Sərbəst mövzu: Müxtəlif həndəsi cisimlərın əmələ gətirdiyi fiqurların tutumu. Tələbə: Məmmədov Eltun. Fizikadan Sərbəst iş

Sərbəst mövzu:
Müxtəlif həndəsi cisimlərın əmələ gətirdiyi fiqurların tutumu.
Tələbə: Məmmədov Eltun.
Fizikadan Sərbəst iş.
2011 aprel
Lənkəran Dövlət Univeristeti,
riyaziyyat informatika ixtisası III kurs
Sadə quruluşlu kondensatorların tutumunu hesablamaq mümkündür. Bunun üçün kondensatorun hər köynəyinin üzərində müəyyən miqdarda q elektrik yükünün olduğunu fərz edərək, onun sahəsinin potensialını hesablayırlar. Bu məsələni həll edə bilsək, onda buradan kondensatorun köynəkləri arasındakı gərginliyi tapmaq olar. Bundan sonra kondensatorun tutumunu düsturuna əsasən hesablamaq mümkündür. Bəzi fiqurlar üçün bu məsələyə baxaq.
1. Müstəvi kondensator:

Lövhələrin ölçüsünə görə onların arasındakı məsafənin kiçik olduğunu fərz edərək sərhəd

effektini nəzərə almaq olar. Müstəvi kondensatorun sahəsində potensialın paylanmasını hesablayaq: Müsbət yüklü köynəklə ondan x məsafəsində yerləşmiş ixtiyari nöqtə arasındakı potensiallar fərqini hesablayaq. Müstəvi kondensatorun sahəsinin intensivliyi düsturuna görə
(1) olur.
Elektrodlar arasındakı tam gərginlik

Olduğundan (2) olar, burada d – köynəklər arasındakı məsafədir. Müstəvi kondensatorda potensial məsafəyə nisbətən xətti qanunla dəyişir.
Biz bu hesablamalarda köynəklərin kənarlarında elektrik sahəsinin thrif olunmasını nəzərə almamışıq. Ona görə aldığımız düsturlar yalnız kondensatorun orta hissəsi üçün doğrudur.
Köynəklərin hər vahid səthində yerləşən yükün miqdarı və onlar arasındakı dielektrik vakuum olarsa, onda köynəklər arasındakı tam gərginlik

Olacaqdır. Burada d – lövhələr arasındakı məsafədir. Hər lövhənin sahəsi S olarsa, onda onun üzərində olan tam yük olar. Ona görə
(3)
Olar.
Əgər lövhələr arasında elektrik sahəsi olan bütün fəzada hava əvəzinə dielektrik nüfuzluğu olan başqa maddə olarsa, onda kondensatorun tutumu dəfə artar:
(4)
Təcrübədən alınır ki, köynəklər arasındakı d məsafəsi azaldıqca tutum artır. Bundan istifadə edərək kobud elektrometr vasitəsi ilə kiçik gərginlikləri təyin etmək mümkün olur. Bunun üçün müstəvi kondensatorun bir lövhəsini elektrometrin çubuğuna bərkidirlər, digər lövhəni isə siyirmə (çıxarılıb taxılan) şəkildə hazırlayaraq ona izolyatordan bir dəstək hazırlayırlar.
Lövhələrdən birinin səthinə yaxşı izolyator olan lakdan çox nazik təbəqə çəkirlər. Sonra dəstəkli lövhəni elektrometrin lövhəsi üzərinə qoyaraq qısa bir müddətə gərginlik mənbəyini lövhələrlə birləşdirirlər. Bunun nəticəsində kondensator yüklənir və onun gərginliyi mənbəyin U gərginliyinə bərabər olur. Bundan sonra mənbəyi açırlar və dəstəkli lövhəni dəstəyindən tutaraq uzaqlaşdırırlır. Bu zaman kondensatorun tutumu C₁ qiymətinə nisbətən kəskin azalaraq C₂ qiymətinə çatacaq və elektrometrdə gərginlik artaraq qiymətini alacaqdır. Belə kondensatorlu elektrometrdən istifadə edərək həssaslığı çox az olan (bir bölgüyə bir neçə yüz volt) elektrometr vasitəsi ilə qalvanik elementlərin elektrodları arasındakı gərginliyi (1 volta yaxın) ölçmək olar.