Цахилгаан статик (эсвэл Кулон) түлхэлт нь ижил цэнэгтэй биетүүдийн хооронд, харин эсрэг цэнэгтэй биетүүдийн хооронд электростатик таталт үүсдэг. Ижил цэнэгүүдийг түлхэх үзэгдэл нь цахилгаан цэнэгийг илрүүлэх төхөөрөмж болох электроскопыг бүтээх үндэс суурь болдог.
Электростатик нь Кулоны хууль дээр суурилдаг. Энэ хууль нь цэгийн цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог.
Электростатикийн үндэс нь Кулонбын бүтээлээр тавигдсан (хэдийгээр түүнээс арван жилийн өмнө Кавендиш ижил үр дүнд хүрч, бүр илүү нарийвчлалтай байсан. Кавендишийн ажлын үр дүн гэр бүлийн архивт хадгалагдаж байсан бөгөөд ердөө зуун жилийн дараа хэвлэгджээ) ; Сүүлчийн олсон цахилгаан харилцан үйлчлэлийн хууль нь Грин, Гаусс, Пуассон нарт математикийн гоёмсог онолыг бий болгох боломжийг олгосон. Электростатикийн хамгийн чухал хэсэг бол Грин, Гауссын бүтээсэн потенциалын онол юм. Эрт дээр үед эдгээр үзэгдлүүдийг судлахад номууд нь гол туслагч байсан Рийс цахилгаан статикийн талаархи олон туршилтын судалгааг хийсэн.
19-р зууны 30-аад оны эхний хагаст хийсэн Фарадейгийн туршилтууд нь цахилгаан үзэгдлийн тухай сургаалын үндсэн заалтуудад эрс өөрчлөлт оруулах ёстой байв. Эдгээр туршилтууд нь цахилгаантай холбоотой бүрэн идэвхгүй гэж тооцогддог тусгаарлагч бодисууд, тухайлбал, Фарадейгийн хэлснээр диэлектрикүүд нь бүх цахилгаан процессуудад, ялангуяа дамжуулагчийг цахилгаанжуулахад чухал ач холбогдолтой болохыг харуулсан. Эдгээр туршилтууд нь конденсаторын хоёр гадаргуугийн хоорондох тусгаарлагч давхаргын бодис тоглодог болохыг илрүүлсэн чухал үүрэгэнэ конденсаторын багтаамжид . Агаарыг конденсаторын гадаргуугийн хоорондох тусгаарлагч давхарга болгон өөр шингэн эсвэл хатуу тусгаарлагчаар солих нь конденсаторын цахилгаан хүчин чадлын утгад ижил нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь эдгээр гадаргуугийн хоорондох зайг зохих хэмжээгээр бууруулдаг. агаарыг тусгаарлагч болгон хадгалахын зэрэгцээ. Агаарын давхаргыг өөр шингэн эсвэл хатуу диэлектрикийн давхаргаар солих үед конденсаторын цахилгаан багтаамж К дахин нэмэгддэг. Энэ K утгыг Фарадей өгөгдсөн диэлектрикийн индуктив хүчин чадал гэж нэрлэдэг. Өнөөдөр K-ийн утгыг ихэвчлэн энэ тусгаарлагч бодисын диэлектрик тогтмол гэж нэрлэдэг.
Энэ биеийг агаараас өөр тусгаарлагч орчинд шилжүүлэх үед цахилгаан багтаамжийн ижил өөрчлөлт нь дамжуулагч бие бүрт тохиолддог. Гэхдээ биеийн цахилгаан багтаамжийн өөрчлөлт нь өгөгдсөн потенциал дахь энэ биеийн цэнэгийн хэмжээ өөрчлөгдөхөд хүргэдэг ба эсрэгээр тухайн цэнэгийн үед биеийн потенциал өөрчлөгдөхөд хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ энэ нь биеийн цахилгаан энергийг өөрчилдөг. Тиймээс цахилгаанжуулсан биетүүдийг байрлуулсан эсвэл конденсаторын гадаргууг тусгаарлах тусгаарлагчийн ач холбогдол маш чухал юм. Тусгаарлагч бодис нь зөвхөн биеийн гадаргуу дээр цахилгаан цэнэгийг хадгалахаас гадна сүүлийн үеийн цахилгаан төлөв байдалд нөлөөлдөг. Фарадейгийн туршилтууд ийм дүгнэлтэд хүргэв. Энэхүү дүгнэлт нь Фарадейгийн цахилгаан үйл ажиллагааны талаархи үндсэн үзэл бодолтой нэлээд нийцэж байв.
Кулонбын таамаглалаар биетүүдийн хоорондох цахилгаан үйлдлийг алс холын зайд тохиолддог үйлдлүүд гэж үздэг. Бие биенээсээ r зайд тусгаарлагдсан хоёр цэгт оюун санааны хувьд төвлөрсөн q ба q "хоёр цэнэгүүд нь томъёогоор тодорхойлогддог хүчээр эдгээр хоёр цэгийг холбосон шугамын дагуу бие биенээ түлхэж эсвэл татдаг гэж үзсэн.
Түүнчлэн, C коэффициент нь зөвхөн q, r, f-ийн утгыг хэмжих нэгжээс хамаарна. Дотор нь q ба q "цэнэгтэй эдгээр хоёр цэгийн оршдог орчны шинж чанар нь ямар ч ач холбогдолгүй гэж үзсэн нь f-ийн утгад нөлөөлөхгүй. Фарадей энэ талаар огт өөр үзэл бодолтой байсан. Түүний бодлоор цахилгаанжуулсан бие нь зөвхөн тодорхой зайд байрладаг өөр биед үйлчилдэг; үнэн хэрэгтээ цахилгаанжсан бие нь түүнтэй харьцах тусгаарлагч орчинд зөвхөн онцгой өөрчлөлтийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь давхаргаас давхаргад дамждаг бөгөөд эцэст нь давхаргад хүрдэг. Харгалзан үзэж буй нөгөө биетэй нэн даруй зэргэлдээ орших ба тэнд ямар нэг зүйлийг бий болгодог бөгөөд энэ нь тэдгээрийг тусгаарлах орчиноор дамжуулан эхний биет хоёр дахь биет шууд үйлчилдэг мэт харагдана.Цахилгаан үйлдлүүдийг ийм үүднээс авч үзвэл дээрх томьёогоор илэрхийлсэн Кулоны хууль болно. Зөвхөн ажиглалт нь юу өгч байгааг тодорхойлоход л үйлчилдэг бөгөөд энэ тохиолдолд болж буй үнэн үйл явцыг өчүүхэн төдий ч илэрхийлэхгүй. Дараа нь ерөнхийдөө цахилгаан үйлдлүүд нь өөрчилснөөр өөрчлөгддөг нь тодорхой болно. хувирах орчин, учир нь энэ тохиолдолд бие биендээ үйлчилдэг хоёр цахилгаанжуулсан биетийн хоорондох зайд үүсэх хэв гажилт мөн өөрчлөгдөх ёстой. Энэ үзэгдлийг гаднаас нь дүрсэлсэн Кулоны хуулийг өөр зүйлээр солих ёстой бөгөөд энэ нь тусгаарлагчийн шинж чанарыг агуулсан байх ёстой. Изотроп ба нэгэн төрлийн орчны хувьд Кулоны хуулийг цаашдын судалгаагаар дараах томъёогоор илэрхийлж болно.
Энд K нь өгөгдсөн тусгаарлагчийн диэлектрик тогтмол гэж дээр дурдсан зүйлийг илэрхийлнэ. Агаарын хувьд K-ийн утга нь нэгдмэл байдалтай тэнцүү, өөрөөр хэлбэл агаарын хувьд q ба q "цэнэгтэй хоёр цэгийн харилцан үйлчлэлийг Кулон хүлээн авснаар илэрхийлэгддэг.
Фарадейгийн үндсэн санаагаар бол биеийг цахилгаан төлөвт оруулах үйл явцын нөлөөн дор түүнийг дүүргэх эфирт үүсдэг эдгээр өөрчлөлтүүд (орчуулагчийн туйлшрал) хүрээлэн буй тусгаарлагч орчин юм. дунд зэрэг нь бидний ажиглаж буй бүх цахилгаан үйлдлүүдийн шалтгаан болдог. Фарадейгийн хэлснээр тэдгээрийн гадаргуу дээрх дамжуулагчийг цахилгаанжуулах нь зөвхөн туйлширсан орчны нөлөөллийн үр дагавар юм. Энэ тохиолдолд тусгаарлагч бодис нь стресстэй байдалд байна. Маш энгийн туршилтууд дээр үндэслэн Фарадей ямар ч орчинд цахилгаан туйлшрал өдөөгдөж, цахилгаан орон өдөөгдөж байх үед одоогийн тэдний хэлснээр энэ орчинд хүчний шугамын дагуу хурцадмал байдал (хүчний шугам) байх ёстой гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Энэ шугам дээр байрлах цэгүүд дээр төсөөлж буй эерэг цахилгаанаар мэдрэгдэх цахилгаан хүчний чиглэлүүдтэй давхцаж буй шүргэгч шугам) ба хүчний шугамд перпендикуляр чиглэлд даралт байх ёстой. Ийм хүчдэлийн төлөвийг зөвхөн тусгаарлагчид өдөөж болно. Тээврийн хэрэгсэл нь төлөв байдалд ийм өөрчлөлтийг мэдрэх чадваргүй, тэдгээрт цочрол байхгүй; Зөвхөн ийм дамжуулагч биетүүдийн гадаргуу дээр, өөрөөр хэлбэл дамжуулагч ба тусгаарлагчийн зааг дээр тусгаарлагчийн туйлшралын төлөв байдал мэдэгдэхүйц болж, энэ нь дамжуулагчийн гадаргуу дээрх цахилгаан эрчим хүчний илэрхий хуваарилалтаар илэрхийлэгдэнэ. Тиймээс цахилгаанжуулсан дамжуулагч нь хүрээлэн буй тусгаарлагчтай холбоотой байдаг. Энэхүү цахилгаанжуулсан дамжуулагчийн гадаргуугаас хүчний шугамууд тархаж, эдгээр шугамууд нь эсрэг талын цахилгаанаар бүрхэгдсэн өөр дамжуулагчийн гадаргуу дээр төгсдөг. Энэ бол Фарадей цахилгаанжилтын үзэгдлийг тайлбарлахын тулд өөртөө зориулж зурсан зураг юм.
