|
Bedenler elektriklendiğinde elektrik yükünün korunumu kanunu. Bu kanun kapalı sistem için geçerlidir. Kapalı bir sistemde tüm parçacıkların yüklerinin cebirsel toplamı değişmeden kalır.
. Parçacık yükleri q 1, q 2 vb. ile gösteriliyorsa, o zaman Q 1
+q 2
+q 3
+ … + q N= sabit Elektrostatiğin temel yasası Coulomb yasasıdırEğer cisimler arasındaki mesafe boyutlarından kat kat fazlaysa, yüklü cisimlerin ne şekli ne de boyutları aralarındaki etkileşimi önemli ölçüde etkilemez. Bu durumda bu cisimler nokta cisimler olarak düşünülebilir. Yüklü cisimler arasındaki etkileşimin gücü, yüklü cisimler arasındaki ortamın özelliklerine bağlıdır. Bir boşluktaki iki sabit yüklü cisim arasındaki etkileşim kuvveti, yük modüllerinin çarpımı ile doğru orantılıdır ve aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. Bu kuvvete Coulomb kuvveti denir. |Q 1
| ve | Q 2
| - vücut yüklerinin modülleri, R– aralarındaki mesafe, k– orantılılık katsayısı. F-
etkileşim kuvveti 
İki sabit nokta yüklü cisim arasındaki etkileşim kuvvetleri, bu cisimleri birleştiren düz çizgi boyunca yönlendirilir. 
Elektrik yükü birimiAkımın birimi amperdir. Bir kolye(1
Cl) içinden geçen yük enine kesit 1 A akımda iletken g [Coulomb=Cl] 
e=1.610 -19 C
  -elektrik sabiti
YAKIN VE UZAKTAN HAREKETE GEÇİN Birbirinden uzak cisimler arasındaki etkileşimin her zaman etkileşimi noktadan noktaya ileten ara bağlantılar (veya ortamlar) yardımıyla gerçekleştirildiği varsayımı şu şekildedir: kısa menzilli eylem teorisinin özü. Dağıtım sonlu hızda. Doğrudan eylem teorisi doğrudan boşluktan belli bir mesafede. Bu teoriye göre eylem, keyfi olarak büyük mesafeler üzerinden anında iletilir. Her iki teori de birbirine karşıttır. Buna göre uzaktan eylem teorileri Bir cisim diğerine doğrudan boşluk aracılığıyla etki eder ve bu etki anında iletilir. Kısa menzil teorisi herhangi bir etkileşimin ara etmenlerin yardımıyla gerçekleştirildiğini ve sonlu bir hızla yayıldığını belirtmektedir. Etkileşen cisimler arasındaki uzayda sonlu bir süre süren belirli bir sürecin varlığı - bu teoriyi ayıran en önemli şey uzaktan eylem teorisinden kısa menzilli eylem. Faraday'ın fikrine göre Elektrik yükleri birbirlerine doğrudan etki etmez. Her biri çevredeki alanda yaratıyor elektrik alanı. Bir yükün alanı başka bir yüke etki eder ve bunun tersi de geçerlidir. Yükten uzaklaştıkça alan zayıflar. Elektromanyetik etkileşimlerin uzayda sınırlı bir hızla yayılması gerekir. Elektrik alanı gerçekten var, özellikleri deneysel olarak incelenebilir ancak bu alanın nelerden oluştuğunu söyleyemeyiz. Doğa hakkında elektrik alanı alanın maddi olduğunu söyleyebiliriz; bu isim bizden, onun hakkındaki bilgimizden bağımsız olarak; Alanın kendisini çevreleyen dünyadaki herhangi bir şeyle karıştırılmasına izin vermeyen belirli özellikleri vardır; Elektrik alanının ana özelliği, elektrik yükleri üzerinde bir miktar kuvvetle etkisidir; Sabit yüklerin elektrik alanına denir elektrostatik. Zamanla değişmez. Elektrostatik alan yalnızca elektrik yükleri tarafından yaratılır. Bu yükleri çevreleyen alanda bulunur ve onunla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Elektrik alan kuvveti. Yerleştirilen yere etkiyen kuvvetin oranı bu nokta Alan yükü, alanın her noktası için bu yüke bağlı değildir ve alanın bir özelliği olarak kabul edilebilir.  Alan kuvveti, alanın bir nokta yüke etki ettiği kuvvetin bu yüke oranına eşittir.
