Elektrik sahəsi. Elektrik sahəsinin intensivliyi

Elektrik sahəsi. Elektrik sahəsinin intensivliyi.
Elektriklənmiş cisimlər yerləşdikləri mühitdə müəyyən fiziki dəyişiklik yaradır. Bu dəyişiklik nəticəsində həmin mühitə daxil edilmiş hər hansı yükə təsir göstərilir.
Elektrik yükünün təsiri hiss olunan belə bir mühitə elektrik sahəsi deyilir.
Elektrik sahəsi maddi varlığın bir formasıdır. Elektrik sahəsinin tətqiqi üçün sınaq yükündən istifadə edilir. Sınaq yükünün sahəyə daxil edilməsi , onun çox kiçik olduğundan, sahədə heç bir dəyişiklik etmir. Sınaq yükü olaraq çox kiçik müsbət (nöqtəvi) yük götürülür.
Elektrik sahəsindəki müsbət vahid yükə təsir edən qüvvə ilə ölçülən kəmiyyətə sahə intensivliyi deyilir:
(1)
Deməli intensivli sahənin hər hansı nöqtəsində yerləşən q yükünə qüvvəsi təsir edir. q>0 olduqda , q<0 olduqda olur.
Nöqtəvi q yükünün məsafədə yaratdığı sahənin intensivliyinin qiyməti:
(2)
Bir neçə q1,q2,.....,qn nöqtəvi yüklərin yaratdığı elektrik sahəsinin intensivliyi, hər bir yükün ayrılıqda yaratdığı sahələrin intensivliklərinin vektorial cəminə bərabərdir:
(3)
Qrafik olaraq elektrik sahəsini intensivlik xətləri ilə göstərirlər. Elektrik sahəsində ətaləti olmayan müsbət yükün hərəkət etdiyi trayektoriyaya (istiqamətə) intensivlik xətləri deyilir.
Intensivlik xətləri müsbət yüklərdə başlayır və mənfi yüklərdə qurtarırlar, heç yerdə kəsişmirlər və qapanmırlar. İntensivlik xətlərinə perpendikulyar istiqamətdə olan vahid sahədən keçən intensivlik xətlərinin sayı intensivliyin verilmiş nöqtədəki qiymətinə bərabər olur.
Elektrik sahəsinin potensialı. Elektrik sahəsində görülən iş
Nöqtəvi müsbət q yükünün yaratdığı sahəyə müsbət sınaq q0 yükün 1 nöqtəsindən 2 nöqtəsinədək yerdəyişməsini fərz edək.
q və q0 yükləri arasındakı qüvvə nöqtədən nöqtəyə dəyişəcəkdir.
Qüvvəni sabit hesab etmək olan trayektoriyanın dl kiçik hissəsindəki elementar iş:
olduğundan olur. olduğundan
Hər dl yolunda görülən iş dA olduğundan trayektoriyanın 1-2 yolundakı iş bu işlərin cəminə bərabər olacaqdır. Yəni,
(1)
Buradan görürük ki, Kulon qüvvələrinin gördüyü iş q0 sınaq yükünün başlanğıc və son nöqtələrinin vəziyyətindən asılıdır. Bu o deməkdir ki, elektrostatik sahə potensial sahədir, Kulon qüvvələri isə konservativ qüvvələrdir.
Məlumdur ki, konservativ qüvvələrin işi potensial enerjinin azalmasına bərabərdir:
(2)
və (2) ifadələrindən q yükünün potensial enerjisini tapırıq:
Əgər ∞-da qəbul etsək, const=0 olur. Onda:
(3)
Burada sınaq yükünün qiymətindən asılı deyil və elektrik sahəsinin enerji xarakteristikası olub potensial adlanır (-işarə edilir)
Elektrik sahəsinin verilmiş nöqtəsinin potensialı, müsbət vahid yükü sonsuzluqdan həmin nöqtəyə gətirərkən görülən işlə ölçülən kəmiyyətdir. Potensial skalyar kəmiyyətdir.
(4)
Nöqtəvi yükün potensialı
(5)
Əgər q yükü potensialı olan nöqtədən potensialı olan nöqtəyə yerdəyişmə edərsə elektrik sahəsinin qüvvələrinin gördüyü iş:
(6)
Əgər sahə bir neçə yükləri ilə yaranarsa, sahənin potensialı hər bir yükün ayrılıqda yaratdığı potensialların cəbri cəminə bərabərdir:
Potensialları eyni olan nöqtələrin əmələ gətirdiyi səthə ekvipotensial səth deyilir:
Potensial əyrilərinin minimumları yoxdur.
Ona görə iki tərpənməz yükdən ibarət sistem dayanıqlı tarazlıqda ola bilməz: Kulon qüvvələri təsirindən eyniadlı yüklər ∞ uzunluğa qədər bir birini dəf edir; eyniadlı yüklər isə birləşənədək (neytrallaşanadək) yaxınlaşırlar.
Bu deyilənlər istənilən sayda yüklərdən ibarət olan sistemədə aiddir.
|