Elektrostatinis laukas

1 [[A]] Kulono desnis. Kruviu saveikos desnis yra pagr.elek-statikos desnis. Laikysime kad aplink kruvius erdevej susidaro el-statinis laukas. Elektr kruviai gali buti teig ir neig. Elektronas elektronams yra neigiamo kruvio nešejas, teigiamo pozitronas. Elektr kruviai vieni kitus veikia tam tikrom jegom. Vienvardžiai kruviai vieni kitus stumia, įvariavardžiai vieni kitus traukia.\\ Nejudančiu elektr kruviu saveika. Elektrostatika-mokslas apie nejudančiu elektros kruviu tarpusavio saveika ir ju pusiausvyros salygas. Kulonas kokybiškai nustatė kruviu saveikos dėsni, pasinaudodamas sukamosiomis svarstyklėmis,kurias sudare plona vielyte kurios vienas galas pritvirtintas nejudamai o ant kito svirtele. (Brež). Saveikos jega tarp kruviu yra tiesiog proporcinga kruviu dydžiu sandaugai ir atvirkščiai prorpocinga atstumo kvadratui tarp jų. F~q1*q2/r^2. Norint gauti ligybe reikia įvesti proporcingumo koef. SI sistemoje K=1/4piεε0. Kulono desnis Si sistemoje: F=(1/4piεε0)* (q1*q2/r^2). ε0-elektrine const.jos dydis priklauso nuo pasirinktos matavimo sistemos. ε -vad santkine dielektrine skverbtimi, jos reikšme priklauso nuo aplinkos savybiu. Vektoriškai Kulono dėsni išreiškiame taip: F(vekt)12=(1/4piεε0)* (q1*q2/r12^3)*(vekt. r12). Brez2. F(vekt)21=(1/4piεε0)*(q1*q2/r21^3)*(vekt. r21). Saveikos jega tarp krūviu yra nukreipta išilgai tieses, jungiančios šiuos krūvius. Kulonines saveikos jegos yra centrines. Kulono desnis tinka tik taškiniams elektros krūviams. Taškiniai kruviai yra kruviai kuriu matmenys žymei mažesni nei atstumas tarp tu krūviu. [[B]] Dielektriko molekulių dipolio momentas.Dialektrikuose nebūna laisvų elektros krūvių, molekulės branduolių teigiamų krūvių suma lygi neigiamų krūvių sumai.Pakeitus visus molekules teig ir neig krūvius esančius krūvių masių centre atitinkamai į +q ir –q turime, kad dipolio momentas Pe=q*Ī. Kai –q ir +q masių centrai sutampa tada Pe=0. Nepolinę molek patalpinkim į išorinį elektrinį lauką.Atomą neelektriniame laukia veikia kuloninė traukos ir išcentrinės jėgos. Fe=(1/4pi*εε0)*(e2/r2); |-e|=|+e|=e. Kulonine jėga vad. Išcentrine jėga, F=mv2/r=mw2r; (1/4pi*εε0)*(e2/r2)= mw2r. Patalpinam atoma į išorinį elektrini lauką Fvek=F1vek+F2vek; F=mw2r; F1=e*E; ▲l/r=(eE/mw2r)*r; Pevek=e*▲Ī; Pevek=e*(Ee/mw2); Pe=e2*E/mw2); (e2/mw2)=4pi*εε0*r3; Pe=4pi*εε0*r3*E; Pevek=4pi*εε0*r3*Ê. Dydis 4pi*r3=α; tada Pe=α*ε0*E. Didele dialektrikų dalį sudaro tokios medžiagos kurių elektronai ne simetriškai išsideste branduolio atzvilgiu. Šios molekules turi nuolatinį elektrinį dipolio momenta, šios molek elgiasi panasiai kaip ir tos kurios sudarytos is +q ir –q. Dipolio momento vekt kryptis su išorinio lauko kryptimi sudaro kampa: F1=q+*Ê; F2=-q-*Ê, veikiant jegoms F1 ir F2 atsiranda sukamasis momentas: M=M1+M2; M=q*E*(1/2sinα)+ +q*E*(1/2sinα)=q*E*l*sinα; jei |F1vek|=|F2vek|=F tai M=F*l*sinα; q*l=Pe; M=Pe*Esinα. Vektoriškai Mvek=Pevek*Ê 2 [[A]] Elektrostatinio lauko stripumas.Kiekvienas kruvis aplinkoje kuria el-statini lauka. Jo savybes galima tirti patalpinant į ji taškini kruvi, ir stebint veikiančias juos jėgas. Tarkim turim tam tikra el-statinio kruvio lauka, pasirenkame tam tikro lauko taška C, ir į ji talpiname taškinius kruvius q1, q2, q3, … qn ir matuojame veikiančias jegas. Randame, kad q1 veix jega F1, q2 – F2, q3-F3, … qn-Fn. Jei kruviu dydžiai yra skirtingi q1≠q2≠q3≠…≠qn, tai ir veikiančios jegos bus skirtingos. F1≠F2≠F3≠…≠Fn. Tačew