Электр рісіндегі ткізгіштер

Сегнетоэлектриктерді ерекше асиеттері.

1. Диэлектрик тімділігі те жоары.

2. Диэлектриктер рісі кернеулігімен индукция.

3. Векторлары зара сызыты байланысан.

4. Диэлектриктік тімділік электр рісі кернеулігіне туелді.

5. Поляризация уаытында дипольды моменттерді электр рісі кернеулігіні кешігіп жруі.

Бл сызыа яни дипольдік моментті электр рісі кернеулігімен кемігу сызыына гистерезис деп аталады. Мндай былыс магниттелетін заттарда шырайды янни кездеседі. Сонда алды магнетизмні серінен бір трлі заттар зіні магниттелу асиеттерін сатап алып траты магнитке айналады. Біра оларда здеріні кюри температурасына ие. Мндай зерттеулер негізінен лабараториялы жмыстармен длелденген. Ал табиатта оны бл былысты те иын. Себебі температурадан тыс ол заттара те крделі кштер сер етуінен жне табиаттаы перомагнетиктер жер ыртысында те шырда жатады.

Электр рісіндегі ткізгіштер

ткізгіштерді электрлік асиеттері олардаы еркін зарядталан блшектерді болуымен сипатталады. Мысалы, металлдарда еркін электрондар болады. Электр рісіне ткізгішті енгізгенде ондаы еркін зарядтар ыысып, айта таралып орналасады. Зарядтарды бл айта таралып орналасуы ткізгіш ішіндегі электр рісі нольге те боланша жреді.

Электр рісіндегі зарядтарды айта таралып орналасуын электростатикалы индукция былысы деп атайды, ал ткізгіш бетінде пайда болатын тееспеген зарядтарды индукцияланан зарядтар деп атайды. . ткізгіш сырты электр рісінде трса электр рісіні серінен, оны еркін зарядтары озалыса келеді. Сырты рісті кернеулігіні баытында о зарядтар, ал кернеулікті баытына арама арсы баытта теріс зарядтар озалады.

Сйтіп, бар зарядтар орын ауыстырып болан со, зарядтарды озалысы тотайды да ткізгішті ішінде. Сырты рісті баытына арама -арсы ріс пайда болады. Осы екі ріс бірін -бірі теестіріп, ткізгішті ішіндегі орыты ріс нулге те болады.

- - -

ткізгіштегі зарядтар сырты рісті серінен ткізгішті беткі абатында орналасады. Егер ткізгішке бір q заряды берілсе, онда ал ткізгішті ішіндегі ріс кернеулігі болатындай таралады. Сонда ткізгіш бетіні кез келген екі нктесіндегі заряд тыыздытарыны атынасы зарядты кезкелген шамасы шін бірдей болады.

Бдан о аталынан ткізгішті потенциалы ондаы бар заряда пропорционал болатынын круге болады. Мысалы, ткізгіштегі зарядты анша есе артырса, онда рісті рбір нктесіндегі кернеулігіні де сонша есеге артатынын байаймыз.

Сырты электр рісіндегі ткізгіштерде келесі шарттар орындалады:

1. Электр рісіндегі ткізгішті ішіндегі электр рісіні кернеулігі нольге те, ;

2. ткізгіш бетіндегі кез келген нктедегі электр рісіні кернеулігі ткізгіш бетіне нормаль баытталады, ;

3. ткізгіш беті эквипотенциал бет болып табылады;

4. ткізгішті ішіндегі кез-келген клем шін Остроградский-Гаусс теоремасы келесі трде жазылады:

;

5. ткізгіш бетіндегі кез-келген тйы бет шін Остроградский-Гаусс теоремасы мына трде жазылады:

Ыысу векторы ткізгіш бетіндегі еркін зарядтарды беттік тыыздыына те болады:

екенін ескерсек, ткізгіш бетіндегі ріс кернеулігі рнегімен аныталады. Мндаы ткізгішті оршаан ортаны диэлектриктік тімділігі.

6. ткізгішті сыйымдылыы оны формасы мен лшеміне туелді де, біра ткізгішті тегіне, агрегатты кйіне жне оны ыртыстарыны лшемдеріне туелсіз. Мны зарядтарды ткізгішті сырты абатына (беттеріне) орналасуынан деп тсіну керек.

Енді радиусы R оашаланан шарды сыйымдылыын анытаймыз.

;

Сонда , , ал бл шама жерді радиусынан 1500 есе лкен.

Конденсаторлар. Оашаланан ткізгіштерді сыйымдылыы аз болады. Практикада зін оршаан денелер мен салыстыранда шамалы потенциалы бола трып шамасы едуір зарядтарды жинатайтын ондырылар ажет болады. Осындай ондырыларды конденсаторлар деп атайды. Конденсаторлар жасалу тріне байланысты, цилиндр концентрлі сфера, жазы конденсаторлар болып келеді.

Енді екі зарядталан параллель пластинкадан тратын жазы конденсаторды сыйымдылыын анытаймыз.

q q

; (1.25)

Екі пластинканы арасындаы ріс кернеулігі: ;

мндаы ; зарядты беттік тыыздыы.

Астарларды арасындаы потенциалдар айырмасы:

осыдан ; (1.26)

мндаы d - конденсаторларды астарларыны араашытыы. – астарларыны арасындаы диэлектрді тімділігі.

1.Конденсаторларды параллель осу.

Конденсаторларды параллель осанда оларды астарларыны потенциалдары де сыйымдылытары зарядтары болады.

Жеке конденсаторды астарлары шін зарядтарды шамалары:

Барлы батареяларды толы сыйымдылыы:

Сйтіп параллель осанда конденсаторларды сыйымдылыы осылады.

+ -

1. Тізбектей осу. Тізбектей осылан конденсаторларды астарларындаы зарядтар те болады, біра потенциалдар айырмасы мен сыйымдылытары ртрлі болады.

+ + - +

- +

Барлы батарея шін потенциалдар айырмасы

; ;

Сонымен тізбектей осанда конденсаторларды сыйымдылытарыны кері шамаларыны осындысына те болады.

Электр рісіні энергиясы. Зарядталан денелерді зара серлесу кші, консервативтік кш боландытан зарядтар жесіні потенциалды энергиясы болады. Бір – бірінен араашытыта тран жне нктелік зарядтарды потенциалды энергиясын анытаймыз. Бл екі заряд біріні рісінде бірі трады. Сонда оларды сйкес потенциалды энергиялары , , мндаы жне зарядтар тран нктелердегі зарядтарды потенциалдары. Олай болса, осы потенциалдар рнегі: