki varlıqdır.
Elektrik sahələrinin üst-üstə düşməsi
Beləliklə, biz elektrik sahəsinin əsas xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirdik. Ancaq mövzunu daha yaxşı başa düşmək üçün vacib ola biləcək bir sıra parametrləri əlavə olaraq nəzərdən keçirməyi təklif edirik. Və biz elektrik sahələrinin superpozisiyasından başlayacağıq. Əvvəllər yalnız bir xüsusi ittihamın olduğu vəziyyətləri nəzərdən keçirdik. Ancaq tarlalarda onlardan çoxu var! Ona görə də reallığa yaxın bir vəziyyəti nəzərə alaraq, təsəvvür edək ki, bizim bir neçə ittihamımız var. Sonra məlum olur ki, vektor toplama qaydasına tabe olan qüvvələr sınaq subyektində hərəkət edəcəklər. Həmçinin, superpozisiya prinsipi mürəkkəb bir hərəkətin iki və ya daha çox sadə olana bölünə biləcəyini söyləyir. Superpozisiya nəzərə alınmadan real hərəkət modelini hazırlamaq mümkün deyil. Başqa sözlə desək, mövcud şəraitdə nəzərdən keçirdiyimiz zərrəyə hər birinin özünəməxsus yükü olan müxtəlif yüklər təsir edir.elektrik sahəsi.
İstifadə edin
Qeyd etmək lazımdır ki, indi elektrik sahəsinin imkanlarından tam istifadə olunmur. Hətta, onun potensialından bizdə çətinliklə istifadə olunmur desək, daha düzgün olardı. Elektrik sahəsinin imkanlarının praktiki həyata keçirilməsi kimi Çizhevskinin çilçıraqını göstərmək olar. Əvvəllər, keçən əsrin ortalarında bəşəriyyət kosmosu tədqiq etməyə başladı. Lakin alimlərin həll olunmamış çoxlu sualları var idi. Onlardan biri hava və onun zərərli komponentləridir. Bu problemin həlli ilə eyni zamanda elektrik sahəsinin enerji xarakteristikası ilə maraqlanan sovet alimi Çijevski məşğul oldu. Və qeyd etmək lazımdır ki, o, həqiqətən yaxşı inkişaf etmişdir. Bu cihaz kiçik tullantılar hesabına aeroionik hava axını yaratmaq texnikasına əsaslanırdı. Ancaq məqalə çərçivəsində biz cihazın özü ilə deyil, onun işləmə prinsipi ilə maraqlanırıq. Fakt budur ki, Çizhevski çilçıraqının işləməsi üçün stasionar bir enerji mənbəyi deyil, elektrik sahəsi istifadə edilmişdir! Enerjini cəmləşdirmək üçün xüsusi kondansatörlərdən istifadə edilmişdir. Ətraf mühitin elektrik sahəsinin enerji xarakteristikası cihazın uğuruna əhəmiyyətli dərəcədə təsir etdi. Yəni, bu cihaz sözün əsl mənasında elektronika ilə dolu olan kosmik gəmilər üçün xüsusi olaraq hazırlanmışdır. Daimi enerji mənbələrinə qoşulmuş digər cihazların fəaliyyətinin nəticələri ilə təchiz edilmişdir. Qeyd edək ki, istiqamətdən imtina edilməyib və hazırda elektrik sahəsindən enerjinin götürülməsinin mümkünlüyü araşdırılır. həqiqət,Qeyd etmək lazımdır ki, hələlik ciddi irəliləyiş əldə olunmayıb. Davam edən tədqiqatların nisbətən kiçik miqyasını və onların əksəriyyətinin könüllü ixtiraçılar tərəfindən həyata keçirildiyini də qeyd etmək lazımdır.
Təsirlənən elektrik sahələrinin xüsusiyyətləri hansılardır?
Niyə onları öyrənin? Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, elektrik sahəsinin xüsusiyyətləri güc, gərginlik və potensialdır. Adi adi bir insanın həyatında bu parametrlər əhəmiyyətli təsirlə öyünə bilməz. Ancaq böyük və mürəkkəb bir şeyin edilməsi ilə bağlı suallar yarandıqda, onları nəzərə almamaq lüksdür. Fakt budur ki, elektron sahələrin həddindən artıq çoxluğu (və ya onların həddindən artıq gücü) avadanlıq tərəfindən siqnalların ötürülməsinə müdaxiləyə səbəb olur. Bu, ötürülən məlumatın təhrif olunmasına gətirib çıxarır. Qeyd etmək lazımdır ki, bu tip yeganə problem bu deyil. Texnologiyanın ağ səs-küyü ilə yanaşı, həddindən artıq güclü elektron sahələr də insan orqanizminin fəaliyyətinə mənfi təsir göstərə bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, otağın kiçik bir ionlaşması hələ də bir xeyir hesab olunur, çünki bu, insan yaşayış yerinin səthlərində tozun çökməsinə kömək edir. Amma evlərimizdə nə qədər hər cür avadanlığın (soyuducu, televizor, qazanxana, telefon, elektrik sistemləri və s.) olmasına baxsanız, belə qənaətə gələ bilərik ki, təəssüf ki, bu, sağlamlığımız üçün yaxşı deyil. Qeyd etmək lazımdır ki, elektrik sahələrinin aşağı xüsusiyyətləri bizə demək olar ki, heç bir zərər vermirBəşəriyyət kosmik radiasiyaya çoxdan öyrəşib. Amma elektronika haqqında nəsə demək çətindir. Əlbəttə ki, bütün bunlardan imtina etmək mümkün olmayacaq, lakin elektrik sahələrinin insan orqanizminə mənfi təsirini uğurla minimuma endirmək mümkündür. Bunun üçün, yeri gəlmişkən, mexanizmlərin işləmə müddətinin minimuma endirilməsini nəzərdə tutan texnologiyadan enerji səmərəli istifadə prinsiplərini tətbiq etmək kifayətdir.
Nəticə
Biz hansı fiziki kəmiyyətin elektrik sahəsinin xüsusiyyəti olduğunu, harada istifadə edildiyini, inkişaf potensialının nə olduğunu və onların gündəlik həyatda tətbiqini araşdırdıq. Ancaq yenə də mövzu ilə bağlı bir neçə son söz əlavə etmək istərdim. Qeyd etmək lazımdır ki, onlarla kifayət qədər çox insan maraqlanırdı. Tarixdə ən çox görünən izlərdən biri məşhur serb ixtiraçısı Nikola Tesla tərəfindən qalıb. Bununla o, planlarının həyata keçirilməsində əhəmiyyətli uğurlar qazana bildi, amma təəssüf ki, enerji səmərəliliyi baxımından deyil. Odur ki, bu istiqamətdə işləmək arzusu varsa, kəşf edilməmiş imkanlar çoxdur.