Bir nokta yükünün alan gücü.  .
Bir nokta yükünün alan gücü modülü Q O
uzakta Rşuna eşittir:  .
Uzayın belirli bir noktasında çeşitli yüklü parçacıklar, güçleri    vb. ise, bu noktada ortaya çıkan alan kuvveti şöyledir: ELEKTRİK ZEMİNİN GÜÇ HATLARI. YÜKLÜ BİR TOPRAKIN ALAN GÜCÜ Uzayın her noktasında şiddeti aynı olan elektrik alanına denir. homojen. Alan çizgilerinin yoğunluğu, alan kuvvetinin de daha büyük olduğu yüklü cisimlerin yakınında daha fazladır.  -noktasal yükün alan gücü.
İletken topun içinde (r > R) alan kuvveti sıfırdır. ELEKTRİK ALANINDA İLETKENLER. İletkenler, bir elektrik alanının etkisi altında iletkenin içinde hareket edebilen yüklü parçacıklar içerir. Bu parçacıkların yüklerine denir. ücretsiz masraflar. İletkenin içinde elektrostatik alan yoktur. Bir iletkenin tüm statik yükü iletkenin yüzeyinde yoğunlaşmıştır. Bir iletkendeki yükler yalnızca yüzeyinde bulunabilir.
| Doğal olayların tüm çeşitliliği, temel parçacıklar arasındaki 4 temel etkileşime dayanmaktadır: güçlü, elektromanyetik, zayıf ve yerçekimi. Her etkileşim türü parçacıkların belirli bir özelliğiyle ilişkilidir: örneğin elektromanyetik - elektrik yüküyle. Elektrik yükü bazı temel parçacıkların doğal bir özelliğidir. Temel parçacıklara maddenin şu anda bilinen en küçük parçacıkları diyeceğiz. Doğadaki tüm cisimler elektriklenme yeteneğine sahiptir; bir elektrik yükü elde eder. Bir parçacığın elektrik yükü onun ana özelliğidir. Üç temel özelliği vardır: Elektrik yükünün en küçük parçacığına denir temel ücret. Tüm temel parçacıkların yükü (sıfır değilse) mutlak değerde aynıdır. Pozitif bir temel yükü (+e) sembolüyle, negatif olanı (-e) sembolüyle göstereceğiz. Herhangi bir maddenin atomları ve molekülleri protonlardan, elektronlardan ve nötronlardan oluşur. Rezonans adı verilen ve yükü 2e olan bilinen parçacıklar da vardır. 2) Her q yükü bir dizi temel yükten oluşur ve e'nin tamsayı katıdır. Elektrik temel yükü çok küçüktür, dolayısıyla makroskobik yüklerin olası değerinin sürekli değiştiğini düşünebiliriz. 3) Fiziksel bir nicelik yalnızca belirli bir miktarı alabiliyorsa, ayrık değerler varsa, bu miktarın nicemlendiği söylenir.
Elektrik yükü kuantumlanmıştır.
Farklı eylemsiz referans çerçevelerinde ölçülen yük miktarının aynı olduğu ortaya çıkıyor. Büyüklüğü referans çerçevesine bağlı değildir ve bu nedenle hareket halinde mi yoksa hareketsiz mi olduğuna bağlı değildir. Elektrik yükü göreceli olarak değişmez.