jei paimsime santyki veikiančios jegos ir kruviu F1/q1 = F2/q2… ir t.t. Tai jis duotajam lauko taškui išlix pastovus. Santyki veikiančios jegos su kruviu žym E, ir vad elektrostatinio lauko stiprumu: E=F/q. Jei turesime vienetini teigiama elektros kruvi, tai E=F. Lauko stripumo fizikine prasme: lauko stripumas skaitmeniškai lygus jegai veikiančei vienetini teig elektros kruvi. Lauko stiprumas yra vektorius tai lauko jegos charakteristika. Vekt E-kryptis sutampa su jegos veikiančios teig elektros krūvi kryptimi. Isistačius į Kulono desnio veikiančios jegu išraiška gausime: Fvekt=1/4piεε0*(q*q0/r^3)*vekt r. Ê=1/4piεε0*(q0/r^2). Elektrini lauka gali kruti ir kruviu visuma, netik 1 kruvis. Jei pirmojo kruvio E1vekt antrojo E2vekt ir t.t.. tai atstojamo lauko stiprumas E bus lygus: visu Ê suma; arba Ê=∑Êi. Sumuojant el-statiniu lauku stiprumus galioja super-pozicijos principas: atstojamasis vekt lygus sumai. Dipolio lauko striprumo radimas. Dipoliu vad 2-ju lygiu kruviu su priešingais ženklais visuma. Kai tie kruviai yra nutole vienas nuo kito atstumu kuris yra mažesnis palyginti su ju atstumu nuo tašku, kuriuose nustatomas lauko stiprumas. Tiesia einančia per kruvius pavad dipolio ašimi. Manykim turime 2 taškinius kruvius su priešingais kruviais. Kai q+=q-=q, tai: Ê=2q/4piεε0*(r l vekt/(r^2-(l^2/4))^2). Jeigu r>>2 tai: Ê=2*Pe vekt/4piεε0r^3. q*l vekt=Pe vekt – dipolio momentas. Gaunamas elektrino lauko stripumas yra tiesiog proporcingas dipolio momentui. [[B]] Elektrostatinio lauko jėgų darbas Krūviams judant el+statiniame lauke juos veikiančios jegos atlieka darbą, kuris nepriklauso nuo kelio formos,o priklauso nuo pradinių ir galutinių padečių. Tai potencialinės arba koncervatyviosios jėgos. Darbo rasdimas: turime krūvį ir šio krūvio q lauke juda dA=F*ds*cosά; ds*cosά=dr; dA=F*dr; A=∫r1r2F*dr; F reikšmė iš Kulono dėsnio F=q/έέ0; E=1/4πέέ0*q/r2; A=qq0/4πέέ0∫r1r2dr/r2=qq0/4πέέ0((1/r1)-( 1/r2)); Įvairiavardžių krūvių q ir q0 darbas bus teig jeigu jie suartės ir neig jei jie tols viens nuo kito. Lauko potencialo kriterijus -darbas kurį atlieka potencialinės jėgos perkeldamos krūvį q0 lauke uždara kreive r1=r2 (A=0). A=F*s*cosά; A=q0∫lEdl*cos(Êdl); Potencialinio kriterijaus bendra forma (užd)∫Ê*dĪ=0 Šis dydis vad. elektr lauko stiprumo vektoriaus cirkuliacija. Ji lygi: darbui kurį atlieka jėgos (elektrinio lauko) perkeldamos uždara trajektorija vienetinį teigiamą taškinį elektr krūvį. 3 [[A]] Elektriniu lauku grafinis vaizdavimas.Faradejus pasiule el-statinio lauko stiprumo erdvini pasisikirstima, grafiskai vaizduoti jegu linijom. Parodančiom lauko stripumo moduli ir krypti. Sutarta laikyti kad elektrostatinio lauko jegu linijos prasideda teigiamuosiuose kruviuose arba begalybej. Jos brežiamos taip, kad ju liestines kiekviename taške sutaptu su Ê kryptmi. (Brež 3!) Elektr lauko jegu linijos yra neuždaros kreives, el-statinis laukas yra nesukūrinis. Jei lauko stripumas stipresnis, tai ir lauko liniju skaičius didesnis. [[B]] Gauso teorema Panagrinekime ryši tarp elektr jegu liniju srauto pro bet kuri uždara paviršiu ir jo viduje esančio elektros kruviu algebrines sumas.Tarkime nagrinėjama aplinka yra vienalytė, uždaro paviršiaus viduje yra teigiamas taškinis kruvis. (Paveixl). Paskaičiuokime kam lygus N liniju skaičius. Tuo tixlu nagrinejama pavirsiu apgaupkime sferiniu paviršiu kurio radiusas R. Pro kekviena S’ paviršiaus ploto vieneta, praeina ┴ jegu