Фарадейгийн сургаалыг физикчид удалгүй хүлээн зөвшөөрөөгүй. Фарадейгийн туршилтууд нь 60-аад оны үед ч гэсэн дамжуулагчийг цахилгаанжуулах үйл явцад тусгаарлагчийн чухал үүрэг гүйцэтгэх эрхгүй гэж үздэг байв. Зөвхөн дараа нь, Максвеллийн гайхалтай бүтээлүүд гарч ирсний дараа Фарадейгийн санаанууд эрдэмтдийн дунд улам бүр тархаж, эцэст нь баримттай бүрэн нийцэж байгааг хүлээн зөвшөөрөв.
Эрт жараад онд проф. Ф.Н.Шведов өөрийн туршилтын үндсэн дээр тусгаарлагчийн үүргийн талаархи Фарадейгийн үндсэн заалтуудын үнэн зөвийг маш шаргуу бөгөөд үнэмшилтэйгээр нотолсон. Үнэн хэрэгтээ Фарадейгийн ажил эхлэхээс олон жилийн өмнө тусгаарлагчийн цахилгаан процесст үзүүлэх нөлөөг аль хэдийн олж мэдсэн. 18-р зууны 70-аад оны эхээр Кавендиш конденсатор дахь тусгаарлагч давхаргын шинж чанарын ач холбогдлыг ажиглаж, маш анхааралтай судалжээ. Кавендишийн туршилтууд, түүнчлэн хожим Фарадейгийн туршилтууд нь энэ конденсатор дахь агаарын давхарга нь ижил зузаантай зарим хатуу диэлектрикийн давхаргаар солигдох үед конденсаторын багтаамж нэмэгдэж байгааг харуулсан. Эдгээр туршилтууд нь зарим тусгаарлагч бодисын диэлектрик тогтмолуудын тоон утгыг тодорхойлох боломжийг бүрдүүлдэг бөгөөд эдгээр утгууд нь илүү дэвшилтэт хэмжих хэрэгслийг ашиглан саяхан олж мэдсэнээс харьцангуй ялгаатай байна. Гэвч Кавендишийн энэхүү бүтээл нь цахилгааны тухай бусад судалгааны нэгэн адил түүнийг 1785 онд Куломбын хэвлэсэн хуультай ижилхэн цахилгаан харилцан үйлчлэлийн хуулийг бий болгоход хүргэсэн нь 1879 он хүртэл тодорхойгүй хэвээр байв. Зөвхөн энэ онд л Кавендишийн дурсамжийг Максвелл нийтлэв. , Кавендишийн бараг бүх туршилтыг давтан хийж, тэдгээрийн талаар маш их үнэ цэнэтэй шинж тэмдгүүдийг хийсэн.
Боломжтой
Дээр дурдсанчлан, Максвеллийн бүтээлүүд гарч ирэх хүртэл электростатикийн үндэс нь Кулоны хууль байв.C = 1 гэж үзвэл, өөрөөр хэлбэл CGS системийн үнэмлэхүй электростатик нэгж дэх цахилгааны хэмжээг илэрхийлэхдээ Кулоны хууль дараахь илэрхийлэлийг авна.
Тиймээс координат (x, y, z) нь дараах томъёогоор тодорхойлогддог цэгийн боломжит функц буюу илүү энгийнээр хэлбэл, потенциал нь:
Интеграл нь өгөгдсөн орон зай дахь бүх цахилгаан цэнэгүүдийг хамардаг бөгөөд r нь dq цэнэгийн элементийн (x, y, z) цэг хүртэлх зайг илэрхийлдэг. Цахилгаанжуулсан биет дээрх цахилгааны гадаргуугийн нягтыг σ, тэдгээрийн цахилгааны эзэлхүүний нягтыг ρ-ээр тэмдэглэв.
Энд dS нь биеийн гадаргуугийн элементийг, (ζ, η, ξ) нь биеийн эзэлхүүний элементийн координатууд юм. (x, y, z) цэг дээрх эерэг цахилгаан нэгжийн мэдрэх F цахилгаан хүчний координатын тэнхлэг дээрх төсөөллийг дараахь томъёогоор олно.
Бүх цэгүүдэд V = тогтмол байх гадаргууг эквипотенциал гадаргуу эсвэл энгийнээр хэлбэл тэгш гадаргуу гэж нэрлэдэг. Эдгээр гадаргуугийн ортогональ шугамууд нь цахилгаан хүчний шугамууд юм. Цахилгаан хүчийг илрүүлэх орон зайг, өөрөөр хэлбэл, хүчний шугам барих боломжтой орон зайг цахилгаан орон гэж нэрлэдэг. Энэ талбайн аль ч цэгт нэгж цахилгаанд үзүүлэх хүчийг тухайн цэг дэх цахилгаан талбайн хүчдэл гэж нэрлэдэг. V функц нь нэг утгатай, төгсгөлтэй, тасралтгүй гэсэн шинж чанаруудтай. Энэ нь мөн цахилгаан эрчим хүчний өгөгдсөн хуваарилалтаас хязгааргүй алслагдсан цэгүүдэд алга болно гэж тохируулж болно. Аливаа дамжуулагч биеийн бүх цэгүүдэд потенциал ижил утгатай хэвээр байна. Дэлхийн бөмбөрцгийн бүх цэгүүд, түүнчлэн газартай металлаар холбогдсон бүх дамжуулагчийн хувьд V функц нь 0-тэй тэнцүү байна (энэ нь "Цахилгаанжуулалт" нийтлэлд дурдсан Вольтагийн үзэгдэлд анхаарал хандуулдаггүй). Орон зайн нэг хэсгийг бүрхсэн S гадаргуугийн аль нэг цэгт эерэг цахилгааны нэгжийн мэдрэх цахилгаан хүчний хэмжээг F, ε гадаргуугийн гаднах нормальтай энэ хүчний чиглэлээс үүсэх өнцгийг ε-ээр тэмдэглэнэ. яг тэр мөчид бидэнд байна
Энэ томьёоны хувьд интеграл нь бүхэлдээ S гадаргуу хүртэл тархаж, Q нь хаалттай S гадаргууд агуулагдах цахилгааны хэмжээний алгебрийн нийлбэрийг илэрхийлнэ. Тэгш байдал (4) нь Гауссын теорем гэгддэг теоремыг илэрхийлнэ. Гаусстай нэгэн зэрэг ижил тэгш байдлыг Грин олж авсан тул зарим зохиогчид энэ теоремыг Гриний теорем гэж нэрлэдэг. Гауссын теоремоос үр дүн гэж дүгнэж болно.
энд ρ нь (x, y, z) цэг дээрх цахилгааны эзлэхүүний нягтыг илэрхийлнэ;
Энэ тэгшитгэл нь цахилгаангүй бүх цэгүүдэд хамаарна
Энд Δ нь Лаплас оператор, n1 ба n2 нь цахилгааны гадаргуугийн нягт σ байх зарим гадаргуу дээрх цэгийн нормуудыг, гадаргуугаас аль ч чиглэлд зурсан нормуудыг илэрхийлнэ. Пуассоны теоремоос үзэхэд бүх цэгүүд нь V = тогтмол байдаг дамжуулагч биеийн хувьд ρ = 0 байх ёстой. Иймд потенциалын илэрхийлэл нь дараах хэлбэртэй байна.
Хилийн нөхцөлийг илэрхийлсэн томъёоноос, өөрөөр хэлбэл (7) томъёоноос харахад дамжуулагчийн гадаргуу дээр байна.
Түүнчлэн, n нь дамжуулагчаас энэ дамжуулагчтай зэргэлдээх тусгаарлах орчин руу чиглэсэн энэ гадаргуугийн хэвийн байдлыг илэрхийлдэг. Үүнтэй ижил томъёоноос нэг нь гарна
Энд Fn нь дамжуулагчийн гадаргуутай хязгааргүй ойрхон цэгт байрлах эерэг цахилгаан нэгжийн мэдрэх хүчийг илэрхийлдэг бөгөөд энэ газарт σ-тэй тэнцэх цахилгааны гадаргуугийн нягтралтай байна. Fn хүч нь энэ цэгт гадаргуугийн хэвийн дагуу чиглэнэ. Дамжуулагчийн гадаргуу дээрх цахилгаан давхаргад байрлах ба энэ гадаргуу руу чиглэсэн гаднах нормаль дагуу чиглэсэн эерэг цахилгааны нэгжийн мэдрэх хүчийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
Тиймээс цахилгаанжуулсан дамжуулагчийн гадаргуугийн нэгж тус бүрээс гаднах хэвийн чиглэлд мэдрэгдэх цахилгаан даралтыг томъёогоор илэрхийлнэ.
Дээрх тэгшитгэл, томьёо нь E.-д авч үзсэн асуудлуудтай холбоотой олон дүгнэлт хийх боломжтой болгодог. Гэхдээ Максвеллээс өгсөн электростатикийн онолд агуулагдаж буй зүйлийг ашиглавал бүгдийг нь бүр илүү ерөнхий зүйлээр сольж болно.
Максвелл электростатик
Дээр дурдсанчлан Максвелл Фарадейгийн санааг тайлбарлагч байсан. Тэрээр эдгээр санааг математик хэлбэрт оруулсан. Максвеллийн онолын үндэс нь Кулоны хуулинд биш харин таамаглалыг хүлээн зөвшөөрөхөд оршдог бөгөөд энэ нь дараахь тэгшитгэлээр илэрхийлэгдэнэ.Энд интеграл нь ямар ч хаалттай гадаргуу дээр тархсан S, F нь энэ гадаргуугийн элементийн төв хэсэгт цахилгааны нэгжийн үзүүлэх цахилгаан хүчний хэмжээг илэрхийлнэ dS, ε нь гадаргуугийн гаднах нормальтай энэ хүчнээс үүссэн өнцгийг илэрхийлнэ. dS, K элемент нь dS элементтэй зэргэлдээх орчны диэлектрик коэффициентийг, Q нь S гадаргууд агуулагдах цахилгааны хэмжээний алгебрийн нийлбэрийг илэрхийлнэ. Дараах тэгшитгэлүүд нь (13) илэрхийллийн үр дагавар юм:
Эдгээр тэгшитгэл нь (5) ба (7) тэгшитгэлээс илүү ерөнхий юм. Эдгээр нь дурын изотропик тусгаарлагчийн тохиолдлыг хэлнэ. V функц нь (14) тэгшитгэлийн ерөнхий интеграл бөгөөд K 1 ба K 2 диэлектрик коэффициент бүхий хоёр диэлектрик орчинг тусгаарлах аливаа гадаргуугийн тэгшитгэлийг (15), түүнчлэн V = тогтмол нөхцөлийг хангадаг. авч үзэж буй цахилгаан талбайн дамжуулагч бүрийн хувьд (x, y, z) цэг дээрх потенциал байна. Нэг төрлийн изотроп диэлектрик орчинд бие биенээсээ r зайд байрлах хоёр цэгт байрлах q ба q 1 хоёр цэнэгийн илэрхий харилцан үйлчлэлийг (13) илэрхийллээс харахад томъёогоор илэрхийлж болно.