Elektrik yükleri kaybolup yeniden ortaya çıkabilir. Ancak zıt işaretli 2 elektrik yükü her zaman görünür veya kaybolur. Elektron ve pozitron buluşması yok etmek yani nötr gama fotonlarına dönüşür ve +e ve -e yükleri kaybolur. Bir gama fotonu atom çekirdeğinin alanına girerse, o zaman bir çift parçacık doğar - bir elektron ve bir pozitron ve +e ve -e yükleri ortaya çıkar. Elektrik yükünün korunumu kanunu. Deneysel verilerin genelleştirilmesiyle oluşturulmuş ve 1843'te fizikçi M. Faraday tarafından deneysel olarak doğrulanmıştır. Elektriksel olarak izole edilmiş sistem sistemle dış cisimler arasında elektrik yükü alışverişi yoksa sistem adını vereceğiz. Böyle bir sistemde elektrik yüklü yeni parçacıklar ortaya çıkabilir, ancak her zaman toplam elektrik yükü sıfır olan parçacıklar doğar. Cebirsel toplam elektrik ücretleri Herhangi bir elektriksel olarak kapalı sistem, bu sistem içerisinde hangi süreçler meydana gelirse gelsin değişmeden kalır..
burada q 1 ve q 2, etkileşimden önce sistem gövdelerinin yükleridir ve q 1 ¢ ve q 2 ¢ - etkileşimden sonra. Elektrik yükünün korunumu yasası, yükün göreceli değişmezliği ile ilişkilidir. Aslında, yükün büyüklüğü hızına bağlı olsaydı, bir işaretin yüklerini harekete geçirerek, yalıtılmış sistemin toplam yükünü değiştirirdik. Ülkemizde SI birim sistemi 1982 yılında kullanılmaya başlanmıştır. Elektrik yükü - q veya Q harfleriyle gösterilir. Elektrik yükünün SI birimi Kolye,([q] = 1 C), kolye türetilmiş bir ölçü birimidir. 1
Kolye -
Bu, bir iletkenin kesitinden 1 saniyede 1A akım gücünde geçen elektrik yüküdür. - [m], - [kg], -[sn], [ I ]-, - K, 1C = 2,998 10 9 SGSE şarj birimleri; veya 1СГСз = 1/3·10 -9 C, e = +1,6·10 -19 C. SGSE sistemi - (cm, g, s ve SGSE yük birimi) mutlak elektrostatik birim sistemi olarak adlandırılır. SGSE yük birimi, boşlukta 1 cm uzaklıkta bulunan eşit bir yük ile 1 kuvvetle etkileşime giren bir yüktür. Dinu. Temel yük şuna eşittir: e =+1,6·10 -19 C = 4,80·10 -10 SGSE - yük birimi. SI kuvvet birimi Newton(H), 1H= 10 5 ding.
|
Kapalı bir sistemde tüm parçacıkların yüklerinin cebirsel toplamı değişmeden kalır.
(... ancak yüklü parçacıkların sayısı değil, çünkü temel parçacıkların dönüşümleri vardır).
Kapalı sistem
- yüklü parçacıkların dışarıdan girmediği ve çıkmadığı bir parçacık sistemi.
Coulomb yasası- elektrostatiğin temel yasası.
Bir boşluktaki iki sabit yüklü cisim arasındaki etkileşimin kuvveti doğru orantılıdır
yük modüllerinin çarpımıdır ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılıdır.
Ne zaman cisimler nokta cisimler olarak kabul edilir? - aralarındaki mesafe cisimlerin boyutundan kat kat fazlaysa.
İki cismin elektrik yükü varsa, Coulomb yasasına göre etkileşime girerler.
Elektrik yükü birimi
1 C, 1 A akımda bir iletkenin kesitinden 1 saniyede geçen yüktür.
1 C çok büyük bir yüktür.
Element yükü:
Dolayısıyla Coulomb kuvveti yüklü cisimler arasındaki ortamın özelliklerine bağlıdır.
YAKIN VE UZUN MENZİL
Kısa menzil teorisi- yüklü cisimler arasındaki etkileşimi belirler
bir ara ortam kullanarak (bir elektrik alanı aracılığıyla - Faraday, Maxwell).
Uzaktan eylem teorisi- yükler arasındaki etkileşim. anında iletilen bedenler
boşluk yoluyla herhangi bir mesafeye.
KAPALI EYLEM TEORİSİ kazanır!!
ELEKTRİK ALAN
- maddi olarak bir elektrik yükünün etrafında bulunur.
Elektrik alanının ana özelliği: içine verilen elektrik yükü üzerindeki kuvvetin etkisi.
