Электрстатикалық өрістің жұмысы. Потенциал

q ₀ нү ктелік заряд q заряд ө рісінде кез келген траектория бойымен орын ауыстырсын. Сондағ ы элементар жұ мыс:

.

q ₀ нү ктелік зарядтың 1 нү ктеден 2 нү ктеге орын ауыстыруы кезіндегі жұ мыс:

(9)

А ₁₂ орын ауыстыру траекториясына тә уелсіз, тек алғ ашқ ы 1 жә не соң ғ ы 2 нү ктелердің орналасуымен анық талады (3-сурет). Демек, нү ктелік зарядтың электростатикалық ө рісі потенциалдық, ал электростатикалық кү штер - консервативті болып табылады. Сыртқ ы электростатикалық ө рістегі зарядтың кез келген тұ йық контур бойымен орын ауыстыру жұ мысы .

Консервативті кү штер жұ мысы потенциалдық энергия есебінен жасалады, яғ ни А ₁₂ жұ мысын q ₀ зарядтың q заряд ө рісіндегі алғ ашқ ы жә не соң ғ ы орындарындағ ы потенциалдық энергияларының айырымы ретінде аламыз:

. (10)

q заряд ө рісінде осы зарядтан r арақ ашық тық та орналасқ ан q ₀ зарядтың потенциалдық энергиясы:

. (11)

Электростатикалық ө рістің қ андай да бір нү ктесіндегі потенциал () дегеніміз берілген нү ктеде орналасқ ан бірлік оң зарядтың потенциалдық энергиясымен анық талатын физикалық шама: . Электростатикалық ө рістегі 1 жә не 2 нү ктедегі потенциалдар айырымы бірлік оң зарядтың 1 нү ктеден 2 нү ктеге орын ауыстыруы кезіндегі ө ріс кү штерімен жасалатын жұ мыспен анық талады:

. (12)

ХБЖ-де потенциал бірлігі – Вольт (В).

Эквипотенциал беттер – барлық нү ктелеріндегі потенциалдың мә ні бірдей болатын беттер. Потенциал таралуды графикалық кескіндеу ү шін векторы: 1) ә рқ ашанда эквипотенциал беттерге перпендикуляр болуы керек; 2) ә рқ ашанда потенциалдың кемуі жағ ына бағ ытталуы керек.

Бірқ алыпты зарядталғ ан шексіз беттің ө рісі. . Беттен х ₁ жә не х ₂ қ ашық тық та жатқ ан нү ктелер арасындағ ы потенциалдар айырымы:

. (13)

5. Электрстатикалық ө рістегі ө ткізгіштер. Электр сыйымдылық

Егер ө ткізгішті сыртқ ы электростатикалық ө ріске орналастырса немесе зарядтаса, онда ондағ ы зарядтарғ а электростатикалық ө ріс ә сер етеді де, нә тижесінде олар зарядтардың тепе-тең таралуы болғ анша орын ауыстырады. Ө ткізгіштің ішіндегі барлық нү ктелерде . Зарядтар тек қ ана ө ткізгіштің бетінде орналасады.

Ө ткізгіш бетінің эквипотенциалдылығ ы. , ал , онда ө ткізгіш ішіндегі барлық нү ктедегі потенциал : электростатикалық ө рістегі ө ткізгіш беті эквипотенциал бет болып табылады.

Оқ шауланғ ан ө ткізгіш – басқ а ө ткізгіштерден, денелерден жә не зарядтардан қ ашық орналасқ ан ө ткізгіш.

Электр сыйымдылық ө ткізгіштің потенциалын ө згертетін оғ ан берілген зарядпен анық талады:

. (14)

Сыйымдылық бірлігі – фарад (Ф). Вакуумдағ ы радиусы R оқ шауланғ ан ө ткізгіш шардың (немесе сфераның) электр сыйымдылығ ы: . 1 Ф сыйымдылық қ а радиусы R =9∙ 10⁶ км шар ие. Жердің сыйымдылығ ы 0, 7 мФ.

Конденсатор – модульдері бірдей, таң балары ә ртү рлі зарядтармен зарядталғ ан, ө рісі астарларының арасындағ ы жің ішке бостық қ а жинақ талғ ан екі ө ткізгіштен (астарлардан) тұ ратын жү йе (4-сурет). Астарларының конфигурациясына жә не орналасуына байланысты конденсатор тү рлері мынадай: жазық, сфералық жә не цилиндрлік.

Жазық конденсатор - ә рқ айсысының ауданы S, бір-бірінен d ара қ ашық тық та орналасқ ан, зарядтары +q, -q екі параллель металл пластинадан тұ ратын конденсатор.

Астарларының арасындағ ы потенциалдар айырымы ( - ортаның диэлектрлік ө тімділігі). жә не ө рнектерін қ олданып, конденсатор сыйымдылығ ын табамыз:

. (15)

Сонда конденсатор сыйымдылығ ы дегеніміз- конденсаторғ а жинақ талғ ан q зарядтың оның астарларының арасындағ ы потенциалдар айырымына қ атынасына тең физикалық шама: .

Жалғ ау	параллель	тізбектей
Схемасы
Сақ талатын шама
Қ осынды шама	Заряд	Потенциалдар айырымы
Қ орытынды сыйымдылық