Энэ нь Кулоны хуулийн дагуу байх ёстой тул энэ харилцан үйлчлэл нь зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна. (15) тэгшитгэлээс бид дамжуулагчийг олж авна.
Эдгээр томьёо нь дээрх (9), (10) ба (12)-аас илүү ерөнхий юм.
dS элементээр дамжин өнгөрөх цахилгаан индукцийн урсгалын илэрхийлэл юм. dS элементийн контурын бүх цэгүүдээр шугамыг зурж, эдгээр цэгүүдийн F чиглэлүүдтэй давхцаж, бид (изотроп диэлектрик орчинд) индукцийн хоолойг олж авна. Цахилгаан агуулаагүй ийм индукцийн хоолойн бүх хэсгүүдийн хувьд тэгшитгэлээс (14) дараах байдлаар байх ёстой.
KFCos ε dS = const.
Аливаа биеийн системд цахилгааны нягт нь σ1 ба ρ1 эсвэл σ 2 ба ρ 2 үед цахилгаан цэнэг тэнцвэртэй байвал нягтрал нь σ = байсан ч цэнэгүүд тэнцвэртэй байдгийг батлахад хэцүү биш юм. σ 1 + σ 2 ба ρ = ρ 1 + ρ 2 (тэнцвэрт цэнэг нэмэх зарчим). Өгөгдсөн нөхцөлд аливаа системийг бүрдүүлдэг биед цахилгаан эрчим хүчний зөвхөн нэг хуваарилалт байж болохыг батлах нь адилхан хялбар юм.
Дэлхийтэй холбоотой дамжуулагч хаалттай гадаргуугийн шинж чанар нь маш чухал юм. Ийм хаалттай гадаргуу нь гадаргуугийн гадна талд байрлах аливаа цахилгаан цэнэгийн нөлөөллөөс түүний дотор байрлах бүхэл бүтэн орон зайг хамгаалах дэлгэц юм. Үүний үр дүнд цахилгаан хэмжигч болон бусад хэмжих хэрэгсэл цахилгаан төхөөрөмжихэвчлэн газартай холбогдсон металл гэрээр хүрээлэгдсэн байдаг. Туршилтаас харахад ийм цахилгаан . дэлгэцийн хувьд хатуу металл ашиглах шаардлагагүй, эдгээр дэлгэцийг металл тор эсвэл бүр металл сараалжаар зохион байгуулахад хангалттай.
Цахилгаанжуулсан биетүүдийн систем нь эрчим хүч, өөрөөр хэлбэл цахилгаан төлөвөө бүрэн алдснаар тодорхой ажлыг гүйцэтгэх чадвартай байдаг. Электростатикийн хувьд цахилгаанжуулсан биетүүдийн системийн энергийн хувьд дараахь илэрхийлэлийг гаргаж авдаг.
Энэ томьёоны хувьд Q ба V нь тухайн систем дэх цахилгаан эрчим хүчний аль ч хэмжээ ба энэ хэмжээ байрлаж буй газрын потенциалыг тус тус илэрхийлнэ; ∑ тэмдэг нь тухайн системийн бүх Q хэмжигдэхүүнд VQ бүтээгдэхүүний нийлбэрийг авах ёстойг харуулж байна. Хэрэв биеийн систем нь дамжуулагчийн систем юм бол ийм дамжуулагч бүрийн хувьд потенциал нь энэ дамжуулагчийн бүх цэгүүдэд ижил утгатай байдаг тул энэ тохиолдолд энергийн илэрхийлэл дараах хэлбэртэй байна.
Энд 1, 2.. n нь системийн нэг хэсэг болох өөр өөр дамжуулагчийн дүрс юм. Энэ илэрхийллийг бусад хэлбэрээр орлуулж болно, тухайлбал, дамжуулагч биетүүдийн системийн цахилгаан энергийг эдгээр биетүүдийн цэнэгээс хамаарч, эсвэл тэдгээрийн потенциалаас хамааран илэрхийлж болно, өөрөөр хэлбэл энэ энергид дараах илэрхийллийг хэрэглэж болно.
Эдгээр илэрхийлэлд янз бүрийн коэффициент α ба β нь тухайн систем дэх дамжуулагч биетүүдийн байрлал, тэдгээрийн хэлбэр, хэмжээ зэргийг тодорхойлдог параметрүүдээс хамаарна. Энэ тохиолдолд β11, β22, β33 гэх мэт хоёр ижил тэмдэгтэй β коэффициентүүд нь эдгээр тэмдгээр тэмдэглэгдсэн биеийн цахилгаан багтаамжийг (Цахилгаан багтаамжийг үзнэ үү), β12 гэх мэт хоёр өөр тэмдэгтэй β коэффициентийг илэрхийлнэ. , β23, β24 гэх мэт нь хоёр биеийн харилцан индукцийн коэффициент бөгөөд дүрс нь энэ коэффициентийн хажууд байна. Цахилгаан энергийн илэрхийлэлийг олж авснаар бид ямар ч биед үзүүлэх хүчний илэрхийлэлийг олж авдаг бөгөөд түүний дүрс нь i бөгөөд түүний үйлдлээс энэ биеийн байрлалыг тодорхойлоход үйлчилдэг si параметр нь өсөлтийг авдаг. Энэ хүчний илэрхийлэл нь байх болно
Цахилгаан энергийг өөр аргаар, тухайлбал дамжуулан илэрхийлж болно
Энэ томъёонд интеграл нь бүхэл бүтэн хязгааргүй орон зайг хамардаг бөгөөд F нь эерэг цахилгааны нэгжийн (x, y, z) цэг дээрх цахилгаан хүчний хүчийг илэрхийлдэг, өөрөөр хэлбэл энэ цэг дэх цахилгаан талбайн хүчдэл ба K. ижил цэг дэх диэлектрик коэффициентийг илэрхийлнэ. Дамжуулагч биетүүдийн системийн цахилгаан энергийн илэрхийлэлд энэ энерги нь зөвхөн тусгаарлагч орчинд тархсан гэж үзэж болох бөгөөд диэлектрикийн dxdyds элементийн эзлэх хувь нь энергийг эзэлдэг. 
Илэрхийлэл (26) нь Фарадей, Максвелл нарын боловсруулсан цахилгаан процессын талаархи үзэл бодолтой бүрэн нийцдэг.
Электростатикийн маш чухал томьёо бол Грийн томъёо юм, тухайлбал:Энэ томьёонд гурвалсан интеграл хоёулаа ямар ч А орон зайн нийт эзэлхүүнд, давхар интеграл - энэ орон зайг хязгаарлаж буй бүх гадаргууд, ∆V ба ∆U нь V ба U функцийн хоёр дахь деривативуудын нийлбэрийг х-тэй харьцах, y, z; n нь А орон зайд чиглэсэн хязгаарлах гадаргуугийн dS элементийн норм юм.
Жишээ
Жишээ 1Грийн томьёоны онцгой тохиолдлын хувьд дээрх Гауссын теоремыг илэрхийлсэн томьёог олж авна. AT Нэвтэрхий толь бичигянз бүрийн биетүүд дээр цахилгаан эрчим хүчний хуваарилалтын хуулийн талаархи асуултуудыг хөндөх нь зохисгүй юм. Эдгээр асуултууд нь математик физикийн маш хэцүү асуудлууд бөгөөд ийм асуудлыг шийдвэрлэхэд янз бүрийн аргыг ашигладаг. Бид энд зөвхөн нэг биед, тухайлбал a, b, c хагас тэнхлэгтэй эллипсоидын хувьд (x, y, z) цэг дэх σ цахилгааны гадаргуугийн нягтын илэрхийлэлийг өгдөг. Бид олдог:
Энд Q нь эллипсоидын гадаргуу дээр байгаа цахилгааны нийт хэмжээг илэрхийлнэ. К диэлектрик коэффициент бүхий эллипсоидын эргэн тойронд нэгэн төрлийн изотроп тусгаарлагч орчин байгаа тохиолдолд түүний гадаргуугийн аль нэг цэгт ийм эллипсоидын потенциалыг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
Эллипсоидын цахилгаан багтаамжийг томъёогоор олж авна
Жишээ 2
Тэгшитгэл (14)-ийг ашиглан зөвхөн ρ = 0 ба K = тогтмол гэж тооцож, (17) томъёог ашиглан тусгаарлагч нь хамгаалалтын цагираг, хамгаалалтын хайрцаг бүхий хавтгай конденсаторын цахилгаан багтаамжийн илэрхийлэлийг олж болно. давхарга нь диэлектрик коэффициенттэй K. Энэ илэрхийлэл нь иймэрхүү харагдаж байна
Энд S нь конденсаторыг цуглуулах гадаргуугийн утгыг, D нь тусгаарлагч давхаргын зузааныг илэрхийлнэ. Хамгаалалтын цагираг, хамгаалалтын хайрцаггүй конденсаторын хувьд (28) томъёо нь зөвхөн цахилгаан багтаамжийн ойролцоо илэрхийллийг өгнө. Ийм конденсаторын цахилгаан багтаамжийн хувьд Кирхгофын томъёог өгсөн болно. Хамгаалалтын цагираг, хайрцаг бүхий конденсаторын хувьд ч гэсэн томъёо (29) нь цахилгаан чадлын хувьд бүрэн хатуу илэрхийлэл биш юм. Максвелл илүү хатуу үр дүнд хүрэхийн тулд энэ томъёонд ямар залруулга хийх ёстойг зааж өгсөн.
Хавтгай конденсаторын энергийг (хамгаалалтын цагираг, хайрцагтай) -ээр илэрхийлнэ
Энд V1 ба V2 нь конденсаторын дамжуулагч гадаргуугийн потенциалууд юм.
Жишээ 3
Бөмбөрцөг конденсаторын хувьд цахилгаан багтаамжийн илэрхийлэлийг авна.
R 1 ба R 2 нь конденсаторын дотоод ба гадаад дамжуулагч гадаргуугийн радиусыг тус тус илэрхийлнэ. Цахилгаан энергийн илэрхийлэл (томьёо 22) ашиглан үнэмлэхүй ба квадрантын электрометрийн онолыг бий болгоход хэцүү биш юм.
Аливаа бодисын диэлектрик коэффициент K-ийн утгыг олох нь электростатикт хамаарах бараг бүх томъёонд багтсан коэффициентийг маш өөр аргаар хийж болно. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг аргууд нь дараах байдалтай байна.
