16.3.Конденсаторларды қосу

Әрбір конденсатор тек өзінің сыйымдылығымен ғана емес, сонымен бірге максимал жұмыстық кернеуімен сипатталады. Егер конденсаторға жұмыстық кернеуден артық кернеу берілетін болса, онда конденсатор астарлары арасынан ұшқын шығып, конденсатор істен шығады. Бұл құбылыс конденсатордың тесілуі деп аталады. Берілген жұмыстық кернеу кезінде қалаған сыйымдылық алу үшін конденсаторларды тізбектей, параллель немесе аралас түрде қосады.

1)                                                         Конденсаторларды параллель қосу

Кондесаторларды параллель қосқан кезде барлық конденсаторлардағы кернеу бірдей болады: Конденсаторлар батареясындағы толық заряд

Конденсаторларды параллель қосқан кездегі батареяның толық электр сыйымдылығы келесі формуламен анықталады:

 

2) Конденсаторларды тізбектей қосу

Конденсаторларды тізбектей қосқан кезде барлық конденсаторлардағы зарядтар бірдей, конденсаторлар батареясының толық зарядына тең  болады:

Батареяларға түсірілген кернеу жеке конденсаторларға түсірілген кернеулердің қосындысына тең болады:

Конденсаторларды тізбектей қосқан кездегі батареяның толық электр сыйымдылығы келесі формуламен анықталады:

Конденсаторлар аралас қосылған кезде батареяның толық сыйымдылығы олардың қосылу схемасына тәуелді және параллель немесе тізбектей қосу заңдылықтарын пайдаланып анықтауға болады.

 

17.Электр өрісінің энергиясы

 

Зарядталған оқшау өткізгіштердің электр өрісінің энергиясы келесі формуламен анықталады:

.

Зарядталған конденсатордың энергиясы

.

Зарядталған конденсатордың энергиясын астарлар арасындағы электр өрісін сипаттайтын шамалар арқылы өрнектеуге болады. Жазық конденсатордың электр сыйымдылығы   екенін ескерсек

 көбейтіндісі көлемді,   қатынасы электр өрісінің кернеулігін береді.

Сондықтан электр өрісінің энергиясын келесі түрде өрнектеуге болады:

Бірлік көлемдегі электр энергиясын өріс энергиясының тығыздығы деп атайды.

Өлшем бірлігі  .

 

 

§18.Тұрақты электр тогы

 

Еркін зарядталған бөлшектердің реттелген немесе бағытталған қозғалысын электр тогы деп атайды.

Электр тогының бағытына оң зарядталған бөлшектердің қозғалыс бағыты алынған. 

          Электр өрісінің әсерінен өткізгіштерде пайда болатын электр тогын  өткізгіштік ток деп атайды, ал зарядталған денені тұтастай көшіретін болсақ, онда бұл кезде пайда болатын токты конвекциялық ток деп атайды.

Ортадан электр тогы өткенде келесі құбылыстар байқалады:

1.     Электр тогы өткенде орта қызады (электр тогының жылулық әсері).

2.     Электр тогы өткенде орта құрамды бөліктерге бөлінеді (электр тогының химиялық әсері).

3.     Электр тогы өзін қоршаған ортада магнит өрісін тудырады (электр тогының магниттік әсері).

Электр тогын сандық сипаттау үшін физикалық скаляр шама ток күші енгізілген. Ток күші деп - өткізгіштің көлденең қимасынан бірлік уақытта өтетін зарядты айтады.

өлшем бірлігі

          Бағыты мен шамасы өзгермейтін электр тогын тұрақты электр тогы деп атайды. 

мұндағы:  - өткізгіштің көлденең қимасынан   уақытта өтетін зарядтың мөлшері.

Өткізгіштің қарастырылатын бетінің кез-келген нүктесіндегі электр тогының бағыты мен шамасын анықтау үшін физикалық векторлық шама электр тогының тығыздығы енгізілген.

өлшем бірлігі  .

Ток тығыздығының бағыты сол нүктедегі ток күшінің бағытымен сәйкес келеді және өткізгіштің көлденең қимасына перпендикуляр бағытталады.

Кез келген токтар үшін     

Тұрақты электр тогы үшін ( ) ток тығыздығы    формуласымен анықталады.

Ток күшін және ток тығыздығын өткізгіштегі зарядтардың реттелген қозғалысының жылдамдығы, концентрациясы арқылы өрнектейік. Өткізгіштегі заряд тасушылар концентрациясы n және оның әрқайсысының  заряды q₀-ге тең болса, онда  dt уақыт ішінде ауданы S көлденең қима арқылы өтетін зарядтар шамасы:

мұндағы:   - өткізгіштегі еркін электрондардың реттелген қозғалысының орташа жылдамдығы.

Ток күші:

Ток тығыздығы:

Ортада электр тогы болу үшін қажетті шарттар:

1.     Ортада еркін зарядталған бөлшектер болуы қажет;

2.   Осы еркін зарядталған бөлшектерге сырттан күш әсер ету қажет, яғни ортада электр өрісі болуы керек.

Металдарда электр тогын тасымалдаушылар –электрондар, электролиттерде – оң және теріс иондар, газдарда – оң иондар мен электрондар және жартылай өткізгіштерде – электрондар мен кемтіктер болып табылады.