liniju skaičius E. Kox liniju skaičius praeina pro S, tox pac jegu liniju skaičius praeina ir pro S’ ploto vieneta. Tad pro S’ praeinančiu jegu liniju skaičius yra: N=E*S; E=1/4piεε0*(q/R^2); S=4piR^2; N=q/εε0. Laikykime kad šio pavirsiaus S yra kruviu visuma q1,q2,q3,…qn. Tuomet srautas kertantis uždara paviršiu S: A) N=(q1+q2+q3+…+qn)/εε0=(Σqi)/εε0 Jei aplinka nevienalyte tai, vietoje elektriniu jegu liniju srauto naudosime slinkties liniju srauta Φ. Φ=D*S=q; Jei sferinis paviršius yra n kruviu tai :B) Φ=Σqi; A ir B lygteles ir išreiskia GAUSO teorema: Visas elektrines slinkties liniju srautas išeinantis pro bet kuri uždara paviršiu skaitine reikšme yra = šio paviršiaus viduje esančiu elekt kruviu algebr sumai. [[C]] Gauso taikymas (3):Tolygiai įelektrintos begalines plokstumos lauko stiprumas.Tarkim turim begaline plokstuma (brež) Laikykime įelektrinta +teig u kruvio paviršiumi tankiu б=q/S; Raskime begaline plokštumos E; N=q/εε0 (1) N=2E*∆S (2); 2e*∆S=q/εε0; E=q/∆S*(1/2εε0); q/∆S=б; E=б/2εε0; D=б/2; D=E*εε0. \\Dvieju begaliniu lygiagreč plokšt elektrinis laukas. Turim 2 begalines lygegreč plokšt įeletrintas skritingais kruviais. (Brež) E= б+/2εε0+б-/2εε0; |б+|=|б-|=б; E=б/2εε0+б/2εε0=б/εε0; Kairiau kairios ir desiniau dešinios elektriniai laukai lygus nuliui. O centre dvigubinasi. [[D]] Tolygiai įelektrinto sferinio paviršeus sukuriamo lauko stiprumas Turim teig įelektrinta sferinį paviršių. Raskime kam lygus darbas išoreje (a) ir viduj(b); (a): N=E*s’=E*4πR2; N=q/έ έ0; E*4πR21= q/έ έ0; E=1/4π έ έ0 *q/R21; Uždarykime taškinio krūvio kuriamą lauką: E=1/4π έ έ0 *q/R2; Stiprumas kuriamas tolygiai įelektrint0 sferinio paviršiaus aplink jį yra tox, tartum visas krūvis būtų jo centre (b) : pagal Gausą N=q/έέ0; s”(q=0); N=0; N=E*s”; 0=E*s”; s”≠0; E=0; Sferinis paviršius elektrinio lauko viduje neturi. Čia s‘-išorinis pav. plotas.; s“-vidinis pav. plotas (Brėž.). 4 [[A]] Elektrostatine slinktis Iš el-statinio lauko stiprumo formulės E=1/4piεε0*(q/r^2) el lauko striprumas E, esant tam pačem taške skirtingiems dielektrikams yra skirtingas. Tai matyti iš ε. Patalpinkime kruvi q oro pusleles centre, oro puslele patalpinkime alyvoj. Oro, alyvos paviršių riboje praeis statmenai pro paviršiu nevienodas jegu liniju skaičius. Reiškia 2ju dielektriku riboje elektrostinio lauko stiprumas keičiasi šuoleis. Reikia įvesti nauja fizikini dydi kuris 2ju dielektriku riboje nesikeistu šuoleis (nepriklausytu nuo aplinkos savybiu) Tox dydis yra elektrostatine slingtis(elektrostatine indukcija) – žym D. D=εε0*E –tai vekt dydis. Jei istatysime į: E=1/4piεε0*(q/r^2), tai D=(1/(pi*4))*(q/r^2) . El-statines slingties fizikinė prasmė: įnešus dielektrika į el lauka kurį sukuria pašaliniai laisvi kruviai jo paviršiuje aciranda surištieji kruviai. Reiškes dielektrikas poliarizuojasi (brež). Susideda laukai prieišingu krypčiu ir atstojamojo lauko stirpris sumažėja. Atstojamojo lauko dielektrike stripris priklauso nuo dielektriku elektriniu savybiu. El+statine slingtis D bet kuriame lauko taške nepriklauso nuo aplinkos savybiu. Todel kiekvienoj medžiagoj el+statine slingtį sukuria tik laisvieji el+statiniai kruviai. Elektrostatine slingtis proporcinga tokem el lauko stipriui, kurį sukuria tik lasivieji kruviai vakume, kai jų pasiskirstymas erdveje yra tox kox buna dielektriko buvimo metu. [[B]] Nesavaiminis išlydis dujose. Išlydžio voltamperine charakteristika ir jos aiškinimas Tegu jonizatorius