1) Ижил хэмжээс, хэлбэртэй хоёр конденсаторын багтаамжийг харьцуулах, гэхдээ нэг нь агаар тусгаарлагч давхаргатай, нөгөө нь турших диэлектрик давхаргатай.
2) Конденсаторын гадаргуугийн хоорондох таталцлын харьцуулалт, эдгээр гадаргууд тодорхой боломжит зөрүү өгөгдсөн боловч нэг тохиолдолд тэдгээрийн хооронд агаар байдаг (татах хүч \u003d F 0), нөгөө тохиолдолд - туршилтын шингэний тусгаарлагч ( татах хүч \u003d F). Диэлектрик коэффициентийг дараах томъёогоор олно.
3) Утасны дагуу тархаж буй цахилгаан долгионы ажиглалт (Цахилгаан хэлбэлзлийг үзнэ үү). Максвеллийн онолын дагуу утаснуудын дагуух цахилгаан долгионы тархалтын хурдыг томъёогоор илэрхийлнэ.
Үүнд K нь утсыг тойрсон орчны диэлектрик коэффициентийг илэрхийлдэг бол μ нь энэ орчны соронзон нэвчих чадварыг илэрхийлдэг. Биеийн дийлэнх хэсэгт μ = 1-ийг тохируулах боломжтой тул энэ нь гарч байна
Агаар дахь ижил утаснуудын хэсгүүд болон туршигдсан диэлектрик (шингэн) дахь тогтсон цахилгаан долгионы уртыг харьцуулах нь түгээмэл байдаг. Эдгээр λ 0 ба λ уртыг тодорхойлсны дараа бид K = λ 0 2 / λ 2-ыг авна. Максвеллийн онолын дагуу аливаа тусгаарлагч бодист цахилгаан орон өдөөгдсөн үед энэ бодисын дотор онцгой хэв гажилт үүсдэг. Индукцийн хоолойн дагуу тусгаарлагч орчин нь туйлширсан байдаг. Үүний дотор цахилгаан шилжилт үүсдэг бөгөөд энэ нь эдгээр хоолойн тэнхлэгүүдийн чиглэлд эерэг цахилгааны хөдөлгөөнтэй адилтгаж болох бөгөөд хоолойн хөндлөн огтлол тус бүрээр тэнцүү хэмжээний цахилгаан дамждаг.
Максвеллийн онол нь диэлектрик доторх цахилгаан орон өдөөгдсөн үед гарч ирэх дотоод хүчний (хүчдэл ба даралтын хүч) илэрхийлэлийг олох боломжийг олгодог. Энэ асуултыг Максвелл өөрөө, хожим нь Гельмгольц илүү нарийвчлан авч үзсэн. Энэ асуудлын онолын цаашдын хөгжил, үүнтэй нягт холбоотой цахилгаан гүйдлийн онол (өөрөөр хэлбэл диэлектрикт цахилгаан орон өдөөгдсөн үед тусгай хүчдэл үүсэхээс хамаардаг үзэгдлүүдийг авч үздэг онол) нь Лорбергийн бүтээлүүдэд хамаарна. , Кирхгоф, Духем, Н.Н.Шиллер болон бусад.
Хилийн нөхцөл
Индукцийн хоолойн хугарлын асуудлыг авч үзсэний үндсэн дээр цахилгаан гүйдлийн хэлтсийн хамгийн чухал товчлолыг дуусгая. Цахилгаан орон дахь хоёр диэлектрикийг K 1 ба K 2 диэлектрик коэффициент бүхий зарим S гадаргуугаар тусгаарласан гэж төсөөлөөд үз дээ. Аль аль талд нь S гадаргуутай хязгааргүй ойрхон байрлах P 1 ба P 2 цэгүүдэд потенциалын хэмжээг V 1 ба V 2-оор илэрхийлж, эерэг цахилгааны нэгжийн үзүүлэх хүчний хэмжээг эдгээр дээр байрлуулсан байг. F 1 ба F 2-оор дамждаг. Дараа нь S гадаргуу дээр байрлах P цэгийн хувьд энэ нь V 1 = V 2 байх ёстой.
хэрэв ds нь P цэг дээрх гадаргуугийн нормаль шугамаар дамжин өнгөрөх хавтгай ба түүн дээрх цахилгаан хүчний чиглэлд шүргэгч хавтгайн огтлолцлын шугамын дагуух хязгааргүй бага шилжилтийг илэрхийлнэ. Нөгөө талаар ийм байх ёстой
Нормаль n 2 (хоёр дахь диэлектрик дотор) F 2 хүчнээс үүссэн өнцгийг ε 2-оор, ε 1-ээр дамжин F 1 хүчнээс үүссэн өнцгийг ижил хэвийн n 2 -аар тэмдэглэе. Дараа нь (31) томъёог ашиглан ) ба (30)-ыг бид олдог
Тиймээс хоёр диэлектрикийг бие биенээсээ тусгаарлах гадаргуу дээр цахилгаан хүч нь нэг орчиноос нөгөөд орж буй гэрлийн туяа шиг чиглэлээ өөрчилдөг. Онолын энэ үр дагавар нь туршлагаар зөвтгөгддөг.
Википедиа, үнэгүй нэвтэрхий толь
Электростатик- Энэ бол инерцийн жишиг системтэй харьцуулахад хөдөлгөөнгүй, цахилгаан цэнэгтэй цахилгаан цэнэгтэй бие буюу бөөмсийн шинж чанар, харилцан үйлчлэлийг судалдаг физикийн салбар юм.
Цахилгаан цэнэг- энэ нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд орох бие эсвэл бөөмсийн шинж чанарыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн бөгөөд эдгээр харилцан үйлчлэлийн үед хүч, энергийн утгыг тодорхойлдог. Олон улсын нэгжийн системд цахилгаан цэнэгийн нэгж нь зүүлт (C) юм.
Хоёр төрлийн цахилгаан цэнэг байдаг.
- эерэг;
- сөрөг.
Биеийг бүрдүүлдэг сөрөг цэнэгтэй бөөмсийн нийт цэнэг эерэг цэнэгтэй бөөмсийн нийт цэнэгтэй тэнцүү байвал бие нь цахилгаан саармаг байна.
Цахилгаан цэнэгийн тогтвортой тээвэрлэгчид нь энгийн бөөмсболон эсрэг бөөмс.
Эерэг цэнэг зөөгч нь протон ба позитрон, сөрөг цэнэг зөөгч нь электрон ба антипротон юм.
Системийн нийт цахилгаан цэнэг нь системд багтсан биетүүдийн цэнэгийн алгебрийн нийлбэртэй тэнцүү, өөрөөр хэлбэл:
Цэнэг хадгалах хууль: хаалттай, цахилгаанаар тусгаарлагдсан системд системийн дотор ямар процесс явагдахаас үл хамааран нийт цахилгаан цэнэг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
тусгаарлагдсан систембайгаа систем юм гадаад орчинцахилгаан цэнэгтэй бөөмс эсвэл аливаа бие түүний хилээр нэвтэрдэггүй.
Цэнэг хадгалах хууль- энэ нь бөөмсийн тоог хадгалсны үр дагавар бөгөөд орон зайд бөөмсийн дахин хуваарилалт явагддаг.
дамжуулагч- Эдгээр нь нэлээд зайд чөлөөтэй хөдөлж чаддаг цахилгаан цэнэгтэй биетүүд юм.
Дамжуулагчийн жишээ: хатуу ба шингэн төлөвт байгаа металл, ионжуулсан хий, электролитийн уусмал.
Диэлектрик- эдгээр нь биеийн нэг хэсгээс нөгөөд шилжих боломжгүй цэнэгтэй, өөрөөр хэлбэл холбогдсон цэнэгүүд юм.
Диэлектрикийн жишээ: кварц, хув, эбонит, хэвийн нөхцөлд хий.
Цахилгаанжуулалт- энэ бол ийм процесс бөгөөд үүний үр дүнд бие махбодь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцох чадварыг олж авдаг, өөрөөр хэлбэл цахилгаан цэнэгийг олж авдаг.
Биеийн цахилгаанжуулалт- энэ бол бие махбод дахь цахилгаан цэнэгийг дахин хуваарилах үйл явц бөгөөд үүний үр дүнд биеийн цэнэгүүд эсрэг шинж тэмдэгтэй болдог.
Цахилгаанжуулалтын төрлүүд:
- Цахилгаан дамжуулах чанараас болж цахилгаанжуулалт. Нэг нь цэнэгтэй, нөгөө нь саармаг гэсэн хоёр металл биетэй тулгарах үед биеийн цэнэг сөрөг байвал тодорхой тооны чөлөөт электронууд цэнэгтэй биеэс төвийг сахисан бие рүү шилжинэ.
Үүний үр дүнд эхний тохиолдолд төвийг сахисан бие нь сөрөг цэнэг, хоёрдугаарт эерэг цэнэг хүлээн авах болно.
- Үрэлтийн аргаар цахилгаанжуулалт. Зарим төвийг сахисан биетүүдийн үрэлтийн үед контактын үр дүнд электронууд нэг биеэс нөгөөд шилждэг. Үрэлтийн улмаас цахилгаанжуулалт нь статик цахилгааны шалтгаан бөгөөд түүний ялгаралт нь жишээлбэл, үсээ хуванцар самаар самнах, синтетик цамц, цамцыг тайлах үед ажиглагддаг.
- Нөлөөлөх замаар цахилгаанжуулалтХэрэв цэнэгтэй биеийг төвийг сахисан металл бариулын төгсгөлд аваачвал үүн дотор эерэг ба сөрөг цэнэгийн жигд хуваарилалтыг зөрчихөд үүсдэг. Тэдний хуваарилалт нь өвөрмөц байдлаар явагддаг: бариулын нэг хэсэгт илүүдэл сөрөг цэнэг, нөгөө хэсэгт эерэг цэнэг үүсдэг. Ийм цэнэгийг индукц гэж нэрлэдэг бөгөөд үүний илрэл нь түүнд авчирсан цэнэглэгдсэн биеийн цахилгаан талбайн нөлөөн дор метал дахь чөлөөт электронуудын хөдөлгөөнөөр тайлбарлагддаг.
цэгийн цэнэгөгөгдсөн нөхцөлд хэмжээсийг үл тоомсорлож болох цэнэгтэй бие юм.
цэгийн цэнэгцахилгаан цэнэгтэй материаллаг цэг юм.
Цэнэглэгдсэн бие нь бие биетэйгээ дараах байдлаар харилцан үйлчилдэг: эсрэг цэнэгтэй биетүүд татдаг, ижил цэнэгтэй биеүүд нь түлхэж байдаг.
