Шабакаҳои Гурумуда
Импулси кунҷӣ Миқдори ҳаракати чархзанӣ, ки бо масса (m) дар ҳаракати хаттӣ якхела аст, моменти инерсия (I) мебошад. Миқдори ҳаракати чархзанӣ, ки бо суръат (v) дар ҳаракати хаттӣ якхела аст, суръати кунҷӣ (ω) мебошад. Ҳамин тариқ, объекти чархзананда импулси кунҷӣ дорад, ки метавонад ... Бештар хонед
Зарраи чархзанандаро дида бароед. Ба заррае, ки массааш m аст, қувваи F дода мешавад, то ки зарра дар атрофи меҳвари O чарх занад. Зарра аз меҳвари чархзанӣ r ҷудо аст. Аввалан, зарра дар ҳолати оромӣ қарор дорад (v = 0). Пас аз ҳаракат бо қувваи F, зарраҳо бо суръати муайян ҳаракат мекунанд, то ки зарраҳо шитоби тангенсиалӣ дошта бошанд. Робитаи байни қувва (F), масса (m) ва шитоби тангенсиалии зарраҳо бо муодилаи 3 ифода карда мешавад:
Дар ноқил ба монанди мис, электронҳое мавҷуданд, ки бо суръати баланд тасодуфан озодона ҳаракат мекунанд, аммо аз металл намегурезанд. Электронҳое, ки метавонанд озодона ҳаракат кунанд, электронҳои озод номида мешаванд. Гарчанде ки электронҳо дар ҳама самтҳо озодона ҳаракат мекунанд, ҷараёни умумии электронҳо дар самти муайян вуҷуд надорад. Ин ҳолат вақте рух медиҳад, ки байни ду нӯги сими мис фарқияти потенсиал вуҷуд надорад.
Вақте ки сим ба манбаи барқӣ пайваст карда мешавад, фарқи потенсиалҳо байни ду нӯги сими мисӣ ба вуҷуд меояд, ки дар дохили сими мисӣ майдони электрикӣ пайдо мешавад. Мавҷудияти майдони электрикӣ боиси он мегардад, ки электронҳои озод қувваи электрикиро F = q E = e E эҳсос кунанд, ки дар он F = қувваи электрикӣ , e = заряди электрон, E = майдони электрикӣ . Ин қувваи электрикӣ боис мешавад, ки ҳамаи электронҳое, ки озодона ҳаракат мекунанд, якҷоя суръат гиранд, ки самти он бо қувваи электрикӣ якхела аст.
Таърифи конденсатор дастгоҳест, ки заряди барқӣ ва энергияи потенсиали барқиро нигоҳ медорад. Конденсатори оддӣ аз ду пластина ё варақаҳои ноқилӣ иборат аст, ки ба ҳам наздик ҷойгир шудаанд, аммо ба якдигар даст намерасонанд ва бо изолятор ё вакуум ҷудо карда шудаанд. Ноқилҳо маводе мебошанд, ки метавонанд ҷараёни барқро ба монанди металлҳо гузаронанд, дар ҳоле ки изоляторҳо маводе мебошанд, ки наметавонанд ҷараёни барқро ба монанди пластик гузаронанд.
Дар аввал, ин ду ноқил аз ҷиҳати барқӣ заряднок ё аз ҷиҳати барқӣ бетараф нестанд. Барои он ки як ноқил мусбат заряднок ва ноқили дигар манфӣ заряднок бошад, пас бояд интиқоли электронҳо аз як ноқил ба ноқили дигар сурат гирад. Электронҳо дар сатҳи атом ҷойгиранд, аз ин рӯ ҳаракати онҳо осон аст. Пас аз он ки электронҳо аз як ноқил ба ноқили дигар гузаштанд, яке аз ноқилҳо электронҳои зиёдатӣ дорад (набудани протонҳо).
то ки он манфӣ заряднок шавад, дар ҳоле ки ноқили дигар норасоии электрон (протони зиёдатӣ) дорад, то ки он мусбат заряднок шавад. Тавсифи муфассали раванди пур кардани зарядҳои электрикӣ дар конденсаторҳо дар мавзӯи нигоҳдории энергияи электрикӣ дар конденсаторҳо баррасӣ шудааст.
Потенсиали электрикӣ ҳамчун энергияи потенсиали электрикӣ барои як заряди воҳидӣ муайян карда мешавад. Фарз мекунем, ки вақте ки он дар нуқтаи a аст, заряди q энергияи потенсиали электрикӣ дорад, ки ба EP a баробар аст , пас потенсиали электрикӣ дар нуқтаи a чунин тартиб дода мешавад:
V = потенсиали электрикӣ, EP = энергияи потенсиали электрикӣ, q = заряди электрикӣ
V на танҳо дар нуқтаи a, балки дар ҳамаи нуқтаҳои майдони электрикӣ низ ҷойгир аст. Нуқтаи a ҳамчун мисол истифода мешавад. Тавре ки баъдтар шарҳ дода мешавад, V аз заряди q вобаста нест.