per laiko vieneta duju turio vienete sudaro Δn0 kiekvieno ženlo jonų. Molizacija proporcinga tiek + tiek – jonu skaičiui turio vienete. Tarkime kad kurio nors momentu duju turio vienete yra n0 – ir tiek pat + kruviu. Per laiko vieneta turio vienete susijungenčiu jonu skaičius bus proporcingas Δn0~no2 įveskite proporcingumo koeficienta Δn0’=۳no2 ۳-rekombinacija Pusiausvyros salyga isreiskiama taip kad naujai atsirandantis jonu skaičius turi buti lygus išnykstančiu jonu skaičiui Δn0=۳no2 no=√(Δn0/۳) tarkime elektrinis laukas sukuriamas tarp dvieju lygegrečiai įelektrintu plokščiu šiuo atveju jonai išnyks ne tik del molizacijos bet ir del jonu neutralizacijos prie elektrodu, nes jonai pasiekia elektrodus atduos savo elektros kruvius. Tekančios elektros stipri pažymekim I tada per laika t bus pernešamas elektros kruvis Q=I*t Vieno ženklo jonu skaičius pasiekusiu elektrona ir atidavusiu jiem savo kruvi bus lygus N=(I*t)/u Per laiko vieneta išnykstančiu jonu skaičius n’ =I/u. Plotas s atstumas tarp elektrodu l tada išnykstančiu jonu skaičius iš turio vieneto per laiko vieneta Δn0’’=T/qsl=j/ul Bendras išnykstančiu jonu skaišius Δn0=Δn0’+Δn0’’ Kaip priklauso sroves stipris nuo potencialu skirtumo tarp elektrodu pavaizduoja voltamperine charakteristka. Potencialu skirtumui didejant srove dideja ir išisotina. Kai visi del jonizacijos susidare jonai pasiekia elektrodus srove išsisotina, tačiau pasiekus tam tikro dydžio potencialu skirtuma srove vel staigiai pradeda dideti ir prasideda savaiminis duju išlydis, prasideda smugine jonizacija. 5 [[A]] Slinkties srautas Elektr jegu liniju einanciu pro joms ┴ ploto vieneta skaičius nusako šio ploto vietoje vienalyčio elektr lauko stripruma. Jei lauko striprumas E=1, tai pro ┴ paviršiaus ploto vieneta turime išvesti E elektriniu jegu liniju einančiu pro bet koki paviršeus plotą S. Elektr jegu liniju skaičius vad elektr lauko stiprumo srautu. Vienlyčeme elektr lauke, jegu liniju skaičius N pro ┴ plota S yra = elektr lauko stiprumo E ir paviršeus ploto S sandaugai. N=E*S. Jei turime nevienalyti elektr lauka ir bet kuriomis kryptimis pro pavrišiu einančiu jegu linijos, tai jėgu liniju srautai apskaičiuoti pasirinkus begalo maža paviršeus plota dS ir išvedame į išore normale (brež) Radom Ê projekcija ir krypti Ên. Tuomet dN=EndS; En=E*cosα; dN=E*cosα*dS. Eleketriniu jegu liniju srautas pro visa duotaji paviršiu bus lygus: N=s∫En*dS=s∫Ecosα*dS. Kaip ir elektr lauko stiprumas grafiškai vaizduoj elektrines jegu linijos taip ir elektrine slingti D galime atviazduoti slingties linijom Slingties liniju praeinačiu pro ┴ paviršiaus ploto vieneta, skaičius yra lygus slinkties reikšmei toje lauko vietoje. Vienalyčeme elektros lauke slinkties srautas pro ┴paviršiu bus lygus. Φ-slinkties srautas. Φ=D*S. Jei slinkties linijos eina betkuria kryptimi paviršiaus atžvilgiu tai kaip+ir pirmu atveju galima užrasyti: dΦ-begalo mažas srautas. DΦ=Dn*dS. Visos slinkties srautas pro duotaji paviršiu: Φ=s∫Dn*dS=s∫D*cosα*dS; Dn=D*cosα [[B]] Elektrinio lauko potencialas Tarkim turime tam tikra krūvį kuris sukuria elektrinį lauką B ir į jį perkelkime bandomuosius krūvius q1, q2,...,qn ir matuojame atliktus darbus A1, A2,....,An Iš mechanikos atliktas darbas bus lygus potencinės energijos neigiamam pokyčiui. A=-(Wp2-Wp1).Kadangi elektrostatinio lauko jėgų atliekamas darbas bus lygus (∞→dt) A=1/4πέέ0*qq0/r; Taškinio krūvio q0 potencinės energijos