Кулоны хууль: вакуум дахь q1 ба q2 цэгийн суурин цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь цэнэгийн утгын үржвэртэй шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.
Цахилгаан талбайн гол өмчцахилгаан орон нь цахилгаан цэнэгүүдэд тодорхой хүчээр нөлөөлдөг. Цахилгаан орон нь цахилгаан соронзон орны онцгой тохиолдол юм.
электростатик ороннь суурин цэнэгийн цахилгаан орон юм. Цахилгаан талбайн хүч нь тухайн цэг дэх цахилгаан орныг тодорхойлдог вектор хэмжигдэхүүн юм. Тухайн цэг дэх талбайн хүчийг тухайн талбайн өгөгдсөн цэг дээр байрлуулсан цэгийн цэнэгт үйлчилж буй хүчийг энэ цэнэгийн хэмжээтэй харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлно.
хурцадмал байдалцахилгаан талбайн чадлын шинж чанар; Энэ цэнэг дээр ажиллах хүчийг тооцоолох боломжийг танд олгоно: F = qE.
Олон улсын нэгжийн системд хүчдэлийн нэгж нь метр тутамд вольт байна.Хүчдэлийн шугам нь цахилгаан талбайн график дүрслэлийг ашиглахад шаардлагатай төсөөллийн шугам юм. Сансар огторгуйн цэг бүрийн шүргэгч нь тухайн цэг дэх талбайн хүч чадлын вектортой чиглэлтэй давхцаж байхаар суналтын шугамыг зурсан.
Талбайн давхаргын зарчим: хэд хэдэн эх үүсвэрээс авсан талбайн хүч нь тус бүрийн талбайн хүч чадлын векторын нийлбэртэй тэнцүү байна.
цахилгаан диполь- энэ нь бие биенээсээ тодорхой зайд байрлах эсрэг цэгийн цэнэгийн (+q ба -q) үнэмлэхүй утгатай тэнцүү хоёр багц юм.
Диполь (цахилгаан) моментнь диполийн үндсэн шинж чанар болох вектор физик хэмжигдэхүүн юм.
Олон улсын нэгжийн системд диполь моментийн нэгж нь кулон метр (C/m) юм.
Диэлектрикийн төрлүүд:
- Туйлт, үүнд эерэг ба сөрөг цэнэгийн тархалтын төвүүд нь давхцдаггүй молекулууд (цахилгаан диполь) орно.
- туйлшралгүй, эерэг ба сөрөг цэнэгийн тархалтын төвүүд давхцдаг молекул, атомуудад.
Туйлшралдиэлектрикийг цахилгаан орон дээр байрлуулах үед үүсэх процесс юм.
Диэлектрикийн туйлшрал- энэ нь гадаад цахилгаан орны нөлөөн дор диэлектрикийн эерэг ба сөрөг цэнэгийг эсрэг чиглэлд шилжүүлэх үйл явц юм.
Диэлектрик тогтмолнь диэлектрикийн цахилгаан шинж чанарыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн бөгөөд вакуум дахь цахилгаан орны хүч чадлын модулийг нэгэн төрлийн диэлектрик доторх энэ талбайн хүч чадлын модультай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог.
Зөвшөөрөх чадвар нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн бөгөөд хэмжээсгүй нэгжээр илэрхийлэгдэнэ.
Төмөр цахилгаан- энэ нь гаднах цахилгаан оронгүй талст диэлектрикүүдийн бүлэг бөгөөд түүний оронд бөөмсийн диполь моментуудын аяндаа чиг баримжаа байдаг.
Пьезоэлектрик нөлөө- энэ нь тодорхой чиглэлд зарим талстуудын механик хэв гажилтын үед үзүүлэх нөлөө бөгөөд тэдгээрийн нүүрэн дээр цахилгаан эсрэг цэнэгүүд үүсдэг.
Цахилгаан талбайн потенциал. Цахилгаан хүчин чадал
Цахилгаан статик потенциал- энэ нь тухайн цэг дэх цахилгаан статик талбайг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ нь цэнэгийн талбайн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийг тухайн талбайн өгөгдсөн цэг дээр байрлуулсан цэнэгийн утгатай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог. 
Олон улсын нэгжийн системд хэмжих нэгж нь вольт (V) юм.
Цэгэн цэнэгийн талбайн потенциалыг дараах байдлаар тодорхойлно. 
Нөхцөлд q > 0 бол k > 0; хэрэв q
Боломжит талбаруудын суперпозиция зарчим: хэрэв цахилгаан статик орон нь хэд хэдэн эх үүсвэрээр үүсгэгдсэн бол түүний орон зайн өгөгдсөн цэг дэх потенциал нь потенциалын алгебрийн нийлбэрээр тодорхойлогдоно.
Цахилгаан талбайн хоёр цэгийн хоорондох боломжит зөрүү нь эерэг цэнэгийг эхлэлээс эцсийн цэг хүртэл шилжүүлэх цахилгаан статик хүчний ажлын харьцаагаар тодорхойлогддог физик хэмжигдэхүүн юм. 
Эквипотенциал гадаргуу- энэ бол боломжит утгууд нь ижил байдаг электростатик талбайн цэгүүдийн геометрийн талбай юм.
Цахилгаан багтаамж- Энэ нь дамжуулагчийн цахилгаан шинж чанарыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн бөгөөд түүний цахилгаан цэнэгийг барих чадварын тоон хэмжигдэхүүн юм.
Ганцаарчилсан дамжуулагчийн цахилгаан багтаамж нь дамжуулагчийн цэнэгийн потенциалын харьцаагаар тодорхойлогддог бол бид хязгааргүй алслагдсан цэгт дамжуулагчийн талбайн потенциалыг тэг гэж үздэг.
Ом-ын хууль
Гинжний нэгэн төрлийн хэсэг- Энэ бол гүйдлийн эх үүсвэргүй хэлхээний хэсэг юм. Ийм хэсгийн хүчдэлийг түүний төгсгөлийн боломжит зөрүүгээр тодорхойлно, жишээлбэл: 
1826 онд Германы эрдэмтэн Г.Ом хэлхээний нэгэн төрлийн хэсэг дэх гүйдлийн хүч ба түүн дээрх хүчдэлийн хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог хуулийг нээсэн: дамжуулагчийн гүйдлийн хүч нь түүн дээрх хүчдэлтэй шууд пропорциональ байна. , энд G нь пропорциональ коэффициент бөгөөд энэ хуульд томьёогоор тодорхойлогддог дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чанар буюу дамжуулах чанар гэж нэрлэгддэг.
Дамжуулагчийн дамжуулалтнь түүний эсэргүүцлийн эсрэг биет хэмжигдэхүүн юм.
Олон улсын нэгжийн системд цахилгаан дамжуулах чанарын нэгж нь Siemens (Sm) юм.
Siemens-ийн физик утга: 1 см нь 1 ом эсэргүүцэлтэй дамжуулагчийн дамжуулах чадвар юм.
Хэлхээний хэсэгт зориулж Ом-ын хуулийг олж авахын тулд цахилгаан дамжуулах чанарын оронд дээрх томъёонд R эсэргүүцлийг орлуулах шаардлагатай.
Хэлхээний хэсгийн Ом-ын хууль: хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн хүч нь түүн дээрх хүчдэлтэй шууд пропорциональ ба хэлхээний хэсгийн эсэргүүцэлтэй урвуу пропорциональ байна.
Бүрэн хэлхээний Ом-ын хууль: гүйдлийн эх үүсвэрийг оролцуулаад салбарлаагүй хаалттай хэлхээний гүйдлийн хүч нь энэ эх үүсвэрийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчтэй шууд пропорциональ бөгөөд энэ хэлхээний гадаад ба дотоод эсэргүүцлийн нийлбэртэй урвуу пропорциональ байна.
Дүрэмд гарын үсэг зурах:
- Хэрэв сонгосон чиглэлд хэлхээг тойрч гарах үед эх үүсвэрийн доторх гүйдэл нь тойрч гарах чиглэлд явж байвал энэ эх үүсвэрийн EMF эерэг гэж тооцогддог.
- Хэрэв сонгосон чиглэлд хэлхээг тойрч гарах үед эх үүсвэрийн доторх гүйдэл эсрэг чиглэлд урсдаг бол энэ эх үүсвэрийн EMF сөрөг гэж тооцогддог.
Цахилгаан хөдөлгөх хүч (EMF)- энэ нь одоогийн эх үүсвэр дэх гадны хүчний үйлдлийг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ нь одоогийн эх үүсвэрийн энергийн шинж чанар юм. Хаалттай гогцооны хувьд EMF нь эерэг цэнэгийг хаалттай гогцооны дагуу шилжүүлэх гадаад хүчний ажлын харьцаагаар тодорхойлогддог. 
Олон улсын нэгжийн системд EMF-ийн хэмжих нэгж нь вольт юм. Нээлттэй хэлхээний үед гүйдлийн эх үүсвэрийн EMF нь терминал дээрх цахилгаан хүчдэлтэй тэнцүү байна.
Жоул-Ленцийн хууль: гүйдэл дамжуулах дамжуулагчаас ялгарах дулааны хэмжээг гүйдлийн хүч чадлын квадратын үржвэр, дамжуулагчийн эсэргүүцэл ба гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх хугацаанд тодорхойлогдоно. 
Хэлхээний хэсгийн дагуу цэнэгийн цахилгаан талбарыг хөдөлгөхдөө энэ нь ажилладаг бөгөөд энэ нь хэлхээний энэ хэсгийн төгсгөлд байгаа цэнэгийн бүтээгдэхүүн ба хүчдэлээр тодорхойлогддог.
DC хүч- энэ нь дамжуулагчийн дагуу цэнэглэгдсэн тоосонцорыг хөдөлгөх талбайн гүйцэтгэсэн ажлын хурдыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн бөгөөд гүйдлийн ажлын цаг хугацааны энэ хугацааны харьцаагаар тодорхойлогддог. 
Кирхгофын дүрэмЭдгээр нь салаалсан тогтмол гүйдлийн хэлхээг тооцоолоход хэрэглэгддэг бөгөөд тэдгээрийн мөн чанар нь өгөгдсөн эсэргүүцлийн дагуу хэлхээний хэсгүүд ба тэдгээрт хамаарах гүйдлийн EMF-ийг хэсэг бүрт олох явдал юм.
Эхний дүрэм нь зангилааны дүрэм юм: зангилаа дээр нийлдэг гүйдлийн алгебрийн нийлбэр нь хоёроос илүү гүйдлийн чиглэл байж болох цэг бөгөөд энэ нь тэгтэй тэнцүү байна.
