22 Mavzu: Elektropotensial gradienti, Pausson, Laplas tenglamalari.
Reja:
1. Elektrostatik maydon kuchlanganligi va potensiali. Qulon qonuni.
2. Elektrmaydon -potensial maydon, kuch va ekvipotensial chiziqlar.
3 Maydon kuchlanganligini potensialni gradienti ko‘rinishdagi ifodasi.
Elektrostatik maydon bu elektromagnit maydonni xususiy ko‘rinishi.
Fazoda qo‘zg‘almas va vaqt bo‘yicha o‘zgarmas zaryadlar to‘plami e
⃗
ektrostatik
maydonni xosil qiladi. Bizga ma’lumki barcha jismlar elektromagnit maydon bilan
o‘ralgan elementar zarrachalardan tashkil topgan bu zarrachalar xususiy maydonni
va tashqi maydonni ta’siri orqali xarakterlanadi.
Jismlarni zaryadi ostida shu jismda mavjud bo‘lgan barcha elementar zarrachalar
zaryadi algebraik yigindisi tushiniladi.
Elektrostatik maydon ta’siriga kiritilgan elektr zaryadlarga maydon kiritilgan
zaryadlarni kattaligiga mos tarzda (proporsional ravishda) bu zaryadlarga mexanik
kuch bilan ta’sir qiladi.
Kulon qonuni. Vaakumga kiritilgan ikkita nuqtaviy zaryad o‘z-aro
birbiri bilan
kuch bilan ta’sirlashadi ,bu kuch zaryadlar ko‘paytmasiga to‘g‘ri proporsional ular
orasidagi masofaga teskari proporsional.
⃗
=
ع
⃗⃗
0
q1-------q2
⃗
⃗⃗
0-
zaryadlar bog‘lovchi chizig‘i bo‘yicha yo‘nalgan birlik vektor.
zaryadlar orasidagi masofa (metrda)
qq2- zaryadlar miqdori ()
ε
0
=8.86x10
-12
- elektr doimiyligi (farada taqsim metr F/m)
bunda ta’sir qiluvchi kuch nyutonda bo‘ladi.
Nuqtaviy zaryad ostida o‘z-aro ta’sirlashayotgan jismlar orasidagi masofadan juda
kichik darajada o‘lchamga ega bo‘lgan zaryad tushiniladi.
Elektrostatik maydon potensiali va kuchlanganligi
Elektrostatik maydonni xarakterlovchi asosiy kattaliklar maydon kuchlanganligi E
va maydon potensiali φ.
Elektrostatik maydon vektor kattalik bo‘lib xar bir nuqtada kattaligi va yo‘nalishi
bilan belgilanadi, potensial skalyar kattalik.
Agar elektrostatik maydonga juda kichik miqdorda biror musbat zaryad
q
kiritsak
manna shu nuqtada maydon kuchlanganligi quyidagicha bo‘ladi.
E=lim
q-0
F/q
Bundan ko‘rinib turibdiki zaryadga ta’sir qilayotgan kuch
F=q×E
Agar maydon bir qancha zaryadlar (q1,q2,q3…) yordamida xosil bo‘lsa
u xolda
maydon kuchlanganligi xar bir zaryad xosil qilgan maydon kuchlanganligini
geometrik yig‘indisiga teng. E=E1+E2+E3…
Elektr maydoniga biror zaryad q kiritamiz zaryadga qE kuch ta’sir qiladi
q-zaryadni 1nuqtadan 2 nuqtaga 132 yo‘l bilan ko‘chiramiz
Bunda xar bir nuqtada ta’sir qilayotgan kuch qE yo‘nalishi va zaryadni ko‘chirish
yo‘li dl mos kelmaydi zaryadni ko‘chirish bo‘yicha bajarilgan ish kuchni yo‘l
elementi ko‘paytmasiga teng.qE× dl
Zaryadni 132 nuqta bo‘yicha ko‘chirishda bajargan
ish barcha elementar
bajarilgan ishlar yig‘indisiga teng.Bu ishni chiziqli integral orqali yozish mumkin.
q
∫
Potensiallar farqi to‘g‘risida shunday xulosa qilish mumkin maydon kuchlari
tamonidan birlik zaryadni 1nuqtadan 2 nuqtaga ko‘chirishda
bajarilgan ish deb
aytish mumkin.
φ1- φ2=
∫
Agar 2-nuqtani potensialini nolga teng desaq 1-nuqtani potensialini quyidagicha
yozish mumkin
φ1=
∫
Maydonni istalgan nuqtasida potensialni Yuqoridagi formula orqali ya’ni maydon
kuchlari tamonidan birlik zaryadni bir nuqtadan potensiali nol bo‘lgan
nuqtaga
ko‘chirishda bajarilgan ish deb qarash mumkin.
Elektr maydoni – potensial maydon.
m-nuqtada maydonni xosil qiluvchi q1 musbat zaryad mavjud
1-nuqtadan 2-nuqtaga 3-nuqta orqali q=1ga teng bo‘lgan birlik zaryad
ko‘chiriladi.
R1- m-nuqtadan boshlang‘ich nuqta 1gacha bo‘lgan masofa
R2 m-nuqtadan oxirgi nuqta 2gacha bo‘lgan masofa
R- m nuqtadan ixtiyoriy 3nuqtagacha bo‘lgan masofa
Ixtiyoriy 3-nuqtada maydon kuchlanganligi E yo‘nalishi va yo‘l
elementi dl
yo‘nalishi ko‘rsatilgan,maydon kuchlanganligini yo‘l elementiga skalyar
ko‘paytmasi E dl= E dR dR- yo‘l elementi dl ni Rliniyaga proeksiyasi
Maydon kuchlangan ligini topsak E= F/q
Qulon konuni bo‘yicha
⃗
=