Гурумуда Сүлжээ
Өнцгийн импульс Шугаман хөдөлгөөн дэх масстай (m) ижил эргэлтийн хөдөлгөөний хэмжигдэхүүн нь инерцийн момент (I) юм. Шугаман хөдөлгөөн дэх хурдтай (v) ижил эргэлтийн хөдөлгөөний хэмжигдэхүүн нь өнцгийн хурд (ω) юм. Тиймээс эргэлдэгч объект нь ... Дэлгэрэнгүй унших
Эргэлдэгч бөөмийг тоймло. m масстай бөөмд F хүчийг өгч бөөм нь O тэнхлэгийг тойрон эргэлдэнэ. Бөөм нь эргэлтийн тэнхлэгээс r зайтай байна. Нэгдүгээрт, бөөм нь тайван байдалд байна (v = 0). F хүчний нөлөөгөөр хөдөлсний дараа бөөмс нь тодорхой хурдтай хөдөлж, бөөмс нь тангенциал хурдатгалтай болно. Хүч (F), масс (m) ба бөөмсийн тангенциал хурдатгалын хоорондын хамаарлыг 3-р тэгшитгэлээр илэрхийлнэ:
Зэс гэх мэт дамжуулагч дотор өндөр хурдтайгаар санамсаргүй байдлаар чөлөөтэй хөдөлдөг боловч металлаас мултардаггүй электронууд байдаг. Чөлөөтэй хөдөлж чаддаг электронуудыг чөлөөт электрон гэж нэрлэдэг. Электронууд бүх чиглэлд чөлөөтэй хөдөлдөг ч тодорхой чиглэлд электронуудын нийт урсгал байдаггүй. Энэ нөхцөл байдал нь зэс утасны хоёр үзүүрийн хооронд потенциалын зөрүү байхгүй үед үүсдэг.
Утсыг цахилгааны эх үүсвэрт холбоход зэс утасны хоёр үзүүрийн хооронд потенциалын зөрүү үүсч, зэс утсан дотор цахилгаан орон үүсдэг. Цахилгаан орон байгаа нь чөлөөт электронуудад F = q E = e E цахилгаан хүчийг мэдрэхэд хүргэдэг бөгөөд энд F = цахилгаан хүч , e = электрон цэнэг, E = цахилгаан орон . Энэхүү цахилгаан хүч нь чөлөөтэй хөдөлж буй бүх электронуудыг хамтдаа хурдасгахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан хүчний чиглэлтэй ижил юм.
Конденсаторын тодорхойлолт нь цахилгаан цэнэг болон цахилгаан потенциал энергийг хадгалдаг төхөөрөмж юм. Энгийн конденсатор нь хоорондоо ойрхон байрлуулсан боловч бие биедээ хүрдэггүй, тусгаарлагч эсвэл вакуумаар тусгаарлагдсан хоёр дамжуулагч хавтан эсвэл хуудаснаас бүрдэнэ. Дамжуулагч нь металл гэх мэт цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвартай материал бол тусгаарлагч нь хуванцар гэх мэт цахилгаан гүйдэл дамжуулах боломжгүй материал юм.
Эхлээд хоёр дамжуулагч нь цахилгаан цэнэггүй эсвэл цахилгаан саармаг биш байдаг. Нэг дамжуулагч эерэг цэнэгтэй, нөгөө дамжуулагч сөрөг цэнэгтэй байхын тулд нэг дамжуулагчаас нөгөө дамжуулагч руу электронууд шилжих ёстой. Электронууд атомын гадаргуу дээр байрладаг тул тэдгээрийг хөдөлгөхөд хялбар байдаг. Электронууд нэг дамжуулагчаас нөгөө дамжуулагч руу шилжсэний дараа дамжуулагчдын нэг нь илүүдэл электронтой (протон дутагдалтай) байдаг.
ингэснээр сөрөг цэнэгтэй болдог бол нөгөө дамжуулагч нь электрон дутагдалтай (илүүдэл протон) тул эерэг цэнэгтэй болдог. Конденсаторууд дээр цахилгаан цэнэгийг цэнэглэх үйл явцын дэлгэрэнгүй тайлбарыг конденсаторуудад цахилгаан энерги хадгалах сэдвээр авч үзсэн.
Цахилгаан потенциалыг нэгж цэнэгийн нэгд ногдох цахилгаан потенциал энерги гэж тодорхойлдог . Цэнэг a цэг дээр байх үед q нь EP a- тай тэнцүү цахилгаан потенциал энергитэй гэж үзье , тэгвэл a цэг дээрх цахилгаан потенциалыг дараах байдлаар томъёолно.
V = цахилгаан потенциал, EP = цахилгаан потенциал энерги, q = цахилгаан цэнэг
V нь зөвхөн a цэг дээр төдийгүй цахилгаан орны бүх цэгүүдэд байрладаг. Жишээ болгон a цэгийг ашигласан. Дараа нь тайлбарлах болно, V нь q цэнэгээс хамаардаггүй.