Хоёрдахь дүрэм бол хэлхээний дүрэм юм: ямар ч хаалттай хэлхээнд, салаалсан цахилгаан хэлхээнд одоогийн хүч чадлын бүтээгдэхүүний алгебрийн нийлбэр ба энэ хэлхээний харгалзах хэсгүүдийн эсэргүүцлийг ашигласан EMF-ийн алгебрийн нийлбэрээр тодорхойлно. үүн дотор: 
Соронзон орон- энэ бол цахилгаан соронзон орны нэг илрэл бөгөөд энэ талбар нь хөдөлгөөний төлөв байдлаас үл хамааран зөвхөн цахилгаан цэнэгтэй хөдөлгөөнт бөөмс, биетүүд, түүнчлэн соронзон биетүүдэд нөлөөлдөг.
Соронзон индукцийн вектор- энэ нь цахилгаан гүйдэл бүхий дамжуулагч элемент дээр соронзон орны нөлөөллийн хүчийг одоогийн хүч ба дамжуулагч элементийн уртын үржвэрт харьцуулсан харьцааг тодорхойлдог орон зайн аль ч цэг дэх соронзон орныг тодорхойлдог вектор хэмжигдэхүүн юм. , талбайн хөндлөн огтлолоор дамжих соронзон урсгалын энэ хөндлөн огтлолын талбайн харьцаатай үнэмлэхүй утгаараа тэнцүү байна.
Олон улсын нэгжийн системд индукцийн нэгж нь tesla (T) юм.
Соронзон хэлхээсоронзон орон төвлөрсөн орон зайн биетүүд эсвэл бүсүүдийн цуглуулга юм.
Соронзон урсгал (соронзон индукцийн урсгал)- энэ нь физик хэмжигдэхүүн бөгөөд соронзон индукцийн векторын модулийн үржвэрээр хавтгай гадаргуугийн талбай ба хэвийн векторуудын хоорондох өнцгийн косинусаар тэгш гадаргуутай / хоорондын өнцгийн үржвэрээр тодорхойлогддог физик хэмжигдэхүүн юм. хэвийн вектор ба индукцийн векторын чиглэл.
Олон улсын нэгжийн системд соронзон урсгалын нэгж нь вэбер (Wb) юм.
Остроградский-Гаусын теоремсоронзон индукцийн урсгалын хувьд: дурын хаалттай гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгал тэг байна:
Битүү соронзон хэлхээний Ом-ын хууль: 
Соронзон нэвчилтнь тухайн бодисын соронзон шинж чанарыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ нь орчин дахь соронзон индукцийн векторын модулийг вакуум дахь орон зайн ижил цэг дэх индукцийн векторын модультай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог.
Соронзон орны хүчнь соронзон орныг тодорхойлж, тодорхойлох вектор хэмжигдэхүүн бөгөөд дараахтай тэнцүү байна. 
Амперын хүчнь соронзон орны гүйдэл дамжуулагч дээр үзүүлэх хүч юм. Амперын элементийн хүчийг дараахь харьцаагаар тодорхойлно.
Амперын хууль: элементтэй өнцөг үүсгэсэн индукц бүхий жигд соронзон орны талаас гүйдэл урсах жижиг дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчний модуль.
Суперпозиция зарчим: сансар огторгуйн өгөгдсөн цэг дээр янз бүрийн эх үүсвэрүүд нь индукцууд нь B1, B2, .. байх соронзон орон үүсгэх үед энэ цэг дэх талбайн индукц нь дараахтай тэнцүү байна. 
Гимлет дүрэм эсвэл баруун шураг дүрэм:хэрэв шураг хийх үед гимлетийн үзүүрийн хөрвүүлэх хөдөлгөөний чиглэл нь орон зай дахь гүйдлийн чиглэлтэй давхцаж байвал цэг бүр дээрх гимлетийн эргэлтийн чиглэл нь соронзон индукцийн векторын чиглэлтэй давхцдаг.
Биот-Саварт-Лапласын хууль:гүйдэл бүхий тодорхой урттай дамжуулагч элементийн вакуумд үүссэн соронзон орны аль ч цэг дэх соронзон индукцийн векторын хэмжээ, чиглэлийг тодорхойлно. 
Цахилгаан ба соронзон орон дахь цэнэглэгдсэн бөөмсийн хөдөлгөөн Лоренцын хүч нь соронзон ороноос хөдөлж буй бөөмд нөлөөлөх хүч юм. 
зүүн гарын дүрэм:
- Соронзон индукцийн шугамууд далдуу мод руу орж, сунгасан дөрвөн хуруу нь гүйдэлтэй зэрэгцэн чиглүүлж, дараа нь 90 ° нугалж байхаар зүүн гараа байрлуулах шаардлагатай. эрхий хурууАмпер хүчний чиглэлийг заана.
- Соронзон индукцийн шугамууд далдуу мод руу орж, дөрвөн сунгасан хуруу нь эерэг бөөмийн цэнэгтэй бөөмийн хурдны чиглэлтэй давхцаж эсвэл сөрөг бөөмийн хурдны эсрэг чиглэлд чиглүүлж байхаар зүүн гараа байрлуулах шаардлагатай. бөөмийн цэнэг, дараа нь 90 ° нугалж эрхий хуруу нь цэнэгтэй бөөм дээр ажиллаж байгаа Лоренц хүчний чиглэлийг харуулах болно.
Хэрэв цахилгаан ба соронзон орны хөдөлгөөнт цэнэг дээр хамтарсан үйлдэл хийвэл үүсэх хүчийг дараахь байдлаар тодорхойлно. 
Масс спектрограф ба масс спектрометр- Эдгээр нь элементүүдийн харьцангуй атомын массыг нарийн хэмжихэд зориулагдсан багаж юм.
Фарадейгийн хууль. Лензийн дүрэм
Цахилгаан соронзон индукц- энэ нь индукцийн EMF нь хувьсах соронзон орон дээр байрлах дамжуулагч хэлхээнд үүсдэгтэй холбоотой үзэгдэл юм.
Фарадейгийн хууль: Хэлхээн дэх цахилгаан соронзон индукцийн EMF нь энэ хэлхээгээр хязгаарлагдсан гадаргуугаар дамжин өнгөрөх Ф соронзон урсгалын өөрчлөлтийн хурдтай тоон хувьд тэнцүү ба эсрэг тэмдэгтэй байна. 
Индукцийн гүйдэл- энэ нь Лоренцын хүчний үйлчлэлд байгаа цэнэгүүд хөдөлж эхлэхэд үүсдэг гүйдэл юм.
Лензийн дүрэм: хаалттай хэлхээнд гарч буй индукцийн гүйдэл нь үргэлж ийм чиглэлтэй байдаг тул хэлхээнд хязгаарлагдсан талбайгаар үүсгэсэн соронзон урсгал нь энэ гүйдлийг үүсгэсэн гадаад соронзон орны өөрчлөлтийг нөхөх хандлагатай байдаг.
Индуктив гүйдлийн чиглэлийг тодорхойлохын тулд Лензийн дүрмийг хэрхэн ашиглах вэ:
Эргэлтийн талбар- энэ нь хурцадмал шугамууд нь хаалттай шугамууд байдаг талбар бөгөөд үүний шалтгаан нь соронзон нөлөөгөөр цахилгаан орон үүсэх явдал юм.
Хаалттай тогтмол дамжуулагчийн дагуу нэг эерэг цэнэгийг хөдөлгөх үед эргүүлэх цахилгаан талбайн ажил нь энэ дамжуулагч дахь индукцийн EMF-тэй тэнцүү байна.
Токи Фуко- эдгээр нь эсэргүүцэл багатай тул их хэмжээний дамжуулагчдад гарч ирдэг том индукцийн гүйдэл юм. Эргэлтийн урсгалаар нэгж хугацаанд ялгарах дулааны хэмжээ нь соронзон орны өөрчлөлтийн давтамжийн квадраттай шууд пропорциональ байна.
Өөрөө индукц. Индукц
өөрөө индукц- энэ нь өөрчлөгдөж буй соронзон орон нь энэ талбарыг бүрдүүлдэг гүйдэл урсдаг дамжуулагчийн EMF-ийг өдөөдөгтэй холбоотой үзэгдэл юм.
I гүйдэл бүхий хэлхээний соронзон урсгал Ф-ийг дараахь байдлаар тодорхойлно.
Ф \u003d L, энд L нь өөрөө индукцийн коэффициент (одоогийн индукц).
Индукц- энэ нь гүйдлийн хүч өөрчлөгдөх үед хэлхээнд гарч ирдэг өөрөө индукцийн EMF-ийн шинж чанар болох физик хэмжигдэхүүн бөгөөд дамжуулагчаар хязгаарлагдсан гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгалыг шууд гүйдлийн хүчтэй харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог. хэлхээнд:
Олон улсын нэгжийн системд индукцийн нэгж нь henry (H) юм.
Өөрөө индукцийн EMF-ийг дараахь байдлаар тодорхойлно. 
Соронзон орны энергийг дараахь байдлаар тодорхойлно.
Изотроп ба ферросоронзон бус орчин дахь соронзон орны эзэлхүүний энергийн нягтыг дараахь байдлаар тодорхойлно. 
цахилгаан дамжуулах чанар
Цахилгаан эсэргүүцэл
Цахилгаан эсэргүүцэл
Электростатик- Хөдөлгөөнгүй цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийг судалдаг цахилгааны сургаалын салбар.
хооронд ижил нэртэйцэнэглэгдсэн биетүүдийн хооронд электростатик (эсвэл Кулон) түлхэлт байдаг өөрөөрцэнэглэгдсэн - электростатик таталцал. Ижил цэнэгүүдийг түлхэх үзэгдэл нь цахилгаан цэнэгийг илрүүлэх төхөөрөмж болох электроскопыг бүтээх үндэс суурь болдог.
Электростатик нь Кулоны хууль дээр суурилдаг. Энэ хууль нь цэгийн цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог.
Өгүүллэг
Кулонбын бүтээлүүд цахилгаан статикийн үндэс суурийг тавьсан (хэдийгээр түүнээс арван жилийн өмнө Кавендиш ижил үр дүнг, бүр илүү нарийвчлалтайгаар олж авсан. Кавендишийн ажлын үр дүн гэр бүлийн архивт хадгалагдаж байсан бөгөөд ердөө зуун жилийн дараа хэвлэгджээ); Сүүлчийн олсон цахилгаан харилцан үйлчлэлийн хууль нь Грин, Гаусс, Пуассон нарт математикийн гоёмсог онолыг бий болгох боломжийг олгосон. Электростатикийн хамгийн чухал хэсэг бол Грин, Гауссын бүтээсэн потенциалын онол юм. Эрт дээр үед эдгээр үзэгдлүүдийг судлахад номууд нь гол туслагч байсан Рийс цахилгаан статикийн талаархи олон туршилтын судалгааг хийсэн.
