Coul-Lens qanununun elektron nəzəriyyəsinə əsasən izahı

Coul-Lens qanununun elektron nəzəriyyəsinə əsasən izahı
Elektronun orta kinetik enerjisi metal qəfəsini təşkil edən zərrəciklərin (ionların) orta kinetik enerjisi qədərdir.
Metal daxilində elektrik sahəsi yaratdıqda, elektronlar əlavə istiqamətlənmiş sürət aldığından enerji tarazlığı pozulur. Bu andan başlayaraq elektronlar elektrok sahəsində aldığı enerjilərini qəfəsə verə bilir. Elektronlar sahənin təsirindən əlavə istiqamətlənmiş sürət alaraq müəyyən enerji alır, və toqquşma zamanı bu enerjini metal qəfəsə verərək qəfəsin enerjisini artırır, metal qızır.
Sərbəst yolun sonunda toqquşmadan əvvəl elektronun sürəti olduğundan hər bir elektronun toqquşmadan əvvəlki kinetik enerjisi:
(1)
Elektronların konsentrasiyası n, elektronun bir saniyədəki toqquşmalarının sayı z olarsa, cərəyanın vahid həcmdə , vahid zamanda ayırdığı istilik enerjisi
(2)
Burada naqilin xüsusi keçiriciliyidir.
Onda (3)- cərəyanın, naqilin vahid həcmdə, vahid zamanda ayırdığı istilik miqdarı sahə intensivliyinin kvadratı ilə düz mütənasibdir.
Bu Coul-Lens qanununun differensial şəklidir.
Fərz edək ki, naqil S en kəsikli,l uzunluqlu silindr şəklindədir.Cərəyanın hər hansı t zamanda ayırdığı istilik miqdarı
; -naqilin həcmi, - Coul-Lens qanunu.
və olduğuna görə alırıq
(4) bu Coul-Lens qanununun riyazi ifadəsidir.
Om qanununun inteqral şəkli. Potensiallar fərqi. E.H.Q. Gərginlik.
Kulon qüvvələri elektrik yüklərini naqildə elə paylayır ki, naqildə elektrik sahəsi yox olur və bütün nöqtələrin potensialları bərabərləşir. Ona görə Kulon qüvvələri elektrik cərəyanının yaranması səbəbi ola bilməzlər.
Sabit elektrik cərəyanının yaranması üçün naqildə və olmalıdır, dövrələr qapalı olmalıdır və Kulon qüvvələrindən əlavə sərbəst yüklərə kənar qüvvələri (elektrostatik təbiəti olmayan) təsir etməlidir. Kənar qüvvələrin qapalı yolda gördüyü işi sifira bərabər deyil, və onları dövrəyə qalvanik element (batareya),akumulyator, elektrik generatoru və.s qoşmaqla əldə etmək olar. Kənar qüvvələr təsirindən elektronlar E.H.Q mənbəyi daxilində (Kulon qüvvələrindən böyükdür) Kulon qüvvələri əksinə hərəkət edirlər. E.H.Q olmayan dövrə hissəsində elektronlar Kulon qüvvələri təsirindən hərəkət edirlər ().
Naqil daxilində cərəyan axanda onun istənilən nöqtəsi üçün
Onda Om qanunu belə yazılar
(1)
Fərz edk ki, qapalı dövrənin 1-2 hissəsində E.H.Q mənbəyi qoşulub. Xəyali olaraq dövrənin elə kiçik dl hissəsini götürək ki, orada naqilin en kəsiyini hesab etmək olsun və .Onda (2)
Bu ifadəni -ya vuraq
və 1-2 yolda inteqrallayaq:
(3)
Burada - dövrənin 1-2 hissənin tam müqavimətidir.
- cərəyan mənbəyinin E.H.Q-dir, qiymətcə kənar qüvvələrin (+) vahid yükün dövrənin 1-2 hissəsində yerləşməsi üzrə gördüyü işə bərabərdir.
-1-2 kəsiçlər arasındakı potensiallar fərqidir.
- gərginlik adlanır.
Gərginlik qiymətcə kulon və kənar qüvvələrin vahid (+) yükün dövrənin 1-2 hissəsində yerdəyişməsi zamanı gördüyü işə bərabərdir.
Beləliklə və ya (4)
və (4) ifadələri Om qanununun inteqral şəklini ifadə edirlər.
Kirxhof qaydaları.
Kirxhof qaydaları budaqlanmış dövrələrin hesablanmasını sadələşdirirlər.
I qayda: budaqlanma nöqtəsində sabit cərəyanların cəbri cəmi sıfra bərabərdir.
II qayda: Om qanunundan belə çıxır ki, qapalı dövrədə.
E.H.Q bütün gərginlik düşgünlərinin cəminə bərabərdir. Dövrəyə bir neçə mənbə qoşularsa və onların mürəkkəb birləşməsində konturun hər hansı düyün nöqtəsindən başlayaraq onu hər hansı istiqamətdə dolanırlar. Bu zaman (-) qütbdən (+) qütbə keçdikdə E.H.Q. (+) işarəli; (+)-dən (-)-yə keçdikdə isə E.H.Q. (-) işarəli götürülür.
Mürəkkəb şəbəkələrdə, hər hansı qapalı konturda, budaqların cərəyan şiddətlərinin onların müqavimətlərinə hasilinin cəbri cəmi konturda iştirak edən E.H.Q-in cəbri cəminə bərabərdir.
|