Пеш аз омӯзиши ин мавзӯъ, аввал кор, қувваҳои консервативӣ, робитаи байни қувваҳои консервативӣ бо энергияи потенсиалӣ , қувваҳои электрикӣ ва майдони электрикиро фаҳмед.
Илова бар қувваи ҷозиба ва қувваи пружинӣ, мисоли дигари қувваи консервативӣ қувваи электрикӣ мебошад. Барои беҳтар фаҳмидани он ки чаро қувваи электрикӣ қувваи консервативӣ номида мешавад, шарҳи зеринро фаҳмед.
Майдони электрикӣ аз ҷониби як заряди нуқтаӣ
Барои ҳисоб кардани майдони электрикии ҳосилшуда аз як заряди мусбат, қадами аввал интихоби сатҳи курашакли Гаусс бо радиуси r мебошад, ки дар он маркази кура дар як заряд ҷойгир аст. Масоҳати сатҳи кура 4πr аст.2.
Майдони электрикӣ, ки аз маркази кура мебарояд, ба сатҳи кура амудӣ ворид мешавад, то формулаи ҷараёни электрикӣ Φ = E A бошад. Формулаи қонуни Гаусс Φ = Q/ε o аст.
Дар мавриди қонуни Кулон , қувва байни зарядҳои электрикӣ омӯхта шудааст. Дар баррасии майдони электрикӣ, шакли дигари қонуни Кулон баррасӣ шудааст, ки бо муодилаи F = q E ифода ёфтааст.
ки дар он F қувваи электрикӣ, q заряди электрикӣ ва E майдони электрикӣ аст. Метавон гуфт, ки қонуни Кулон қонуни физика аст, ки муносибати байни заряди электрикӣ (q) ва майдони электрикӣ (E)-ро шарҳ медиҳад.
Қонуни Гаусс як қонуни дигари физика аст, ки робитаи байни зарядҳои электрикӣ ва майдонҳои электрикиро шарҳ медиҳад. Қонуни Гаусс аз ҷониби Карл Фридрих Гаусс (1777-1855), физик ва риёзидони назариявии олмонӣ, таҳия шудааст.
Дар мавриди майдони электрикӣ, таъриф ва муодилаи майдони электрикӣ баррасӣ шудааст, ки онро барои ҳисоб кардани қувваи майдони электрикӣ, ки аз ҷониби заряди электрикӣ, якчанд заряди электрикӣ ё тақсимоти заряди электрикӣ ба вуҷуд омадааст, истифода бурдан мумкин аст. Ҳисоб кардани қувваи майдони электрикӣ, ки аз ҷониби як заряди электрикӣ ё ду заряди электрикӣ ба вуҷуд омадааст, бо истифода аз формулаи қувваи майдони электрикӣ ба осонӣ ҳал карда мешавад. Агар он чизе, ки ҳисоб карда мешавад, қувваи майдони электрикӣ, ки аз ҷониби тақсимоти заряди электрикӣ ба вуҷуд омадааст, бошад, ҳисобкунӣ мураккабтар аст, агар формулаи қувваи майдони электрикӣ истифода шавад, аммо истифодаи қонуни Гаусс осонтар аст . Пеш аз омӯзиши амиқтари қонуни Гаусс, аввал фаҳмед, ки ҷараёни электрикӣ аз мафҳуми ҷараёни электрикӣ, ки дар қонуни Гаусс истифода мешавад, вобаста аст.
Дар мавзӯи заряди электрикӣ, маълум шуд, ки зарядҳои монанд якдигарро тела медиҳанд, дар ҳоле ки зарядҳои гуногун якдигарро ҷалб мекунанд. Агар як ҷисми мусбат заряднок ба як ҷисми манфӣ заряднок наздик карда шавад, ду ҷисм ба ҳам мекашанд, то ки онҳо ба сӯи якдигар ҳаракат кунанд. Баръакс, агар як ҷисми мусбат заряднок ба як ҷисми мусбат заряднок наздик карда шавад, пас ду ҷисм якдигарро тела медиҳанд, то ки онҳо аз якдигар дур шаванд. Тавре ки дар мавзӯи қонуни Кулон омӯхта шудааст, ҷисмҳои барқӣ метавонанд дигар ҷисмҳои барқӣ заряднокро суръат бахшанд, зеро байни ин ҷисмҳои барқӣ заряднок қувваи электрикӣ амал мекунад. Қувваи электрике, ки аз ҷониби як ҷисми барқӣ заряднок ба дигар ҷисмҳои барқӣ заряднок таъсир мекунад, як мисоли қувваест, ки метавонад бе тамос амал кунад. Мисоли дигари қуввае, ки метавонад дар масофа амал кунад , қувваи ҷозиба аст . Қувваи ҷозиба аз ҷониби як ҷисми массавӣ ба дигар ҷисмҳои массавӣ таъсир мекунад.