pokytis, jeigu q0 yra vienetinis teigiamas krūvis, galėsime išreikšti taip: Wp/q0=φ ; Jeigu krūvis perkeliamas iš begalybės į duotąjį tašką : A=-(Wp2-Wp1) gauname A=Wp1 Jei R=∞, tai Wp2=0; φ=A/q0; Potencialas skaitine verte lygus darbui perkelent vienetinį teig krūvį iš begalybės į duotąjį tašką. Potencialas yra skaliar dydis ir yra el+statinio lauko energetinė charakteristika. Jei elektros krūvis perkeliamas iš vieno lauko taško su potencialu φ1 į kitą su potencialu φ2, tai atliktas darbas A=q0(φ1-φ2); (φ1-φ2) – potencialų pokytis U. [[C]] Ryšys tarp el+statinio lauko stiprumo ir potencialo Pastovaus potenc taškų geometrinę vietą pavad lygio paviršiumi arba ekvipotecialiniu paviršiumi. Imkime 2 taškus B ir B‘. Per juos išvedame normalę n, potencialų didėjimo kryptimi. Raskime darbą, kuris atliekamas perkeliant elektros krūvį iš taško B į tašką B‘. A=-F*∆n; E=F/q; F=E*q; A=-Eq∆n; φ=A/q; A=q(φ+∆φ-φ)=q*∆ φ; Eq∆n=q∆φ; E=-∆φ/∆n; Jei ∆n→dn; ∆φ→dφ; E=-dφ/dn – potencialo kitimo greitis. Ê=gradφ; grad=(∂/∂x)i+(∂/∂y)j+(∂/∂z)k; E=- gradφ išreiškia ryšį tarp elektr lauko stiprumo ir potencialo. Minuso ženklas parodo, kad lauko stiprumo Ê yra nukreiptas sparčiausio potencialo mažėjimo krytimi. 6 [[A]] Dialektrikų poliarizacija, elektrinis poliarizuotumas Įnešus dialektrika į elektrinį lauką vyxta dialektriko poliarizacija, dipolinių momentų vekt išsidesto chaotiškai Pevek. Molekulių esančių tam tikrame dialektrikų tūryje ▲v suma=Σ(Pe)vek=0. Jei dialektrikas sudarytas iš nepolinių molekulių tai molek dipolio momentas=0. Kiekybinis dialektriko poliarizacijos matas yra poliarizuotumas Pevekt. Elektrinis poliarizuotumas = Pevekt=limv-0(1/v*ΣPevek). Jeigu vienalyčiame elekt lauke yra vienalytis dialektrikas, kurio molek yra nepolines tai Pevek=n0*Pevek; Pevek=α*ε0*E; Pevek=n0*Pevek=n0*ε0*α*Evek; α*n0=ﺢ e. Dialektriko jautris kai laukai yra silpni lygus: ﺢ e=(n0*Pe2/3* ε0*Kt). Polinių molekulių dialektriko dipolis priklauso nuo išorinio elektrinio lauko stiprumo. [[B]] El+statinis laukas dielektrike. Tarkim turim 2 lygiag begalines plokštumas. Dielektriko paviršiuje susidarys surištasis elektr krūvis. Susidaro viduje elektrinis laukas E’. Pagal lauku super+pozicijos principa atstatomojo lauko stipriu dielektriku yra šių abiejų laukų stiprumo geom schema. Evek=E0+E’.Elektriniame lauke dielektrikas poliarizuojasi. Sukurtas dielektriko elektrinis laukas E’=δ’/ε0. Tuomet atstojamojo lauko absoliutinis dydumas bus E=E0-E’=E0-δ’/ε0. Paviršinio krūvio tankis yra lygus δ’=ε0ЖeE. Įsistačius šią reikšmę į priešpaskutinę f-lę randame, kad atstojamojo lauko stipris E lygus: E=E0/1+Жe. 1+Жe=ε (sant dielektrine skverbtis). Visų dielektrikų dielektrini jautris Жe>0, todėl visų dielektrikų santykinė dielektrinė skverbtis ε>1. Polerizuotame vienalyčiame izotropiniame dielektrike eloktrostatinio lauko stipris yra ε kartų mažesnis už lauko stirprį vakume. [[C]] Gauso dėsnis dielektrikui. Elektrinė slinktis. Norint taikyti Gauso teoremą dielektrikui butina išlaikyti laisvuosius ir surištuosius elektros krūvius nagrinėjamo uždaro paviršiaus viduje. q-laisvieji krūviai, qs-surištieji krūviai. N=εn(I-n)qi/ε0. N-jegu liniju srautas. N=∫sEnds. (1) N=∫sEnds=q+qs/ε0. Surištasis krūvis qs priklauso nuo elektrinio lauko stiprumo E. Poliarizuotumo vekt. srautas pro uždarą paviršių yra lygus: Фp=∫sPnds. Surištuju kruviu ir edviniu krūvių algebrinė suma turi būti lygi nuliui. Tuomet surištasis krūvis bus lygus qs=-∫sPnds. Įsistačius qs į (1) lygtį, randame kad jėgų lyniju srautas bus lygus: ∫s(ε0E+P)ds=q. ε0Evekt+Pvekt=Dvekt -vad elektrinės slinkties vektoriumi. Tada ∫sDnds=q išreiškia Gauso teorema dielektrikui. Elektrinės slinkties srautas pro uždarą paviršių lygus to paviršiaus gaubiamų laisvujų krūvių algebrinei sumai. [[D]] Srovės darbas ir galia:Remiantis potencialo apibrėžimu galime užrašyti: φ=A/.., A=φ..., ∆A=∆φ..., ∆φ=U, prisimename, kad I=../t, randame ..