Elektrik sahəsinin enerjisi - Mühazirəçi: f r. e n., dosent Q. Ü. Ağayev Ədəbiyyat: Ağayev Q.Ü., Cəfərov M. B. Fizika...

Elektrik sahəsinin enerjisi
Təklənmiş naqilə q qədər yük verək. Bu naqilin yaratdığı sahə potensialı belə olacaqdır: (1)
Naqilin yükünü dq qədər artırmaq üçün, bu yükü -dan naqilə gətirmək üçün müəyyən iş görülməlidir:
(2)
Burada qəbul olunub.
(2)→ (1):
Naqilin yükünü dq qədər artırdıqda onun potensial enerjisidə görülən iş qədər artır. Yəni:
olduqda olur. Naqilin yükünü 0-dan q-dək artırmaq üçün görülən iş, yəni naqilin malik olduğu potensial enerji:
Yüklənmiş kondensatorun elektrik sahə enerjisi : (4).
Burada müstəvi kondensantor üçün və olduğundan alırıq:
olduğundan:
Vahid həcmə düşən enerjiyə enerji sıxlığı deyilir:
Mövzu № 15
Sabit elektrik cərəyanı. Metalların keçiriciliyi.
Sabit elektrik cərəyanı və onun yaranma şərtləri.
Metalların klassik elektron nəzəriyyəsi.
Elektron nəzəriyyəsinə əsasən Om qanununun izahı.
Metalların istilik keçiriciliyi ilə elektrik keçiriciliyi arasında əlaqə.
Coul-Lens qanununun elektron nəzəriyyəsinə əsasən izahı.
Om qanununun inteqral şəkli. Potensiallar fərqi. E.H.Q. Gərginlik.
Kirxhof qaydaları.
Metalların klassik elektron nəzəriyyələrinin çətinlikləri.
Om qanununun tətbiqi hüdudları.
Elektrik cərəyanı və onun yaranma şərtləri.
Elektrik cərəyanı sərbəst elektrik yüklərinin istiqamətlənmiş hərəkəti nəticəsində yaranır. Elektrik cərəyanının yaranması üçün: 1. sərbəst elektrik yüklərinin və 2. enerjisi bu elektrik yüklərinin yerdəyişməsinə sərf olunan elektrik sahəsinin olması gərəkdir.
Təcrübələr göstərir ki, metallarda sərbəst yüklər elektronlardır. Təbiətdəki elektronların hamısı eyni olduğundan, onların elektrik sahə təsirindən metal boyu hərəkəti metalın quruluşunu dəyişmir. Cərəyan axarkən metalda bir elektronlar digərləri ilə əvəz olunur və metalın özülü olan kristalik qəfəs dəyişməz qalıb cərəyanın axmasında iştirak etmir.
Cərəyanın əsas xarakteristikası cərəyan şiddətidir zaman fasiləsində naqilin en kəsiyindən keçən yükün miqdarı dq olarsa, cərəyan şiddəti belə təyin olunar
Yəni hər hansı səthdən keçən cərəyan şiddəti vahid zamanda o səthdən keçən elektrik yüklərinin miqdarı ilə ölçülən kəmiyyətdir.
olarsa cərəyan sabit cərəyan adlanır və olur.
Cərəyanın şiddətinin istiqaməti olaraq, (+) yüklərin hərəkəti istiqaməti götürülür.
Cərəyanın xəttlərinə perpendikulyar qoyulmuş vahid səthdən vahid zamanda keçən yükün miqdarına bərabər olan kəmiyyətə cərəyan sıxlığı deyilir:
Cərəyan sıxlığı vektorial kəmiyyətdir, onunda istiqaməti (+) yüklərin nizamlı hərəkəti ilə eynidir və ölçü vahidi –dir.
Vektor şəklində cərəyan sıxlığı
və ya
kimi yazılır. Burada n-sərbəst yüklərin konsentrasiyası, - sərbəst yüklərin istiqamətlənmiş sürətidir, olduqda cərəyan sıxlığı vektoru yüklərin sürətinin əksi istiqamətdə yönəlmiş olur. Elektrik yüklərin hərəkətinə mühit əkstəsir (müqavimət) göstərir. Ona görə bircins maddədə elektrik sahəsinin intensivliyi sabit olduğu halda elektrik yükləri intensivliklə mütənasib olan sabit sürətlə hərəkət edirlər:. Burada - intensivliyi olan sahənin təsirindən yüklərin əldə etdiyi sürətə bərabər yükdaşıyıcıların yürüklüyü adlanan mütənasiblik əmsalıdır. Yürüklük yükdaşıyıcıların təbiətindən, sıxlığından və maddənin halından asılıdır. Ən böyük yürüklük sərbəst yüklərdə olur.
Cərəyan şiddəti zamandan asılı olaraq dəyişərsə cərəyan dəyişən cərəyan adlanır.
Metalların klassik elektron nəzəriyyəsi
Elektron nəzəriyyəsinə görə metallarda olan elektronların bir hissəsi sərbəstdir (onlara elektron qaz da deyirlər). Bu sərbəst elektronlar metalın kristal qəfəsi daxilində qalaraq (əks halda kristal parçalanardı) xaotik istilik hərəkətində iştirak edirlər.
Elektron qaz metalın kristal qəfəsi ilə (ionlarla) istilik tarazlığında olur və ona görədə hər bir elektronun kinetik enerjisi biratomlu qaz molekulunun enerjisi qədər olur, yəni:
Burada m- elektronun kütləsi, - onun kvadratik sürəti, T isə mütləq temperaturdur.
Otaq temperaturunda (T=300K) olur. Elektronların belə () böyük sürəti olmağına baxmayaraq, bu hərəkət xaotik olduğundan onlar elektrik cərəyanı yaratmırlar.
Cərəyan yaratmaq üçün metal daxilində elektrik sahəsi yaradıb , elektronlara əlavə istiqamətlənmiş sürət vermək lazımdır. Cərəyan sıxlığı olacaqdır.
Burada , - metalın sıxlığı, - atom çəkisi, -Avoqadro ədədidir.
Digər tərəfdən ifadəsindən də istifadə etsək, sahə intensivliyi olduqda alınır.
|