Диэлектрик тогтмол
Аливаа бодисын диэлектрик коэффициент K-ийн утгыг олох нь электростатикт хамаарах бараг бүх томъёонд багтсан коэффициентийг маш өөр аргаар хийж болно. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг аргууд нь дараах байдалтай байна.
1) Ижил хэмжээс, хэлбэртэй хоёр конденсаторын цахилгаан багтаамжийг харьцуулах, гэхдээ нэг нь агаар тусгаарлагч давхаргатай, нөгөө нь шалгасан диэлектрик давхаргатай.
2) Конденсаторын гадаргуугийн хоорондох таталцлын харьцуулалт, эдгээр гадаргууд тодорхой боломжит зөрүү өгөгдсөн боловч нэг тохиолдолд тэдгээрийн хооронд агаар байдаг (татах хүч \u003d F 0), нөгөө тохиолдолд - туршилтын шингэний тусгаарлагч ( татах хүч \u003d F). Диэлектрик коэффициентийг дараах томъёогоор олно.
3) Утасны дагуу тархаж буй цахилгаан долгионы ажиглалт (Цахилгаан хэлбэлзлийг үзнэ үү). Максвеллийн онолын дагуу утаснуудын дагуух цахилгаан долгионы тархалтын хурдыг томъёогоор илэрхийлнэ.
үүнд K нь утсыг тойрсон орчны диэлектрик коэффициентийг, μ нь энэ орчны соронзон нэвчих чадварыг илэрхийлнэ. Биеийн дийлэнх хэсэгт μ = 1-ийг тохируулах боломжтой тул энэ нь гарч байна
Агаар дахь ижил утаснуудын хэсгүүд болон туршигдсан диэлектрик (шингэн) дахь тогтсон цахилгаан долгионы уртыг харьцуулах нь түгээмэл байдаг. Эдгээр λ 0 ба λ уртыг тодорхойлсны дараа бид K = λ 0 2 / λ 2-ыг авна. Максвеллийн онолын дагуу аливаа тусгаарлагч бодист цахилгаан орон өдөөгдсөн үед энэ бодисын дотор онцгой хэв гажилт үүсдэг. Индукцийн хоолойн дагуу тусгаарлагч орчин нь туйлширсан байдаг. Үүний дотор цахилгаан шилжилт үүсдэг бөгөөд энэ нь эдгээр хоолойн тэнхлэгүүдийн чиглэлд эерэг цахилгааны хөдөлгөөнтэй адилтгаж болох бөгөөд хоолойн хөндлөн огтлол тус бүрээр тодорхой хэмжээний цахилгаан дамждаг.
Максвеллийн онол нь диэлектрик доторх цахилгаан орон өдөөгдсөн үед гарч ирэх дотоод хүчний (хүчдэл ба даралтын хүч) илэрхийлэлийг олох боломжийг олгодог. Энэ асуултыг Максвелл өөрөө, хожим нь Гельмгольц илүү нарийвчлан авч үзсэн. Энэ асуудлын онолын цаашдын хөгжил ба цахилгааны онолыг (өөрөөр хэлбэл диэлектрикт цахилгаан орон өдөөгдсөн үед тусгай хүчдэл үүсэхээс хамаардаг үзэгдлүүдийг авч үздэг онол) Лорберг, Кирхгоф, П.Дюхем, Н.Н.Шиллер болон бусад.
Хилийн нөхцөл
Индукцийн хоолойн хугарлын асуудлыг авч үзсэний үндсэн дээр цахилгаан гүйдлийн хэлтсийн хамгийн чухал товчлолыг дуусгая. Цахилгаан орон дахь хоёр диэлектрикийг K 1 ба K 2 диэлектрик коэффициент бүхий зарим S гадаргуугаар тусгаарласан гэж төсөөлөөд үз дээ.
Аль аль талд нь S гадаргуутай хязгааргүй ойрхон байрлах P 1 ба P 2 цэгүүдэд потенциалын хэмжээг V 1 ба V 2-оор илэрхийлж, эерэг цахилгааны нэгжийн үзүүлэх хүчний хэмжээг эдгээр дээр байрлуулсан байг. F 1 ба F 2-оор дамждаг. Дараа нь S гадаргуу дээр байрлах P цэгийн хувьд энэ нь V 1 = V 2 байх ёстой.
хэрэв ds нь P цэг дээрх гадаргуугийн нормаль шугамаар дамжин өнгөрөх хавтгай ба түүн дээрх цахилгаан хүчний чиглэлд шүргэгч хавтгайн огтлолцлын шугамын дагуух хязгааргүй бага шилжилтийг илэрхийлнэ. Нөгөө талаар ийм байх ёстой
Нормал n2 (хоёр дахь диэлектрик дотор) F2 хүчнээс үүссэн өнцгийг ε 2-оор, ε 1-ээр дамжин F 1 хүчний ижил хэвийн n 2-тай үүссэн өнцгийг Дараа нь (31) ба (30) томъёог ашиглан тэмдэглэ. ), бид олдог
Тиймээс хоёр диэлектрикийг бие биенээсээ тусгаарлах гадаргуу дээр цахилгаан хүч нь нэг орчноос нөгөөд орох гэрлийн туяа шиг чиглэлээ өөрчилдөг. Онолын энэ үр дагавар нь туршлагаар зөвтгөгддөг.
бас үзнэ үү
- электростатик ялгадас
Уран зохиол
- Ландау, Л.Д., Лифшиц, Э.М.Талбайн онол. - 7 дахь хэвлэл, зассан. - М .: Наука, 1988. - 512 х. - ("Онолын физик", II боть). - ISBN 5-02-014420-7
- Матвеев A.N.цахилгаан ба соронзон. Москва: Дээд сургууль, 1983 он.
- Туннель M.-A.Цахилгаан соронзон ба харьцангуйн онолын үндэс. Пер. fr. М.: Гадаад уран зохиол, 1962. 488 х.
- Боргман, "Цахилгаан ба соронзон үзэгдлийн тухай сургаалын үндэс" (I боть);
- Максвелл, "Цахилгаан ба соронзизмын тухай тууж" (I боть);
- Пуанкаре, "Electricité et Optique"";
- Wiedemann, "Die Lehre von der Elektricität" (I боть);
Холбоосууд
- Константин Богданов.Электростатик юу байж болох вэ // Квант. - М .: Бюро Квант, 2010. - № 2.
Нэвтэрхий толь бичиг YouTube
-
1 / 5
Кулонбын бүтээлүүд цахилгаан статикийн үндэс суурийг тавьсан (хэдийгээр түүнээс арван жилийн өмнө Кавендиш ижил үр дүнг, бүр илүү нарийвчлалтайгаар олж авсан. Кавендишийн ажлын үр дүн гэр бүлийн архивт хадгалагдаж байсан бөгөөд ердөө зуун жилийн дараа хэвлэгджээ); Сүүлчийн олсон цахилгаан харилцан үйлчлэлийн хууль нь Грин, Гаусс, Пуассон нарт математикийн гоёмсог онолыг бий болгох боломжийг олгосон. Электростатикийн хамгийн чухал хэсэг бол Грин, Гауссын бүтээсэн потенциалын онол юм. Эрт дээр үед эдгээр үзэгдлүүдийг судлахад номууд нь гол туслагч байсан Рийс цахилгаан статикийн талаархи олон туршилтын судалгааг хийсэн.
Диэлектрик тогтмол
Аливаа бодисын диэлектрик коэффициент K-ийн утгыг олох нь электростатикт хамаарах бараг бүх томъёонд багтсан коэффициентийг маш өөр аргаар хийж болно. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг аргууд нь дараах байдалтай байна.
1) Ижил хэмжээс, хэлбэртэй хоёр конденсаторын цахилгаан багтаамжийг харьцуулах, гэхдээ нэг нь агаар тусгаарлагч давхаргатай, нөгөө нь шалгасан диэлектрик давхаргатай.
2) Конденсаторын гадаргуугийн хоорондох таталцлын харьцуулалт, эдгээр гадаргууд тодорхой боломжит зөрүү өгөгдсөн боловч нэг тохиолдолд тэдгээрийн хооронд агаар байдаг (татах хүч \u003d F 0), нөгөө тохиолдолд - туршилтын шингэний тусгаарлагч ( татах хүч \u003d F). Диэлектрик коэффициентийг дараах томъёогоор олно.
K = F 0 F . (\ displaystyle K = (\ frac (F_ (0)) (F)).)3) Утасны дагуу тархаж буй цахилгаан долгионы ажиглалт (Цахилгаан хэлбэлзлийг үзнэ үү). Максвеллийн онолын дагуу утаснуудын дагуух цахилгаан долгионы тархалтын хурдыг томъёогоор илэрхийлнэ.
V = 1 K μ . (\ displaystyle V = (\ frac (1) (\ sqrt (K\ mu ))).)үүнд K нь утсыг тойрсон орчны диэлектрик коэффициентийг, μ нь энэ орчны соронзон нэвчих чадварыг илэрхийлнэ. Биеийн дийлэнх хэсэгт μ = 1-ийг тохируулах боломжтой тул энэ нь гарч байна
V = 1 К. (\ displaystyle V = (\ frac (1) (\ sqrt (K))).)Агаар дахь ижил утаснуудын хэсгүүд болон туршигдсан диэлектрик (шингэн) дахь тогтсон цахилгаан долгионы уртыг харьцуулах нь түгээмэл байдаг. Эдгээр λ 0 ба λ уртыг тодорхойлсны дараа бид K = λ 0 2 / λ 2-ыг авна. Максвеллийн онолын дагуу аливаа тусгаарлагч бодист цахилгаан орон өдөөгдсөн үед энэ бодисын дотор онцгой хэв гажилт үүсдэг. Индукцийн хоолойн дагуу тусгаарлагч орчин нь туйлширсан байдаг. Үүний дотор цахилгаан шилжилт үүсдэг бөгөөд энэ нь эдгээр хоолойн тэнхлэгүүдийн чиглэлд эерэг цахилгааны хөдөлгөөнтэй адилтгаж болох бөгөөд хоолойн хөндлөн огтлол тус бүрээр тодорхой хэмжээний цахилгаан дамждаг.
