Elektronnıń zaryadın Milliken usılınıń járdeminde anıqlaw Jumıstıń maqseti

Milliken usılınıń járdeminde elektr zaryadınıń shamasın anıqlawdıń tiykarǵı principleri

May tamshıları tegis kondencatordıń bir tekli elektr maydanına kirgiziledi. Maydı búrkiw processinde payda bolǵan may tamshıları súykelis kúshi saldarınan zaryadlanadı.

1-súwret. Bir tekli elektr maydanında qozǵalıwshı zaryadlanǵan may tamshısına tásir etiwshi kúshler.

Massası bolǵan tamshıǵa kernewliligi bolǵan elektr maydanında mınaday kúshler tásir etedi:
- elektr maydanınıń zaryadlanǵan bólekshege tásir kúshi,
- salmaq kúshi.
May tamshıları hawada qozǵaladı, sonlıqtan olarǵa tómendegidey kúshler de tásir etedi:
- hawanıń kóteriw kúshi (Arximed kúshi, bul ańlatpada arqalı kólemi may tamshısınıń kólemindey bolǵan hawanıń massası belgilengen;
- may tamshısı hawaǵa salıstırǵanda qozǵalıp atırǵan bolsa hám onı shar tárizli formaǵa iye dep esaplasaq, oǵan qozǵalısına qarsılıq kórsetiwshi súykelis kúshi (Stoks kúshi) de tásir etedi:

bul ańlatpada – hawanıń jabısqaqlıq koefficienti, – tamshınıń radiusı, – onıń qozǵalıs tezligi.
Elektr maydanı bolmaǵan waqıtta tamshınıń hawada túsiw tezligin hám onıń radiusın anıqlaw. Eger tamshı elektr maydan bolmaǵan waqıtta turaqlı tezligi menen túsip atırgan bolsa, onda oǵan tásir etiwshı Stokstıń súykelis kúshi hám hawanıń kóteriw kúshiniń qosındısı salmaq kúshi menen óz-ara kompensaciyalanadı (1-súwret), yaǵnıy olar teń boladı:

(1)

yamasa

(2)

dep alsaq, yaǵnıy ańlatpanı ápiwayılastırıw maqsetinde usınday almastırıwdı kirgizsek, onda joqarıdaǵı (2) formula tómendegi kóriniske keledi:

(3)

Bul ańlatpada – may tamshısınıń hawadaǵı salmaǵı bolıp esaplanadı.
(3) formulanı maydıń hám hawanıń tıǵızlıǵın kirgiziw arqalı ańlatamız:

(4)

Bul formulada massanıń shamasına teń ekenliginen paydalandıq. – shar tárizli formaǵa iye bolǵan tamshınıń kólemi. Endi tıǵızlıqlar ayırmasınıń ornına shamasın qoyıp, (4)-ańlatpanı mına túrde kóshirip jazamız:

(5)

Tamshınıń kólemi ushın formulasınan paydalanılsa, joqarıdaǵı (5) ańlatpa

(6)

túrine enedi. Bul ańlatpanıń járdeminde tamshınıń radiusın tabıwǵa boladı:

(7)

Eger kondencator plastinkaları arasındaǵı aralıq bolsa hám olar arasına jeterli dárejede úlkenirek shamadaǵı kernewi túsirilse, tamshı turaqlı tezlik penen kóteriledi. Bul jaǵdayda, hawanıń kóteriw kúshi (Arximed kúshi) sebepli kemeygen salmaq kúshi, Stokstıń súykelis kúshi hám zaryadqa tásir etiwshi elektr maydanınıń kúshleriniń qosındısı nolge teń boladı, yaǵnıy

(8)

Bul ańlatpada (sebebi tegis kondensatordıń plastinkalarınıń arasında bir tekli elektr maydanı payda boladı hám onıń kernewligi kondensatordıń plastinkalarınıń arasına túsirilgen kernewdıń plastinkalar arasındaǵı qashıqlıqqa qatnasına teń boladı. Endi ekenligin esapqa alsaq , joqarıdaǵı (8)-teńlik

