Таырып №11. Электр заряды. Электр зарядыны саталу заы.

Электростатикалы ріс. Кернеулік.

6.2 Саба міндеті:

1.Электр заряды жне электростатикалы ріс туралы малматтар беру.

2.Білімгерлерді білімдерін арттыру, тередету.

3.Білімгерлерді ыптылыа йрету

Дріс тезисі

Электрлік зара рекет.Электр заряды.Электр зарядыны саталу заы

І. Электрлік зара рекетэлектрленген денелерді арасында болады.Жнге йкелген янтарь таяшасы жеіл заттарды тарту абілетіне ие болатынын сендер білесідер.Мндай асиет баса денелерде де бар.

Бл те жасы изолятор болып саналатын заттарда да байалады.Мысалы , егер сен пластмассадан жасалан тараты немесе аламсапты ра шаша йкесе,онда олар са ааз иымдарын тартады.Ал егер рленген шарды нейлон материалына йкесе , онда ол абыраа немесе тбеге жабысып алады.Нейлоннан жасалан киімді шешкенде,тысырды естисі жне араы блмеде шынды кресі.Осындай былыстарды барлыы да денені электрлену белгісін крсетеді.детте ,мндай денелер электрлік бейтарап болып саналады.

Теріс зарядтарды таситын электондар атоммен мыты байланыспаан , сондытан олар денені жеіл тастап кете алады.Бл жадайда денелердегі теріс жне о зарядтарды арасындаы тедік бзылады да,оларды бірі о,екіншісі теріс зарядталады.йкеліс процесінде электрондар бір денеден екінші денеге теді.Ал электрондар ткен цолиэтиленді таташа,керісінше , теріс зарядталады.Егер таташаны Жермен осса,оны арты электрондарды Жерге кетеді де,ол да бейтарап кйге келеді.Полиэтиленді таташаны ацетаттан жасалан таташамен алмастырып, оны матамен йкесек , керісінше таташа о,ал мата теріс зарядталады.

ІІ.Денеде электр зарядыны бар болуы электрометр деп аталатын арнайы аспаппен аныталады.Зарядталан кйде электрометрді тілі вертикаль орналасады.Егер зарядталан денемен электрометр таяшасы жанасатын болса , онда оан жне электрометр тіліне зарядты белгілі бір блігі теді де ,тіл ауытиды.Мндай ауыту электрометр о жне теріс зарядталанда да байалады.Электрометр кмегімен денені электрлену дрежесін ,яни заряд млшерін анытауа болады.Ол шін электрометрді электр зарядыны наты мнін крсететіндей етіп градуирлеу керек.

Электрометрді жмыс істеу принципі зарядтартарды электірлік зара негізделген.Тжірибелерді негізінде аттас зарядтарды бірін-бірі тебетіні,ал р аттас зарядтарды бірін-бірі тартатыны таайындалан.

III. Денелерді немесе блшектерді электрлік зара рекеттесуін сипаттайтын физикалы шама электр заряды деп аталады.Жргізілген тжірибелер негізінде кптеген лшеулер мен эксперименттік мліметтерді отырып,электр зарядтарыны іргелі асиеттері таайындалды.

1.Объективті трде зарядты екі трі бар:ожне теріс.Аттас зарядтар тебіледі,р аттас зарядтар тартылады.

Теріге йкелген, шыныда пайда болатын электр заряды о;жнге йкелген янтарьда пайда болатын электр зарядын теріс деп атау абылданан.

2.Электр заряды инвариантты (оны шамасы сана жйесіне туелді емес,яни ол жйе озалыста немесе тыныштыта ма,одан туелсіз болады)

3.Электр заряды зікті ,яни кез келген денені заряды электрон зарядын бтін сана еселегенге те:

q= Ne

мндаы N=1,2,3,....,n=бтін сан,е= 1.6 10 Кл – блінбейтін е кіші элементар заряд.Элементар заряды тасушылар атарында теріс зарядталан электронмен атар о зарядталан протон жне баса элементар блшектер бар.

4.Электр заряды аддитивті(денелерді кез келген жйесіні заряды жйеге кіретін денелерді зарядтарыны осындысына те).

IV.Электр заряды заряты саталу заына баынады.Бл за былайша айтылады:тйы жйеде барлы блшектер зарядтарыны алгебралы осындысы згермейді:

q + q + q + . . . + q = const,

мндаы q ,q ,q ,..., q - денелерді о немесе теріс зарядтары.

Тйы жйе деп сырты денелермен заряд алмаспайтын жйені айтады.

озалмайтын электр зарядтарыны зара рекетін зерттейтін электродинамика блімі электростатика деп аталады. Электростатиканы негізгі заы Кулон заы болып табылады.

І. Ерте дниеде жне орта асырларда янтарьды йкеліс кезінде зіне баса заттарды тартатын жмба сырын тсіндіруге талпыныс жасалынды,біра олар дерексіз сипатта болды да,о нтиже бермеді.Электрлік былыстарды тек эксперименттік зерттеу басталанда ана наты тсіндіруді ммкіндігі пайда болды.

1600 жылы аылшын алымы У.Гильберт тжірибе арылы тек янтарь ана емес, алмас, шыны,ккірт,сргіш,ас тзы жне баса да біратар заттар йкеліс процесінде жеіл заттарды зіне тарту асиеттеріне ие болатыны,яни электрленетіні таайындады.