Elektrostatik alan- Sabit bir elektrik yükünün alanı zamanla değişmez.
Elektrik alan kuvveti.- el'in niceliksel özellikleri. alanlar.
alanın uygulanan nokta yüke etki ettiği kuvvetin bu yükün büyüklüğüne oranıdır.
- uygulanan yükün büyüklüğüne bağlı değildir, ancak elektrik alanını karakterize eder!
Gerilim vektör yönü
etki eden kuvvet vektörünün yönü ile çakışır pozitif yük,
ve negatif bir yüke etki eden kuvvetin yönünün tersidir.
Noktasal yük alanı gücü:
burada q0 elektrik alanını oluşturan yüktür.
Alanın herhangi bir noktasında yoğunluk her zaman bu noktayı q0'a bağlayan düz çizgi boyunca yönlendirilir.
ALANLARIN ÜSTÜN POZİSYONU (AŞIRI KONUMU) İLKESİ
Uzayda belirli bir noktada farklı elektrik yüklü parçacıklar (1, 2, 3... vb.) varsa
E1, E2, E3 ... vb. yoğunlukta elektrik alanları oluşturun, ardından ortaya çıkan yoğunluk
Alanın belirli bir noktasındaki yoğunlukların geometrik toplamına eşittir.
Güç hatları e-posta alanlar - vektörlerin teğet olduğu sürekli çizgiler
Bu noktalardaki elektrik alan kuvveti.
Homojen elektrik alanı- alan gücü bu alanın her noktasında aynıdır.
Enerji hatlarının özellikleri: kapalı değil (+ yükten _'ye git), sürekli, kesişmiyor,
yoğunlukları alan gücünü gösterir (çizgiler ne kadar kalınsa yoğunluk da o kadar büyük olur).
Grafiksel olarak gerekli gösterebilmek elektrik alanları: nokta yükü, iki nokta yükü, plakalar
kapasitör (ders kitabında).
ELEKTRİK ALAN
yüklü top.
R yarıçaplı yüklü iletken bir top vardır.
Yük yalnızca topun yüzeyine eşit olarak dağıtılır!
Elektrik voltajı dışındaki alanlar:
topun içinde E = 0
ELEKTROSTATİK ALANDAKİ İLETKENLER
Elektrostatik alan- sabit elektrik yüklerinin oluşturduğu elektrik alanı.
Serbest elektronlar- iletkenin içinde serbestçe hareket edebilen elektronlar
(çoğunlukla metallerde) elektriğin etkisi altında. alanlar;
metallerin oluşumu sırasında oluşur: atomların dış kabuklarındaki elektronlar bağlarını kaybeder
çekirdeklerle ve tüm iletkene ait olmaya başlar;
- termal harekete katılır ve iletken boyunca serbestçe hareket edebilir.
Bir iletkenin içindeki elektrostatik alan
- iletkenin içinde elektrostatik alan yoktur (E = 0), bu yüklü bir durum için doğrudur
iletken ve harici bir elektrostatik alana sokulan yüksüz bir iletken için. Neden?- Çünkü var elektrostatik indüksiyon olgusu, yani.
Elektrostatik alana giren bir iletkendeki yük ayrımı olgusu (Harici)
iletkenin içinde yeni bir elektrostatik alanın (Eut.) oluşmasıyla.
İletkenin içinde her iki alan da (Harici ve Ebedi) birbirini iptal eder, ardından iletkenin içinde
E = 0.
Masraflar ayrılabilir.
Elektrostatik koruma
- metal. İçinde E = 0 olan ekran, çünkü tüm yük iletkenin yüzeyinde yoğunlaşacaktır.
İletkenlerin elektrik yükü
- iletkenin tüm statik yükü bulunur yüzeyinde, iletkenin içi q = 0;
- Bir elektrik alanındaki yüklü ve yüksüz iletkenler için geçerlidir.
İletken yüzeyinin herhangi bir noktasındaki elektrik alan şiddeti çizgileri dik bu yüzey.
ELEKTROSTATİK BİR ALANDA DİELEKTRİK
Bir dielektrik içinde bir elektrik alanı mevcut olabilir!
