2. Эксперименттік қондырғы

Эксперименттік қондырғы 220 В электр желісіне қосылады. Қондырғының барлық техникалық құрама бөлшектері көрнекті түрде сызылған жұмыстық сұлба бойынша орналасқан (1-сурет). Екі өлшеуіш аспаптың жоғарғысы G микроамперметр (нөлдік гальванометр), оны потенциал айырмасы нөлге тең болатын нүктені

анықтайтын индикатор ретінде қолданады. Ал, гальванометрдің төменгі жағына орналасқан екінші аспап V − вольтметр. Оны электродтардың аралығындағы потенциалдар айырымын өлшеу үшін қолданады. Z − зонд, ол гальванометрге жалғанады. Электр өткізгіш қағаздан жасалған планшеттің екі жағына металл фольгадан жасалған

электродтар орналасқан.

1-сурет

3. Тәжірибені орындау реті және өлшеу нәтижелерін өңдеу.

1. дәптерге кеңістіктік тордың және электродтардың суретін

олардың пішіні мен масштабтық өлшемдері бойынша салыңыз;

2. алдымен 1-сурет бойынша өлшеу сұлбасы қалай құрастырылғанына мұқият танысып, содан соң лабораториялық қондырғыны электр желісіне қосыңыз;

3. электродтардың аралығындағы потенциалдар айырымын 10В-ға келтіріңіз;

4. электродқа қатысты зондтың потенциалын 2В-ға теңестіріңіз. Содан соң, зондты өріс бетімен жылжыта отырып, микроамперметр нөлді көрсететін нүктені табыңыз. Осы нүктелерді (10-12 нүкте) дәптерге салынған масштабтық торға белгілеңіз. Нүктелер арқылы жүргізген қисық эквипотенциалдық бетті сипаттайды. Оның жанына потенциалдар айырымының мәнін жазып қойыңыз;

5. вольтметрдің көрсеткен V кернеуінің мәнін 1В-ға өзгерте отырып келесі эквипотенциалдық беттерді салыңыз;

6. эквипотенциалдық беттерге нормаль бойынша бағытталған сызықтар жүргізу арқылы электр өрісінің кернеулік (күш) сызықтарын салыңыз;

7. симметриялық өстің бойындағы оқытушы көрсеткен нүктелердің кернеуліктерін есептеңіз.

4. Бақылау сұрақтары

1. Электростатикалық өрісті сипаттайтын негізгі шамалар:

2. Кернеулік пен потенциал арасындағы байланыс өрнегі:

3. Эквипотенциалдық бет дегеніміз не?

№ 7.ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

Омның жалпылама заңы

Жұмыстың мақсаты. Тұрақты ток үшін Омның жалпылама заңын біртекті емес тізбектің бөлігі үшін зерттеу:

1) тізбек бөлігінің ұштарындағы потенциалдар айырымының ток шамасына тәуелділігін анықтау;

2) тәжірибе нәтижесінен э.қ.к-ін және толық кедергіні табу.

1. Теориялық кіріспе

Егер ток көзінің полюстерін бір текті металл өткізгішпен тұйықтасақ, онда осы өткізгіштің бойында электр өрісі пайда болады да зарядтар қозғалысқа енеді (1-сурет).

Өткізгіштің бойымен ток тұрақты өтуі үшін өткізгіштің екі ұшының аралығындағы потенциалдар айырмасы тұрақты болуы керек. Бұл потенциалдар айырмасы ток көзінің ішінде электр өрісі бар екендігін анықтайды.

+

1-сурет

Тұйық тізбектегі электростатикалық өрістің кернеулік векторының циркуляциясы нөлге тең. Сондықтан тұйықталған тізбектің сыртқы бөлігінде оң зарядтар потенциал мәнінің кему бағытымен ( -ден -ге) қозғалатын болса, онда тоқ көзінің ішіндегі оң зарядтар электростатикалық өріс күшіне қарсы, потенциал мәнінің өсу бағытымен қозғалады. Электростатикалық өріс күшіне қарсы зарядтардың мұндай қозғалыс табиғаты электростатикалық емес күш әсерінен болуға тиіс. Ондай күштерді бөгде күштер деп атаймыз.

Бөгде күш () көздері; гальваникалық элементтер (табиғаты химиялық күштер), генераторлар (табиғаты магниттік күштер), фотоэлементтер (электрмагниттік өріс күші) болып табылады. Бірлік оң зарядты қозғаушы бөгде күш жұмысы тізбек бөлігіндегі электр қозғаушы күшке тең:

=А/q, (1)

мұндағы  - электр қозғаушы күш (э.қ.к.).

Электр қозғаушы күштің өлшем бірлігі - Вольт [В].

Егер тізбектің бөлігіне кулон күшімен қатар бөгде күш әсер ететін болса, ондай тізбекті біртекті емес тізбек деп атайды.

2-суретте келтірілген электрлік сұлбаның 1-2 бөлігін алып қарастырайық. Бұл бөліктің жалпы кедергісі - , ал э.қ.к-і - ₁₂, 1 және 2 нүктелерінің аралығындағы потенциалдар айырмасы .

І

1 2

₁₂

2-сурет

Жүйеде басқа да ток көздері болуына байланысты қарастырылып отырған тізбек бөлігіндегі ток кез-келген бағытта жүруіне болады. Біз мұндағы токты 1 нүктеден 2 нүктеге қарай бағытталады деп алайық. Осы бөлік арқылы уақыт аралығында заряд тасымалданады деп көрейік. Олай болса, кулондық және бөгде күштердің атқаратын жұмысы:

₁₂ (2)

осы бөлікте бөлінетін жылудың шамасына тең.

Демек,

₁₂ (3)

немесе

(4)

Соңғы (4)өрнектегі тізбектің 1-2 бөлігінің жалпы кедергісі, яғни өзара тізбектей қосылған өткізгіштің және ток көзінің ішкі r кедергілерінің қосындысы болатындығын есерсек:

(5)

(4) және (5)өрнегі біртекті емес тізбек бөлігі үшін Ом заңын сипаттайды.