=It, A=UIt randame kam bus lygus elektros sroves atliktas darbas. Atliktas darbas per laiko vienetą bus lygus galia: N=A/t=UIt/t =UI. 7 [[A]] Segneto elektrikai ir supratimas apie Piezo ir Piro elektrikus. Segneto elektrikų pav. kiles iš pirm ištirtos šio tipo medžiagos. Nuo paprastujų dielektrikų jie skiriasi: 1)segneto dielektriko dielektrinė skverbtis gali siekti keletą tukstančių 2)paprastu dielekrikų dielektrinė skverbtis nepriklauso nei nuo išorinio lauko stiprumo nei nuo temperatūros. O segneto dielektriku ji priklauso nuo šių dydžių: ε=f(E), ε=f(T). 3)Visiems segneto elektrikams budingas dielektrinės histerizės reiškinys. Jeigu vaizduosime poliarizuotumo priklausomybę nuo išorinio lauko stiprumo, gausime tokią priklausomybę (graf). Ši kilpa ir vad histerine kilpa. Lauko dydis, kuris poliarizuotumą sumažina iki nuolio vad hoarciatyvine jėga. Histerizės susidarymas aiškinamas taip: visą segneto elektriką galima išskaidyti į tam tikras sritis. Nustatyta, kad kiekvienos tokios sryties riboje poliarizacijos vektoriai Pe yra nukreipti viena kryptim. Tačiau atskirų sričių yra orientuoti skirtingai. Jeigu didinsime elektrini lauką, tuomet sritis stengiasi sutapti su E. Kaip visos kryptis sutampa, gaunasi įsotinimas. Atskiros sritys vad domenais. Temp didejant, domenų chaotinis judėjimas didėja ir pasirinkus tam tikrą temperatūrą domenai suįra. Ši temperatūra vad Kiuri taškais. Veikemas išorinio elektrinio lauko Piezo krystalo dalelės pasislenka, kristalai deformuojasi. Jeigu kristalą veixime periodiškai kintamu elektriniu lauku, gaunamos ultra bangos. Keičiant temperatūra dėl šiluminio plėtimosi savaime poliarizuotas kristalas deformuojasi. Kristalo paviršiuje susidaro priešingo ženklo surištieji krūviai: tai piroelektrinis reiškinys, tokie dielektrikai- Piro dielektrikai. [[B]] Nuolat. laidumo srovė. Srovės stipris, jos tankis bei koncentracijos ryšys. El+dinamika sudaro reiškiniai ir procesai susiję su elektros krūvių judejimu. Elektros srove vad kiekvienas tvarkingas el. krūvių judėjimas. Tvarkingą krūvių judėjimą galime sukelti elektriniu lauku, taip atsiradusi srovė vad. laidumo el.srove. Metaluose ją sudaro judantys laisvieji elektronai, puslaidininkiuose– elektronai ir skylutes, dujose –elektronai ir teig bei neig jonai, skysčiuose - teigiami bei neig jonai. Srovės stipriu I vad. fiz. dydį, lygų elektros krūviui, kuris prateka pro laidininko skerspjūvį per laiko vienetą. I=dq/dt . Nuolatine kai srovės kryptis per tam tikrą laiką nesikeičia. Kai kartu nesikeičia ir stiprumas, tai ji pastovi elektros srovė. Šiuo atveju per laiko vienetą visą laiką pratekės toks pat krūvis q. I=q/t. Suminis el. krūvis įeinantis per 1s pro vieną skerspjuvio plotą turi būti lygus suminiam krūviui išeinančiam pro kitą skersp. plotą per laiko vienetą. Norint apsk el.srovės pasiskirstymą laidininko skerspjūvyje įvedam srovės tankio vektoriu j. Jo kryptis yra išilgai srovės, skaitine reikšme jis lygus srovės stiprumui, kuri