☰ Mundarija · Fizika

Zaryadlangan shar maydoni va potensial

Darslar 31–32 · 2 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 10-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2017
31

Zaryadlangan sharning elektr maydoni. Dielektrik singdiruvchanlik

Darslik: 118–119-betlar
MaqsadZaryadlangan sharning maydonini (ichida, sirtida, tashqarisida) va dielektrik singdiruvchanlikning ta’sirini bilish.
Yangi so‘zlar
zaryadlangan sfera · charged spheredielektrik · dielectricqutblanish · polarisationdielektrik singdiruvchanlik · dielectric permittivity
Tushuntirish

Zaryadi sirt bo‘ylab tekis taqsimlangan q zaryadli, R radiusli o‘tkazuvchi sfera ichida superpozitsiya prinsipiga ko‘ra maydon kuchlanganligi nolga teng: E = 0 (r < R). Sferadan tashqarida (r ≥ R) maydon markazga qo‘yilgan nuqtaviy zaryad maydoniga teng: E = kq/r²; sirtda E = kq/R², uzoqlashgan sari 1/r² qonuni bilan kamayadi. Dielektrikda erkin zaryadlar juda kam; tashqi maydon ta’sirida atom va molekulalar qutblanadi, ular o‘zining E′ maydonini hosil qiladi va u tashqi E₀ ga qarshi yo‘nalgan: E = E₀ – E′. Maydon necha marta susayishini dielektrik singdiruvchanlik ε = E₀/E ko‘rsatadi (o‘lchamsiz; vakuumda 1, havoda ≈ 1, moyda ≈ 2–3, suvda ≈ 81). Dielektrikdagi nuqtaviy zaryad maydoni E = kq/(εr²), zaryadlar orasidagi kuch F = kq₁q₂/(εr²), ya’ni vakuumdagidan ε marta kichik.

Namunalar
R = 0,1 m, q = 10 nC: sirtda E = kq/R² = 9·10⁹·10⁻⁸/0,01 = 9000 N/C; markazdan 0,2 m da E = 90/0,04 = 2250 N/C; 0,05 m da (ichida) E = 0.
Havodagi ikki zaryad orasidagi kuch 0,8 mN. Ular suvga (ε = 81 ≈ 80) tushirilsa, kuch 80 marta kamayadi: F = 0,8/80 = 0,01 mN = 10 μN.
Sinfda faoliyat

Faqat o‘qituvchi bilan: ikki yengil zaryadlangan osma sharcha orasidagi itarish masofa o‘zgarganda qanday o‘zgarishini havoda kuzating; yuqori kuchlanishli manbalardan foydalanmang.

Mashq
1
Zaryadlangan sfera ichida E nimaga teng va nima uchun?
2
R = 0,1 m, q = 10 nC sfera sirtida E necha N/C? (k = 9·10⁹)
3
Havoda E = 6000 N/C bo‘lgan maydonga ε = 3 moy to‘ldirildi. Yangi E necha N/C?
4
Dielektrik maydonni nima uchun susaytiradi?