Nötr atomların ve moleküllerin elektriksel özellikleri:
Nötr atom
-pozitif yük (çekirdek) merkezde yoğunlaşmıştır;
- negatif yük - elektron kabuğu;
Yüksek hareket hızı nedeniyle olduğuna inanılıyor
Elektronların yörüngelerindeki negatif yük dağılımının merkezi atomun merkezi ile çakışmaktadır.
Molekül
- çoğu zaman zıt işaretli yüklere sahip bir iyon sistemidir,
Çünkü dış elektronlar çekirdeğe zayıf bir şekilde bağlanır ve diğer atomlara hareket edebilir.
Elektrik dipol
- genellikle nötr olan ancak dağıtım merkezleri olan bir molekül
zıt işaretli yükler ayrılır; koleksiyon olarak değerlendiriliyor
büyüklükleri eşit ve işaretleri zıt olan iki nokta yükü,
molekülün içinde birbirinden belli bir mesafede bulunur.
2 tip dielektrik
( moleküler yapı bakımından farklılık gösterir):
1)kutupsal
- Pozitif ve negatif yük merkezlerine sahip moleküller
eşleşmeyin (alkoller, su vb.);
2)kutupsal olmayan
- yük dağıtım merkezleri çakışan atomlar ve moleküller
(inert gazlar, oksijen, hidrojen, polietilen vb.).
BİR ELEKTRİK ALANINDA DİELEKTRİKLERİN POLARİZASYONU
Pozitif ve negatif yüklerin zıt yönlerde yer değiştirmesi,
yani moleküllerin yönelimi.
Polar dielektriklerin polarizasyonu
Elektrik alanı dışındaki dielektrik- termal hareketin bir sonucu olarak, elektrik dipolleri yönlendirilir
yüzeyde ve dielektrik içinde rastgele.
q = 0 ve Eint = 0
Düzgün bir elektrik alanında dielektrik- kuvvetler dipollere etki ederek tork yaratır
ve dipolleri elektrik alan çizgileri boyunca döndürün.
FAKAT dipollerin yönelimi yalnızca kısmi,Çünkü termal hareket engellenir.
Dielektrik yüzeyinde bağlı yükler ortaya çıkar ve dielektrik içinde dipol yükleri ortaya çıkar.
birbirini telafi edin.
Böylece dielektrikin ortalama bağlı yükü = 0 olur.
Polar olmayan dielektriklerin polarizasyonu- ayrıca bir elektrik alanında da polarize edilirler:
Moleküllerin pozitif ve negatif yükleri değişir,
yük dağılım merkezleri çakışmayı bırakır (dipoller gibi),
dielektrik yüzeyinde sınırlı bir yük belirir ve elektrik alanının içinde yalnızca zayıflar
Alan zayıflaması dielektrik özelliklerine bağlıdır.
ELEKTROSTATİK ALANIN ÇALIŞMASI
ŞARJ HAREKETİNE GÖRE
Elektrostatik alan- e-posta Sabit bir yükün alanı.
Fel, yüke göre hareket ederek onu hareket ettirerek iş yapıyor.
Düzgün bir elektrik alanında Fel = qE sabit bir değerdir
Çalışma alanı (el. kuvvet) bağlı değil yörüngenin şekline ve kapalı bir yörüngeye göre = sıfır.
YÜKLÜ BİR CİSİMİN POTANSİYEL ENERJİSİ
HOMOJEN ELEKTROSTATİK ALANDA
Elektrostatik enerji - Yüklü cisimlerden oluşan bir sistemin potansiyel enerjisi
(çünkü etkileşime giriyorlar ve iş yapabiliyorlar).
Alanın çalışması yörüngenin şekline bağlı olmadığından aynı zamanda
İş formüllerini karşılaştırırsak şunu elde ederiz:
Düzgün bir elektrostatik alanda bir yükün potansiyel enerjisi
Alan pozitif iş yapıyorsa (kuvvet çizgileri boyunca), o zaman potansiyel enerji
Yüklü bir cismin hacmi azalır (ancak enerjinin korunumu yasasına göre kinetik
enerji) ve bunun tersi de geçerlidir.