prateka pro laidininko skerspjūvio ┴srovės krypčiai ploto vienetą. j=dI/ds. Jei nėra ┴skerspjūvio plotui, tai j=dI/ds’; ds’=ds cosα; j=d/dscosα=jcosα ds; jcosα=jn; dI=jnds; Iš paskutinės formulės I=∫sjnds. Jei turėsime pastovę srovę, tai I=js; j=vn0e. Ryšys tarp srovės tankio krūvininkų koncenracijos n0, I=∫svn0eds. 8 [[A]] Elektrostatinis laukas įelektrintame laidininke ir ties jo paviršiumi. Norm sąlygom laidininko teigiamas krūvis kompensuoją neigiama, todėl jis neutralus. Suteikus papildomai perteklini kruvi. Jis gana greitai pasiskyrsto taip, kad laidininke nusistovėtu perteklinių kruvių makroskopinė pusiausvyra. Tokią kruvio busena statine. Ji gali būti kai elektrostatinio lauko stipris laidininke lygus nuliui. Pagal ryši tarp el+statinio lauko stiprio ir potianc: E=-dφ/dl, φ=0. Laidininke visų taškų potiancialas φ pasidaro vienodas, visas jų turis yra ekvipotencialinis. Todel perteklinis statinis elektr krūvis laidininko viduje elektrinio lauko nesukuria. Tada Gauso teorema bet kokiam uždaram paviršiui esančiam laidininke išreiškiama: q=Ф=∫sDlds=0. Laidininko viduje E=0, D=0. D=εε0E. Raskime elektrostatinį lauką įelektrinto laidininko paviršiuje: dФ=Dds. Gauso teorem šis srautas yra lygus gaubiamajam kruviui: Ф=q, dФ=δds, nes δ=q/ds. Iš čia elektrostatinė slinktis: D=εε0E arba D=εε0E=δ. Lauko stipris E=δ/εε0. Todel elektrostatinio lauko stipris ielektrinto laidininko paviršiuje yra tiesiogiai proporc krūvio paviršiaus tankiui. Ištyrus kruviu pasiskirstyma ivairios formos laidininkuose (vienalyčiame dielektrike) buvo nustatyta, kad kruviu pasiskyrstyma išoriniame elektriniame lauko paviršiuje priklauso tik nuo laidininko formos. Dėl tokio pasiskyrstymo susidaro tam tikri reiškiniai. Pvz: Susidaro šaltoji elektronų emisija. Neigiamai įelektrinto laidininko smaigalyje susikaupe lektronai stumia vienas kita, kai šios jėgos pasidaro stipresnės, už elektrodo ir laidininko daleliu traukos jėgas elektronai gali atsiskirti nuo laidininko ir išlėkti išorėn. [[B]] Omo dėsnis.Elektrovara(uždarai grandinei).Pastovei srovei laidininke padaryti reikia palaikyti pastovų jo galų potencialų skirtumą. Pastovaus potencialų skirtumo šaltiniai dažn esti galvan elementai. Paprasč galv elementą sudaro indas į kurį patalpinti 2 elektrodai skirtingų metalų. Įsielektrinant įvairiavardžiams krūvems susidaro pontencialų skirtumas. Buityje dažniausiai naudojami Leklauše galvaniniai elementai. Juos sudaro Zn plokštelė panardinta į NH3 ir anglies elektrodas apsuptas MgO sluoksniu. Sudarius uždarą grandinę joje teka elektros srovė. Išorinės grandinės R ,vidinės r. Tuomet potencialų kitimą išorinės grandinės dalyje pažymim φ1–φ2=IR Potencialą vidinės grandinės dalyje pažymėkime φ1’ kitame φ2’, φ2’- φ1’=Ir. Atrodytų kad vidinės grandinės dalyje srovė teka nuo mažesnio potenc link didesnio tačiau veikiant didžiulėms jėgoms elektrodų ir elektrolitų riboje susidaro potencialų šuoliai φ1–φ2+φ2’-φ1’=I(R+r), φ1─φ1’=ε1(šuolis), φ2’─φ2=ε2(šuolis). ε1+ε2=ε (potencialių jonų suma apimant uždarą grandinę – vad elektrovaros jėga). ε=I(R+r) Srovės stipris I=ε/R+r Omo dėsnis uždarai grand. 9 [[A]] Įelektrinto laidininko el. talpa Tarkim, kad turim izoliuota kūną, suteikiam jam q1,..qn.Tada įgyjami potencialai φ1,..,φn.Jei q1≠q2≠..qn, tai ir φ1≠φ2≠..,φn.Tačiau jei paimsime santyki su q su φ, tai santykis bus const. Žymima C ir vad. dielektrine talpa. Elektrine talpa skaitm. Verte lygus tokiam krūviui, kurį suteikia laidininko potencialas pakinta vienetu. 