1672 жылы неміс алымы О.фон Герикені кітабы шыты.Ол онда электр машинасымен жргізілген тжірибені сипаттады.Бл машина айналатын темір оське орнатылан ккірттен жасалан шардан трады.Айналатын шарды ра алаанмен срте отырып,электрлік эффектілерді кшейту болады.Герике жеке жадайларда жеіл денелер электрленген шара тартылып ана оймай,одан тебілетінін де байады.

1729 жылы аылшын алымы С.Грей электр бір денеден екінші денеге металл ткізгіш арылы берілетіні,ал жібек жіп арылы берілмейтінін анытады.Ол барлы заттарды электр ткізгіш электр ткізбейтін деп блді.Трт жылдан кейін француз алымы Ш.Дюфе электрді екі тегіні бар екені таайындады.

ІІ. 1745-1746 жылдары неміс физигі Э.Г.Клейст пен голланд физигі П.ван Мушенбрук бір мезгілде алашы конденсаторды: лейден банкасын ойлап тапты.

Мушенбрук француз алымы Р.А.Реомюрге жазан хатында з тжірибесін былайша сипаттады: Сізге жаа,біра тым ауіпті тжірибені хабарламапын,біра айталауа кеес бермеймін.Мен электр кшін зерттеумен айналыстым.Ол шін екі кгілдір жібек жіпке осьтен тез айналатын жне олмен йкелісетін шыны шардан электрленетін темір діні асып ойдым.Екінші жаында мыс сымы ілінген;оны о олмен стап тран жартылай сумен толтврвлан дгелек шыны ыдыса батырылан.Мен сол олмен темір дінен шын алуа рекет жасадым.Кенет мені о олым аламат кшпен соы алды,найзаай соандай барлы денем дірілдеп кетті.

Ыдыс,жа шыныдан жасалса да,сынбадай соы серінен олымны білезігі ыыспады,дегенмен шынтаым жне барлы денем сзбен жеткізе алмайтын зардап шекті.Мен:мірім біткен шыар , - деп ойладым.

Тез жетілдірілген конденсаторды ойлап табу электрді одан рі зерттеуге жне электр зарядтарын жинатауа ммкіндік берді.Американ алымы В.Франклин электр разряды кезінде салыстырмалы лкен шынды баылай отырып,найзаайды электрлік табиаты туралы болжам жасады.Атмосферадаы электрді зерттеумен лы орыс алымы М.В.Ломоносов жне Петербург академигі Г.Рихман айналысты.Олар электр зарядыны кшін лшеуге арналан алашы аспапты растырды.

1753 жылытжірибе жргізіліп жатан Рихман найзаайды разрядынан аза болды.Рихманны аспабы жоары шына зыыр жіп бекітілген,металл шыбытардан трды.Жіп электрленгенде біршама брышы ауытиды.Электрлену шамасы шкала бойынша есептелінеді.Бл аспап – алашы электрометр.Франклин,Ломоносов,Рихман жне біратар баса алымдарды жмыстарыны нтижесінде найзаайды электрлік табиаты ашылып , найзаай тартыш ойлап табылды.

ІІІ. 1785 жылы Кулон заы ашылды.Кулон заы Ньютонны Бкіллемдік тартылыс заны еске тсірді.Бл электростатика есептерін шешуге сол уаытты механикада зірленген кптеген дістерді олдануа ммкіндік берді жне ХVIII мен XІХ асырды бірінші жартысында алымдарды кпшілігіні электр былыстарын тсіндіруде алыстан рекеттесу теориясын стану себептеріні бірі болды.Ол уаытты табиаты белгісіз электр зарядтарыны зара рекеті бос кеістік арылы жзеге асады деп есептеленді.Егер зарядтарды бірі з орнын згертсе ,онда Кулон заына сйкес баса заряда рекет ететін кш згереді.

лы аылшын физигі М.Фарадей зарядталан денелерді зара рекеті туралы басаша кзараста болды.алым кзарасы оны ылыма келу ерекшелігімен де байланысты еді.Фарадей тек астауыш білімі бар,13 жастан ебекке араласан темір стасыны баласы.Тптеуші жмысын атара жріп,бала кітап оуды натты,сіресе жаратылыстану ылымдарына ,оны ішінде физика мен химия ерекше назар аударды.Ол крнекті алымдарды дрістеріне атысып,й жадайында физика мен химиядан тжірибелер жргізді.Ал 21 жасында аылшын физигі жне яимигі Г.Дэвиді зертханасында кмкші болып жмыс істеді.4 жылдан кейін з бетімен ылыми зерттеулер жргізі бастады.Ол алымдар ортасында стемдік алан алыстан ректтесу теориясын абылдамады.Зарядталан денелерді зара рекетіне оны кзарасыны мнісін азіргі ылыми тілде былайша тжырымдауа болады..оршаан ортада рбір электр зарядымен электр рісі байланысты;заряд орныны згеруі осы рісте соы жылдамдыпен тарайтын йыту туызады;йыты баса заряда жеткен кезде , ол зара рекеттесу кшіні згергенін сезеді.Жаа тсінікті тым крнекті етуге тырыса отырып , Фарадей кш сызытары ымын енгізді.

М.Фарадей зірленген электрді зерттеу тсіліні маыздылыы бірден олдау таппады,біз бл мселеге магниттік былыстарды арастыран кезде айта ораламыз.