ELEKTROSTATİK ALAN POTANSİYELİ
Elektriğin enerji özellikleri alanlar.
- Alandaki bir yükün potansiyel enerjisinin bu yüke oranına eşittir.
- elektrik sisteminin herhangi bir noktasındaki yükün potansiyel enerjisini belirleyen skaler bir miktar. alanlar.
Potansiyel değer seçilen sıfır seviyesine göre hesaplanır.
POTANSİYEL FARK
(veya aksi takdirde GERİLİM)
Bu, yük yörüngesinin başlangıç ve bitiş noktalarındaki potansiyel farktır.
İki nokta arasındaki voltaj (U), bu noktalar arasındaki potansiyel farka eşittir
ve bir birim yükü hareket ettirirken alanın yaptığı işe eşittir.
SAHA GÜCÜ İLE POTANSİYEL FARK ARASINDAKİ İLİŞKİ
Yol bölümü boyunca potansiyel değişiklikler ne kadar az olursa, alan gücü de o kadar düşük olur.
Elektrik gerilimi alan azalan potansiyele doğru yönlendirilir.
EŞPOTANSİYEL YÜZEYLER
- tüm noktaları aynı potansiyele sahip yüzeyler
homojen bir alan için................................................. ..bir puan alan hücumu için
- uçak................................................ ... ................eşmerkezli küreler
Eşpotansiyel bir yüzey var herhangi bir iletkende elektrostatik bir alanda,
Çünkü kuvvet çizgileri iletkenin yüzeyine diktir.
İletkenin içindeki tüm noktalar aynı potansiyele sahiptir (=0).
İletkenin içindeki voltaj = 0, yani içindeki potansiyel fark = 0 olur.
ELEKTRİK KAPASİTESİ
- iki iletkenin elektrik yükü biriktirme yeteneğini karakterize eder.
- q ve U'ya bağlı değildir.
- iletkenlerin geometrik boyutlarına, şekillerine, göreceli konumlarına bağlıdır,
iletkenler arasındaki ortamın elektriksel özellikleri.
SI birimleri: (F - farad)
KONDANSATÖRLER
Şarjı depolayan elektrikli cihaz
(bir dielektrik katmanla ayrılmış iki iletken).
nerede d çoktur daha küçük boyutlar iletken.
Tanım açık elektrik şemaları:
Elektrik alanının tamamı kapasitörün içinde yoğunlaşmıştır.
Bir kapasitörün yükü, kapasitör plakalarından birindeki yükün mutlak değeridir.
Kapasitör türleri:
1. dielektrik türüne göre: hava, mika, seramik, elektrolitik
2. Plakaların şekline göre: düz, küresel.
3. Kapasite boyutuna göre: sabit, değişken (ayarlanabilir).
Düz kapasitörün elektriksel kapasitansı
burada S, kapasitörün plakasının (kaplamasının) alanıdır
d - plakalar arasındaki mesafe
eo - elektrik sabiti
e - dielektrikin dielektrik sabiti
Kapasitörler dahil elektrik devresi
paralel.................................ve................... ... .............tutarlı
O zaman C ortaktır
Paralel bağlantı................................................................ .......seri bağlantılı
. 
..................................................... 
ŞARJLI BİR KAPASİTÖRÜN ENERJİSİ
Kondansatör yüklü cisimlerden oluşan bir sistemdir ve enerjisi vardır.
Herhangi bir kapasitörün enerjisi:
burada C kapasitörün kapasitansıdır
q - kapasitör şarjı
U - kapasitör plakalarındaki voltaj
Kapasitörün enerjisi, kapasitör plakaları birbirine yaklaştırıldığında elektrik alanın yaptığı işe eşittir,
veya bir kondansatörü şarj ederken pozitif ve negatif yükleri ayırmak için gereken işe eşittir.
BİR KAPASİTÖRÜN ELEKTRİK ALAN ENERJİSİ
Bir kapasitörün enerjisi yaklaşık olarak elektrik voltajının karesine eşittir. Kapasitör içindeki alanlar.
