Орта білімнен кейінгі, техникалық және кәсіптік білім беру ұйымдарына арналған педагогінің сабақ жоспары

Тема урока: Электрическое поле. Напряженность. Графическое изображение электрических полей.

Ұлы ағылшын ғалымы Майкл Фарадей, электр зарядтары бiр-бiрiне тiкелей әсер етпейдi деп жорамал жасайды. Олардың әрқайсысы қоршаған ортада электр өрiсiн туғызады. Бiр зарядтың өрiсi екiншi зарядқа әсер етедi, және керiсiнше. Зарядтан алыстаған сайын өрiс төмендейдi. 

Басқа бiр ғалым – Джемс Клерк Максвелл – электромагниттiк әсерлесу кеңiстiкте ақырлы жылдамдықпен таралатынын теориялық дәлелдедi. Максвелл электромагниттiк әсердiң таралуы бостықтағы жарық жылдамдығына тең, яғни 300000 км/с.

c = 300000 = 3 *

Электромагниттiк өрiстiң негiзгi қасиетi – оның әлектр зарядтарына қандайда бiр күшпен әсер етуi.

Қозғалмайтын зарядтардың электр өрiсiн электростатикалық деп атайды. Ол тек электр зарядтарынан пайда болады және уақыт бойынша өзгермейдi. Электр өрiсi осы зарядтармен қоршаған кеңiстiкте бар болады және онымен үздiксiз байланыста болады.

Электр өрiсiнiң кернеулiгi  – берiлген нүктедегi электр өрiсiн сипаттайтын векторлық шама, және ол өрiстiң берiлген нүктесiнде орналасқан нүктелiк зарядқа әсер ететiн  күштiң заряд шамасына q қатынасына тең:  

 векторының бағыты оң зарядқа әсер ететiн күшке бағыттас  және терiс зарядқа әсер ететiн күш бағытына керi бағыттас.

Кернеулiк - электр өрiсiнiң күштiк сипаттамасы болып табылады. Электр өрiсi тарапынан әсер ететiн күш мынаған тең: F = q*

Егер электр өрiсi барлық нүктелерде кернеулiгi бiрдей болса, онда ол бiртектi деп аталады.

Кернеулiк сызықтары немесе электр өрiсiнiң күш сызықтары деп ол сызықтардың әрбiр нүктесiндегi жанама өрiс кернеулiгi векторының бағытымен сәйкес келетiн (беттесетiн) сызықтарды айтады.

Электр өрiсiнiң күш сызықтары тұйықталмаған, олар оң зарядтардан басталып терiс зарядтардан аяқталады  

Күш сызықтары үздiксiз және қиылыспайды. Олар зарядталған денелерден басталады немесе аяқталады, содан кейiн жан-жаққа шашырайды. Сондықтан күш сызықтарының тығыздығы зарядталған дене маңайында жоғары, яғни өрiс кернеулiгi жоғары болған жерде. 

Бiртектi электр өрiсiнiң күш сызықтары параллель және олардың тығыздығы тұрақты. E = k

Өрiстердiң суперпозиция принципi: кеңiстiктiң берiлген нүктесiнде әртүрлi зарядталған бөлшектер электр өрiсiн тудырады (жасайды), олардың кернеулiгi   және басқалар, онда бұл нүктеде өрiстiң қорытқы кернеулiгi мынаған тең:

Біртекті электр өрісінде орналасқан электр заряды бірқалыпты үдемелі қозғалыспен қозғалады және оның үдеуі төменгі формуламен  өрнектеледі:

Электр өрісінің кернеулігінің күш сызықтары. Электр өрістерінің графикалық бейнесі үшін күш сызықтары қолданылады. Электр өрісінің кернеуінің күш сызықтары - әр нүктеде Е векторына сәйкес келетін сызықтар, яғни электр өрісін құрайтын оң (+) және теріс (–) зарядтардың қайда екенін анықтауға болады.

Біртекті электр өрісі үшін (оның барлық нүктелеріндегі өріс) Е = const электр өрісінің кернеу сызықтары векторға Е( параллель. Мысал: жалпақ конденсатор.

Нүктелік зарядтар үшін электр өрісінің кернеу сызықтары радиалды бағытталған. Электр өрісі кернеуінің күш сызықтары ашық, басы мен соңы бар. Электр өрісінде күш сызықтарының"көздері" мен "ағындары" бар деп айтуға болады. Күш сызықтары оң (+) зарядтардан басталады (сурет. а), теріс ( – ) зарядтармен аяқталады (сурет. б). Күштік желі түйісетін. Керісінше, қиылысу өрісі екіұштылыққа ие: ерекшелік – бұл нүкте.

Күш сызықтарының мынадай қасиеттері бар:

Күш сызықтары үздіксіз.

Күш сызықтары еш жерде қиылыспайды.

Электростатикалық өрістің графикалық көрінісі.