1F=1C/1V (faradas). Faradas yra toks talpumas, kai laidininkui suteikus 1 C krūvį φ pakinta 1 V. Įrenginiai skirti el. kruviams kaupti vad. kondencatoriais. Jį sudaro dvi plokstelės ir tarpas tarp ju uzpildytas dielektriku.Jo santykinis pralaidumas C=q/|φ1-φ2|.Šis potencialų skirtumas turi buti lygus E=|φ1- φ2|/d;φ1-φ2=E*d; E=б/εε0, tai φ1-φ2=б/εε0*d; Įsistatome į talpumo formulę: C=qεε0/бd; б=q/s; tada C=sεε0/d. Norint keisti kondenc talpa reikia jungti nuosekliai(1/Cx=1/C1+..1/Cn) arba lygiagrečiai (Cx=C1+....Cn). [[B]] Įlektrinto kondenc. energija. Elekrtin. lauko energijos tankis. Betkokį įelektr laidininko perteklinį q galime nagrineti kaip taškinių q-vių sistemą.Jų sąveiko energiją galime apskaičiuoti Wp=q1φ1=q2φ2.Dažniausiai jų sąveikos pot. energija užrašoma taip:Wp=½(q1φ1+q2φ2). Tuomet sistemos Wp=½φΣqi. Arba Wp=½φqi(q –perteklinis visas kruvis. Įelekt.laidininkui suteikiant papildoma q atliekamas darbas, padideja laidininko energija. dWp=dA=φdq; dq=Cdφ. Tuomet dWp=dA=φcdφ. Jei potencialas pakinta baigtiniu dydžiu(0→φ) tai suintegrave gauname: Wp=φ2C/2. Ji dar vadinama sav1ja enerdija,bet galime vadinti ir elektrinio lauko energija. Elektrinio lauko energijos erdvinį pasiskirstymą apibudina en tūrinis tankis: we=dW0/dV arba: we=½ED. [[C]] Omo dėsnis grandinės daliai: I=U/R Vok fizik Omas nustatė kad vienalytėje grandinėje (kurioje nėra potencialų šuolių) kad tekančios srovės stipris yra tiesiog proporcingas įtampai ir atvirkščiai proporcingas varžai I=U/R, U=IR, R=U/I. Laidininko varža R: R=ρl/s, ρ-savitoji varža, ji lygi laidininko tūrio vieneto varžai. l-ilgis,s-skerspjūvio plotas. Varža priklauso nuo medžiagos prigimties bei parametrų. Iš Omo dėsnio grandinės daliai randame: U/I=ρl/s, U/l=ρI/S, ∆φ/l=ρI/S, E=-gradφ=∆φ/l, E=ρI/S, I/S=j(srovės tankis), E=ρj. j=E*1/ρ, 1/ρ=δ(specifinis laidumas), jvek=δEvek-Omo dėsnis diferencialinėje formoje, j=δE, I=U/R Omo dėsnis integralinėje formoje. [[D]] Magnetinio lauko superpozicijos principas.Tiese laidu tekancios sroves magnetinis laukas.Pagal Bio ir Savaro desni elementari indukcija dB=MM0/4pi*Idl/r2*sinα, raskime kam lygi magnetine indukcija kuria sukelia tieses laidininkas kuriuo teka stiprumo I srove isskaidom I be galo mažu dl el. r=R/sinα, CD=rda,CD=dlsinα, r*da=dl*sinα, dl=R*da/sin2α, dB=MM0/4pi*I/R*sinα*da, Ju laidininkas yra baigtinio dydzio tai kampas nuo a1 iki a2, B=MM0/4pi*I/R*(cosA1-cosA2) Jei laidininkas yra be galo ilgas kampas a1=0,a2=pi, Be galo ilgo laidininko atveju B: B=MM0/4pi*2I/R,nuo ju priklauso. 10 Klasikinės elektronines metalu laidumo teorijos pagrindai. [[A]] Omo dėsnio diferencialinė išraiška Laisvųjų elektronu atsiradimas metaluose aiškinamas taip: metalų valentiniai elektronai yra silpnai susiję su atomu.Iš tokiu atomu sudarius kristalą valentiniai elektronai ima saveikoti su kitais atomais ir pasidaro beveik laisvi.Tokie elektronai priklauso ne vienam atomui o visam kristalui. Jie labai laisvai keicia savo vieta kristale, taigi metalą galime įsivaizduoti sudaryta iš teigiamu jonų gardeles ir joje chaotiskai judančių elektronų. Sudarius elektrinį lauką atsiranda elektros srovė. Elektronai metale susiduria su kristalinės gardeles mazgais kinta jų kryptingas greitis.Tarkim tam tikra laika ﺡ elektrono greitis pakito nuo 0 iki Vmax. Tuomet elektrono vidutinis greitis

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!