Elektrik enerjisi yoğunluğu kapasitör alanları:
DC AKIM YASALARI
Elektrik akımı- yüklü parçacıkların (serbest elektronlar veya iyonlar) düzenli hareketi.
Bu durumda elektrik iletkenin kesiti üzerinden aktarılır. yük (yüklü parçacıkların termal hareketi sırasında, pozitif ve negatif yükler telafi edildiğinden aktarılan toplam elektrik yükü = 0).
E-posta yönü akım- pozitif yüklü parçacıkların hareket yönünün (+'dan -'ye) dikkate alınması geleneksel olarak kabul edilir.
E-posta işlemleri akım (iletkende):
termal- iletkenin ısıtılması (süper iletkenler hariç);
kimyasal - yalnızca elektrolitlerde görülür. Elektroliti oluşturan maddeler elektrotlar üzerinde salınır;
manyetik(ana) - tüm iletkenlerde gözlenir (iletken yakınındaki manyetik iğnenin akımla sapması ve akımın iletken üzerindeki kuvvet etkisi bitişik iletkenler manyetik alan aracılığıyla).
İnsanlık, kehribar parçalarının kedi kılına sürtüldüğünde birbirini itmeye başladığını keşfeden antik Yunan doğa filozoflarının zamanından beri doğada elektrik yüklerinin bulunduğunu biliyordu. Bugün kütle gibi elektrik yükünün de maddenin temel özelliklerinden biri olduğunu biliyoruz. İstisnasız tüm temel parçacıklar oluşur maddi evren, bir veya başka bir elektrik yüküne sahip - pozitif (atom çekirdeğindeki protonlar gibi), nötr (aynı çekirdeğin nötronları gibi) veya negatif (atom çekirdeğinin dış kabuğunu oluşturan ve bir bütün olarak elektriksel nötrlüğünü sağlayan elektronlar gibi) .
Fizikteki en kullanışlı tekniklerden biri, bir sistemin durumundaki herhangi bir değişiklikle değişmeyen toplu (toplam) özelliklerini tanımlamaktır. Bu tür özellikler bilimsel açıdan tutucu memnun oldukları için koruma kanunları. Herhangi bir koruma yasası, kapalı bir durumda (“sızıntı” veya “alınmanın” tamamen yokluğu anlamında) karşılık gelen fiziksel miktar) muhafazakar sistem sistemi bir bütün olarak karakterize eden karşılık gelen miktar zaman içinde değişmez.
Elektrik yükü tam olarak kapalı sistemlerin muhafazakar özellikleri kategorisine aittir. Pozitif ve negatif elektrik yüklerinin cebirsel toplamı - net toplam sistem ücreti- Sistemde hangi süreçler meydana gelirse gelsin hiçbir koşulda değişmez. Özellikle ne zaman kimyasal reaksiyonlar negatif yüklü değerlik elektronları, kimyasal bağlar oluşturan atomların dış kabukları arasında herhangi bir şekilde yeniden dağıtılabilir. çeşitli maddeler- Kapalı bir kimyasal sistemde ne elektronların toplam negatif yükü ne de çekirdekteki protonların toplam pozitif yükü değişmeyecektir. Ve bu sadece en basit örnektir, çünkü kimyasal reaksiyonlar sırasında protonların ve elektronların kendisinde herhangi bir dönüşüm olmaz, bunun sonucunda sistemdeki pozitif ve negatif yüklerin sayısı basitçe hesaplanabilir.