(9)

túrine keledi.
Kondensatordıń plastinkaları arasındaǵı elektr maydanınıń kernewliligin sol plastinkalarǵa túsirilgen kernewdi ózgertiriw arqalı basqarıw múmkinshiligi bar. Elektr maydanındaǵı may tamshısına teń salmaqlıq halında tınısh turatuǵınday shamadaǵı kernewlilik berilse, onda oǵan Stoks kúshi tásir etpeydi. Sebebi bul kúsh tek ǵana ortalıqta kozǵalıwshı denelerge sol ortalıq tárepinen qozǵalısqa qarsılıq kórsetiwshi kúsh sıpatında tásir etedi. Al eger dene hesh qanday qozǵalıssız, tınısh turatuǵın bolsa bul kúshtiń shaması nolge teń boladı. Onda elektr maydanında teń salmaqlıq halında tınısh turǵan tamshı ushın (9)-teńlik mına túrge iye boladı:

(10)

Bul eksperimentallıq dúzilistiń járdeminde may tamshısınıń zaryadı dı eki usıl járdeminde anıqlaw múmkinshiligi bar:
1) teń salmaqlıq (statikalıq) usıl;
2) dinamikalıq usıl járdeminde.
Teń salmaqlıq usılında kondencator plastinkalarına túsiriliwshi kernew sol plastinkalar arasındaǵı zaryadlanǵan may tamshısın teń salmaqlıq halında uslap tura aladı. Bul may tamshısı ushın (10)-teńlik orınlı. Bul teńlikten tamshınıń zaryadın taba alamız:

(11)

Tamshınıń radiusın tabıw ushın onıń elektr maydanı bolmaǵan waqıttaǵı «erkin túsiwi» nen paydalanamız. Zaryadlanǵan may tamshısınıń radiusın «erkin túsiw» tezligi arqalı (7)-formuladan tabıwǵa boladı. Sol (7)-formuladaǵı radiustıń ańlatpasın (11)-formulaǵa qoyıp, teń salmaqlıq usılında may tamshısınıń zaryadın anıqlawǵa múmkinshilik beretuǵın tómendegi formula alınadı:

(12)

Dinamikalıq usılda zaryadlanǵan may tamshısı plastinkalarǵa túsirilgen jeterli dárejede úlken bolǵan shamasındaǵı kernewge sáykes keliwshi elektr maydanınınń kernewliliginıń tásirinde salmaq hám súykelis kúshlerin jeńip tezligi menen joqarıǵa qaray kóteriledi. May tamshısınıń elektr zaryadı (9) teńlikten tabıladı:

(13)

Tamshınıń radiusın tabıw ushın bul usılda da onıń elektr maydanı bolmaǵan waqıttaǵı «erkin túsiwi» nen paydalanamız. Radiustı «túsiw» tezligi arqalı (7)-formuladan tabamız. Sol (7)-formuladaǵı radiustıń ańlatpasın (13)-formulaǵa alıp kelip qoyıw arqalı dinamikalıq usılındaǵı may tamshısınıń zaryadın anıqlawǵa múmkinshilik beretuǵın formulaǵa iye bolamız:

(14)

(12)-hám (14)-formulalardıń járdeminde tamshınıń zaryadın anıqlap tabıw ushın tómendegi shamalardı biliw talap etiledi:
- hawanıń jabısqaqlıq koefficienti ;
- eksperimentte paydalanılıp atırǵan maydıń tıǵızlıǵı ;
- hawanıń tıǵızlıǵı ;
- erkin túsiw tezleniwi ;
- kondencator plastinkaları arasınıń qashıqlıǵı ;
- kondencator plastinkalarına túsirilgen kernew ;
- tamshınıń túsiw hám kóteriliw tezlikleri: hám .
Kondencatordıń plastinkalarınıń arasına túsirilgen kernew , tamshınıń túsiw hám kóteriliw tezligi eksperimentti ótkeriw waqtında anıqlanadı.
Teń salmaqlıq usılında may tamshısınıń tek ǵana «qulaw» tezligi hám tamshını teń salmaqlıqta uslap turıw ushın kerek bolatuǵın kernew di anıqlaw talap etiledi.
Dinamikalıq usıldıń járdeminde may tamshısınıń zaryadın anıqlaw ushın tamshınıń "qulaw" tezligi , kóteriliw tezligi hám usı may tamshısınıń kóteriliwin támiynlewshi, plastinkalarǵa túsirilip atırǵan kernewdiń shaması kerek boladı.
Demek, joqarıdaǵı eki usıldıń járdeminde, oqıw laboratoriyalıq ásbap-úskeneler menen may tamshısınıń zaryadın anıqlaw múmkin eken.