Энэ сэдвийг судлахаасаа өмнө эхлээд ажил, консерватив хүч, консерватив хүчний потенциал энергитэй хамаарал , цахилгаан хүч ба цахилгаан орон зэргийг ойлгоорой.
Таталцлын хүч болон пүршний хүчнээс гадна консерватив хүчний өөр нэг жишээ бол цахилгаан хүч юм. Цахилгаан хүчийг яагаад консерватив хүч гэж нэрлэдэгийг илүү сайн ойлгохын тулд дараах тайлбарыг ойлгоорой.
Нэг цэгийн цэнэгийн цахилгаан орон
Ганц эерэг цэнэгээр үүссэн цахилгаан оронг тооцоолохын тулд эхний алхам бол бөмбөрцгийн төв нь ганц цэнэг дээр байрлах r радиустай бөмбөрцөг Гауссын гадаргууг сонгох явдал юм. Бөмбөгний гадаргуугийн талбай нь 4πr байна.2.
Бөмбөрцгийн төвөөс гарч буй цахилгаан орон нь бөмбөрцгийн гадаргуутай перпендикуляр нэвтэрдэг тул цахилгаан урсгалын томъёо нь Φ = E A байна. Гауссын хуулийн томъёо нь Φ = Q/ε o байна.
Кулоны хуулийн талаар цахилгаан цэнэгийн хоорондох хүчийг судалсан. Цахилгаан орны тоймд Кулоны хуулийн өөр нэг хэлбэрийг авч үзсэн бөгөөд үүнийг F = q E тэгшитгэлээр илэрхийлсэн.
энд F нь цахилгаан хүч, q нь цахилгаан цэнэг, E нь цахилгаан орон юм. Кулоны хууль нь цахилгаан цэнэг (q) ба цахилгаан орон (E) хоорондын хамаарлыг тайлбарладаг физикийн хууль гэж хэлж болно.
Гауссын хууль бол цахилгаан цэнэг ба цахилгаан орны хоорондын хамаарлыг тайлбарладаг өөр нэг физикийн хууль юм. Гауссын хуулийг Германы онолын физикч, математикч Карл Фридрих Гаусс (1777-1855) томъёолсон .
Цахилгаан орны тухайд цахилгаан цэнэг, хэд хэдэн цахилгаан цэнэг эсвэл цахилгаан цэнэгийн тархалтаас үүссэн цахилгаан орны хүчийг тооцоолоход ашиглаж болох цахилгаан орны тодорхойлолт ба тэгшитгэлийг хэлэлцсэн . Цахилгаан цэнэг эсвэл хоёр цахилгаан цэнэгээс үүссэн цахилгаан орны хүчийг тооцоолох ажлыг цахилгаан орны хүч чадлын томъёог ашиглан амархан шийддэг. Хэрэв тооцоолсон зүйл нь цахилгаан цэнэгийн тархалтаас үүссэн цахилгаан орны хүч юм бол цахилгаан орны хүч чадлын томъёог ашиглавал тооцоолол илүү төвөгтэй боловч Гауссын хуулийг ашиглахад илүү хялбар байдаг . Гауссын хуулийг гүнзгий судлахаасаа өмнө эхлээд Гауссын хуульд ашигласан цахилгаан урсгалын тухай ойлголтоос шалтгаалан цахилгаан урсгал гэдгийг ойлгох хэрэгтэй.
Цахилгаан цэнэгийн сэдвээр ижил төстэй цэнэгүүд бие биенээ түлхдэг бол ялгаатай цэнэгүүд бие биенээ татдаг болохыг мэдэж авсан. Хэрэв эерэг цэнэгтэй объектыг сөрөг цэнэгтэй объектод ойртуулбал хоёр объект бие бие рүүгээ татагдах тул бие бие рүүгээ хөдөлнө. Үүний эсрэгээр, хэрэв эерэг цэнэгтэй объектыг эерэг цэнэгтэй объектод ойртуулбал хоёр объект бие биенээ түлхэж бие биенээсээ холдоно. Кулоны хуулийн сэдвээр судалснаар цахилгаан цэнэгтэй объектууд бусад цахилгаан цэнэгтэй объектуудыг хурдасгаж чаддаг, учир нь эдгээр цахилгаан цэнэгтэй объектуудын хооронд цахилгаан хүч үйлчилдэг. Цахилгаан цэнэгтэй объектоос бусад цахилгаан цэнэгтэй объектуудад үйлчлэх цахилгаан хүч нь хүрэлцэхгүйгээр үйлчилж чадах хүчний нэг жишээ юм. Хол зайд үйлчилж чадах хүчний өөр нэг жишээ бол таталцлын хүч юм. Таталцлын хүч нь масстай объектоос бусад масстай объектуудад үйлчилдэг.