Daha fazlası ile yüksek enerjiler ancak elektrik yüklü temel parçacıklar birbirleriyle etkileşime girmeye başlar ve elektrik yükünün korunumu yasasına uygunluğu izlemek çok daha zor hale gelir, ancak bu durumda da yerine getirilir. Örneğin, izole edilmiş bir nötronun kendiliğinden bozunmasının reaksiyonu sırasında, aşağıdaki formülle tanımlanabilecek bir işlem meydana gelir:
p pozitif yüklü bir proton, n nötr yüklü bir nötron, e negatif yüklü bir elektron ve v nötrino adı verilen nötr bir parçacıktır. Hem başlangıç materyalinde hem de reaksiyon ürününde toplam elektrik yükünün sıfır olduğunu (0 = (+1) + (-1) + 0) görmek kolaydır, ancak bu durumda bir değişiklik vardır toplam sayı Sistemdeki pozitif ve negatif yüklü parçacıklar. Bu, yeni yüklü parçacıkların oluşumuna rağmen elektrik yüklerinin cebirsel toplamının korunumu yasasının karşılandığı radyoaktif bozunma reaksiyonlarından biridir. Bu tür işlemler, diğer elektrik yüklerine sahip parçacıkların aynı elektrik yüklerine sahip parçacıklardan doğduğu temel parçacıklar arasındaki etkileşimlerin karakteristiğidir. Kapalı bir sistemin toplam elektrik yükü her durumda değişmeden kalır.
Elektrik yükü. Yükün korunumu kanunu. Coulomb yasası. Alan gücü
Elektrostatik, seçilen bir eylemsiz referans çerçevesine göre sabit elektrik yükleri sistemlerinin etkileşimlerinin ve özelliklerinin incelendiği elektrik çalışmasının bir bölümüdür. Pozitif ve negatif olmak üzere iki tür elektrik yükü vardır. Bu cisimlerin veya parçacıkların elektrik yüklerinin neden olduğu cisimler veya parçacıklar arasındaki etkileşim kuvvetlerine elektrostatik kuvvetler denir. Bir nokta elektrik yükü, bu problemde şekli ve boyutları önemsiz olan yüklü bir cisimdir. Herhangi bir cisim sisteminin elektrik yükü, yaklaşık olarak 1,6·10 –19 C'ye eşit olan tam sayıda temel yükten oluşur.
Elektrik yükünün korunumu kanunu
Elektriksel olarak yalıtılmış bir sistemi oluşturan cisimlerin veya parçacıkların elektrik yüklerinin cebirsel toplamı, bu sistemde meydana gelen hiçbir işlem sırasında değişmez.
Yüklü cisimler arasındaki elektrostatik etkileşim kuvvetleri deneysel olarak oluşturulan Coulomb yasasına uyar. Bu nedenle bunlara genellikle Coulomb kuvvetleri denir.
Coulomb yasası
Bir boşlukta bulunan iki nokta elektrik yükü arasındaki elektriksel etkileşimin kuvveti, bu yüklerin çarpımı ile doğru orantılıdır, yükler arasındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır ve yükleri birleştiren düz çizgi boyunca yönlendirilir (Şekil 1.1).
,
burada e 0 =8,85·10 -12 F/m elektrik sabitidir.
Yüklü herhangi bir cisim, bir nokta yük sistemi olarak düşünülebilir. Bu nedenle, yüklü bir cismin diğerine etki ettiği elektrostatik kuvvet, birinci cismin her bir nokta yükü tarafından ikinci cismin tüm noktasal elektrik yüklerine uygulanan kuvvetlerin geometrik toplamına eşittir.
Eylemsiz referans çerçevesine göre keyfi bir şekilde hareket eden elektrik yüklü parçacıklar veya cisimler arasındaki etkileşim, şu şekilde gerçekleştirilir: elektromanyetik alan birbirine bağlı iki alanın birleşimidir - elektrik ve manyetik. Özellik Elektrik alanını diğer fiziksel alanlardan ayıran özelliği, bir elektrik yüküne (yüklü parçacık veya cisim) yükün hızına bağlı olmayan bir kuvvetle etki etmesidir. Temel niceliksel özellikler Elektrik alanı, kuvvet karakteristiği olan elektrik alan kuvveti vektörüdür.
Elektrik alan kuvveti Alanın belirli bir noktasına yerleştirilen pozitif birim nokta yüke alanın uyguladığı kuvvete, V/m'ye eşittir.
Bir elektrik alanının, içine yerleştirilen rastgele bir nokta elektrik yüküne uyguladığı kuvvet Q: = Q, şarjın bulunduğu yerdeki voltaj nerede Q bu yük tarafından bozulan alan için, yani. V genel durum, içine bir yük getirilmeden önce var olan alandan farklı Q.