D = 1 4 π K F . (\ displaystyle D = (\ frac (1) (4 \ pi )) KF.)Максвеллийн онол нь диэлектрик доторх цахилгаан орон өдөөгдсөн үед гарч ирэх дотоод хүчний (хүчдэл ба даралтын хүч) илэрхийлэлийг олох боломжийг олгодог. Энэ асуултыг Максвелл өөрөө, хожим нь Гельмгольц илүү нарийвчлан авч үзсэн. Энэ асуудлын онолын цаашдын хөгжил ба цахилгааны онолыг (өөрөөр хэлбэл диэлектрикт цахилгаан орон өдөөгдсөн үед тусгай хүчдэл үүсэхээс хамаардаг үзэгдлүүдийг авч үздэг онол) Лорберг, Кирхгоф, П.Дюхем, Н.Н.Шиллер болон бусад.
Хилийн нөхцөл
Индукцийн хоолойн хугарлын асуудлыг авч үзсэний үндсэн дээр цахилгаан гүйдлийн хэлтсийн хамгийн чухал товчлолыг дуусгая. Цахилгаан орон дахь хоёр диэлектрикийг K 1 ба K 2 диэлектрик коэффициент бүхий зарим S гадаргуугаар тусгаарласан гэж төсөөлөөд үз дээ.
Аль аль талд нь S гадаргуутай хязгааргүй ойрхон байрлах P 1 ба P 2 цэгүүдэд потенциалын хэмжээг V 1 ба V 2-оор илэрхийлж, эерэг цахилгааны нэгжийн үзүүлэх хүчний хэмжээг эдгээр дээр байрлуулсан байг. F 1 ба F 2-оор дамждаг. Дараа нь S гадаргуу дээр байрлах P цэгийн хувьд энэ нь V 1 = V 2 байх ёстой.
d V 1 d s = d V 2 d s , (30) (\displaystyle (\frac (dV_(1))(ds))=(\frac (dV_(2))(ds)),\qquad (30))хэрэв ds нь P цэг дээрх гадаргуугийн нормаль шугамаар дамжин өнгөрөх хавтгай ба түүн дээрх цахилгаан хүчний чиглэлд шүргэгч хавтгайн огтлолцлын шугамын дагуух хязгааргүй бага шилжилтийг илэрхийлнэ. Нөгөө талаар ийм байх ёстой
K 1 d V 1 d n 1 + K 2 d V 2 d n 2 = 0. (31) (\displaystyle K_(1)(\frac (dV_(1))(dn_(1)))+K_(2)( \frac (dV_(2))(dn_(2)))=0.\qquad (31))Нормал n2 (хоёр дахь диэлектрик дотор) F2 хүчнээс үүссэн өнцгийг ε 2-оор, ε 1-ээр дамжин F 1 хүчний ижил хэвийн n 2-тай үүссэн өнцгийг Дараа нь (31) ба (30) томъёог ашиглан тэмдэглэ. ), бид олдог
t g ε 1 t g ε 2 = K 1 K 2. (\displaystyle (\frac (\mathrm (tg) (\varepsilon _(1))))(\mathrm (tg) (\varepsilon _(2))))=(\frac (K_(1))(K_() 2))).)Тиймээс хоёр диэлектрикийг бие биенээсээ тусгаарлах гадаргуу дээр цахилгаан хүч нь нэг орчноос нөгөөд орох гэрлийн туяа шиг чиглэлээ өөрчилдөг. Онолын энэ үр дагавар нь туршлагаар зөвтгөгддөг.
Шалгалтанд зориулсан физикийн томъёо бүхий хуурамч хуудас
зөвхөн биш (7, 8, 9, 10, 11-р анги хэрэгтэй байж магадгүй).
Эхлэгчдэд зориулж авсаархан хэлбэрээр хэвлэх боломжтой зураг.
Механик
- Даралт P=F/S
- Нягт ρ=м/V
- Шингэний гүн дэх даралт P=ρ∙g∙h
- Таталцал Ft = мг
- 5. Архимедийн хүч Fa=ρ w ∙g∙Vt
- Нэг жигд хурдасгасан хөдөлгөөний хөдөлгөөний тэгшитгэл
X=X0 + υ 0∙t+(a∙t 2)/2 S=( υ 2 -υ 0 2) /2а S=( υ +υ 0) ∙t /2
- Нэг жигд хурдасгасан хөдөлгөөний хурдны тэгшитгэл υ =υ 0 +a∙t
- Хурдатгал a=( υ -υ 0)/т
- Тойрог хурд υ =2πR/T
- Төв рүү тэлэх хурдатгал a= υ 2/Р
- Хугацаа ба давтамж хоорондын хамаарал ν=1/T=ω/2π
- Ньютоны II хууль F=ma
- Хукийн хууль Fy=-kx
- Бүх нийтийн таталцлын хууль F=G∙M∙m/R 2
- P \u003d м (g + a) хурдатгалтай хөдөлж буй биеийн жин
- a ↓ P \u003d м (g-a) хурдатгалтай хөдөлж буй биеийн жин
- Үрэлтийн хүч Ffr=µN
- Биеийн импульс p=m υ
- Хүчний импульс Ft=∆p
- Момент M=F∙ℓ
- Газрын гадаргуугаас дээш өргөгдсөн биеийн потенциал энерги Ep=mgh
- Уян гажигтай биеийн потенциал энерги Ep=kx 2 /2
- Биеийн кинетик энерги Ek=m υ 2 /2
- Ажил A=F∙S∙cosα
- Хүч N=A/t=F∙ υ
- Үр ашиг η=Ap/Az
- Математик дүүжингийн хэлбэлзлийн хугацаа T=2π√ℓ/г
- Пүршний дүүжингийн хэлбэлзлийн хугацаа T=2 π √m/k
- Гармоник хэлбэлзлийн тэгшитгэл Х=Хmax∙cos ωt
- Долгионы урт, түүний хурд ба хугацааны хамаарал λ= υ Т
Молекулын физик ба термодинамик
- Бодисын хэмжээ ν=N/ Na
- Моляр масс M=m/ν
- Лхагва. хамаатан садан. нэг атомын хийн молекулуудын энерги Эк=3/2∙кТ
- MKT-ийн үндсэн тэгшитгэл P=nkT=1/3nm 0 υ 2
- Гей-Люссакийн хууль (изобарик процесс) V/T =const
- Чарльзын хууль (изохорын процесс) P/T =const
- Харьцангуй чийгшил φ=P/P 0 ∙100%
- Int. хамгийн тохиромжтой энерги. нэг атомын хий U=3/2∙M/µ∙RT
- Хийн ажил A=P∙ΔV
- Бойлийн хууль - Мариотт (изотерм процесс) PV=const
- Халаах үеийн дулааны хэмжээ Q \u003d см (T 2 -T 1)
- Хайлах үеийн дулааны хэмжээ Q=λm
- Ууршилтын үеийн дулааны хэмжээ Q=Lm
- Түлшний шаталтын үеийн дулааны хэмжээ Q=qm
- Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл нь PV=m/M∙RT байна
- Термодинамикийн нэгдүгээр хууль ΔU=A+Q
- Дулааны хөдөлгүүрийн үр ашиг η= (Q 1 - Q 2) / Q 1
- Хамгийн тохиромжтой үр ашиг. хөдөлгүүр (Карногийн мөчлөг) η \u003d (T 1 - T 2) / T 1
Электростатик ба электродинамик - физикийн томъёо
- Кулоны хууль F=k∙q 1 ∙q 2 /R 2
- Цахилгаан орны хүч E=F/q
- Имэйлийн хурцадмал байдал. цэгийн цэнэгийн талбар E=k∙q/R 2
- Гадаргуугийн цэнэгийн нягт σ = q/S
- Имэйлийн хурцадмал байдал. хязгааргүй хавтгайн талбарууд E=2πkσ
- Диэлектрик тогтмол ε=E 0 /E
- Харилцааны боломжит энерги. цэнэгүүд W= k∙q 1 q 2 /R
- Боломжит φ=W/q
- Цэгийн цэнэгийн потенциал φ=k∙q/R
- Хүчдэл U=A/q
- Нэг жигд цахилгаан орны хувьд U=E∙d
- Цахилгаан багтаамж C=q/U
- Хавтгай конденсаторын багтаамж C=S∙ ε ∙ε 0/д
- Цэнэглэгдсэн конденсаторын энерги W=qU/2=q²/2С=CU²/2
- Одоогийн I=q/t
- Дамжуулагчийн эсэргүүцэл R=ρ∙ℓ/S
- I=U/R хэлхээний хэсгийн Ом-ын хууль
- Сүүлийн үеийн хуулиуд нэгдлүүд I 1 \u003d I 2 \u003d I, U 1 + U 2 \u003d U, R 1 + R 2 \u003d R
- Зэрэгцээ хууль. холбогч. U 1 \u003d U 2 \u003d U, I 1 + I 2 \u003d I, 1 / R 1 + 1 / R 2 \u003d 1 / R
- Цахилгаан гүйдлийн хүч P=I∙U
- Жоуль-Ленцийн хууль Q=I 2 Rt
- Бүрэн гинжин хэлхээний Ом-ын хууль I=ε/(R+r)
- Богино залгааны гүйдэл (R=0) I=ε/r
- Соронзон индукцийн вектор B=Fmax/ℓ∙I
- Ампер хүч Fa=IBℓsin α
- Лоренцын хүч Fл=Bqυsin α
- Соронзон урсгал Ф=BSсos α Ф=LI
- Цахилгаан соронзон индукцийн хууль Ei=ΔФ/Δt
- Хөдөлгөөнт дамжуулагч дахь индукцийн EMF Ei=Вℓ υ sinα
- Өөрөө индукцийн EMF Esi=-L∙ΔI/Δt
- Ороомгийн соронзон орны энерги Wm \u003d LI 2/2
- Хэлбэлзлийн үеийн тоо. контур T=2π ∙√LC
- Индуктив урвал X L =ωL=2πLν
- Багтаамж Xc=1/ωC
- Одоогийн Id-ийн одоогийн утга \u003d Imax / √2,
- RMS хүчдэл Ud=Umax/√2
- Эсэргүүцэл Z=√(Xc-X L) 2 +R 2
Оптик
- Гэрлийн хугарлын хууль n 21 \u003d n 2 / n 1 \u003d υ 1 / υ 2
- Хугарлын илтгэгч n 21 =sin α/sin γ
- Нимгэн линзний томъёо 1/F=1/d + 1/f
- Линзний оптик хүч D=1/F
- хамгийн их хөндлөнгийн оролцоо: Δd=kλ,
- мин интерференц: Δd=(2k+1)λ/2
- Дифференциал тор d∙sin φ=k λ
Квантын физик
- Фотоэлектрик эффектийн Эйнштейний томъёо hν=Aout+Ek, Ek=U ze
- Фотоэлектрик эффектийн улаан хүрээ ν to = Aout/h
- Фотоны импульс P=mc=h/ λ=E/s
Атомын цөмийн физик
