1.1-MA'RUZA · ELEKTROSTATIKA

Vakuumda elektr maydon

Elektr zaryad va uning o'zaro ta'siridan tortib maydon kuchlanganligi va kuch chiziqlarigacha — hamda bu bilimlarning elektromagnit xavfsizlik va ekologik kompetentlik bilan bog'liqligi.

Ma'ruzalar

MA'RUZA REJASI

Reja

01Elektr maydon

02Kulon qonuni

03Dielektrik singdiruvchanlik

04Zaryadlangan jism atrofida va ichidagi maydon kuchlanganligi

05Elektr maydon va ekologik xavfsizlik

06Elektr maydon mavzusini o'rganishda ekologik kompetentlikni rivojlantirish

1. Elektr zaryad va uning saqlanishi

Tabiatda ikki xil elektr zaryad mavjud — shartli ravishda musbat va manfiy deb ataladi. Elektronning zaryadi tabiatdagi eng kichik manfiy, protonning zaryadi esa eng kichik musbat zaryaddir. Ularning ishorasi teskari, miqdori teng — shu sababli ular elementar zaryad deb ataladi va −e hamda +e deb belgilanadi.

Tarkibidagi musbat va manfiy elementar zaryadlar miqdori teng bo'lgan jism — zaryadlanmagan (elektroneytral), teng bo'lmagani esa zaryadlangan jism deyiladi. XBS da zaryad Kulon (Kl) birligida o'lchanadi:

1\,\text{Kl} = 1\,\text{A} \cdot 1\,\text{s}

Elementar zaryadning miqdori:

e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{Kl}

Zaryadning saqlanish qonuni. Berk sistemada (tashqaridan zaryad olib kirilmaydigan va chiqarilmaydigan) zaryadlar yo'qolmaydi yoki vujudga kelmaydi — faqat qayta taqsimlanadi. Sistemadagi barcha zaryadlarning algebraik yig'indisi o'zgarmaydi:

q_1 + q_2 + \ldots + q_n = \text{const}

(1)

2. Kulon qonuni

Ikki nuqtaviy zaryadning o'zaro ta'sir kuchi ularning zaryadlari ko'paytmasiga to'g'ri proporsional, orasidagi masofa r ning kvadratiga va muhitning nisbiy dielektrik singdiruvchanligi ε ga teskari proporsional:

F = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0} \cdot \dfrac{q_1 q_2}{\varepsilon\, r^{2}}

(2)

Zaryadlarning ishorasi bir xil bo'lganda Kulon kuchi itarish, har xil bo'lganda tortish xarakteriga ega. Bu yerda ε₀ — elektr doimiysi (vakuumning dielektrik singdiruvchanligi), ε esa muhitda o'zaro ta'sir vakuumdagiga nisbatan necha marta susayishini ko'rsatadi.

3. Elektr maydon kuchlanganligi

Qo'zg'almas zaryadlarga kuch ta'siri seziladigan fazo sohasi elektr maydon deb ataladi. Maydonning biror nuqtasidagi kuchlanganligi — shu nuqtaga kiritilgan birlik musbat sinov zaryadga ta'sir etuvchi kuchga teng:

E = \dfrac{F}{q_0}

(3)

Kuchlanganlik — vektor kattalik, N/Kl (yoki V/m) larda o'lchanadi. Nuqtaviy q zaryadning undan r masofadagi nuqtasida:

E = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0} \cdot \dfrac{q}{\varepsilon\, r^{2}}

(4)

Agar maydon bir necha zaryad tufayli hosil bo'lsa, natijaviy kuchlanganlik ayrim maydon kuchlanganliklarining vektor yig'indisiga teng (superpozitsiya prinsipi):

\vec{E} = \vec{E}_1 + \vec{E}_2 + \ldots + \vec{E}_n

(5)

4. Kuch chiziqlari va kuchlanganlik oqimi

Elektr maydonni kuch chiziqlari yordamida tasvirlash mumkin: ularning har bir nuqtasiga o'tkazilgan urinma kuchlanganlik vektori bilan ustma-ust tushadi. Agar maydonning hamma nuqtalarida kuchlanganlik bir xil bo'lsa, maydon bir jinsli deyiladi.

Sirtni kesib o'tayotgan kuch chiziqlari soni — kuchlanganlik oqimi N. Sirt kuch chiziqlariga perpendikulyar va maydon bir xil bo'lsa:

N = E \cdot S

(6)

Agar sirt perpendikulyar bo'lmasa (normal bilan burchak α):

N = E \cdot S \cdot \cos\alpha

(7)

FIZIKA × EKOLOGIYA

5. Elektr maydon va ekologik xavfsizlik

Elektr uzatish tarmoqlari, transformatorlar, elektr stansiyalari, maishiy texnika va elektron qurilmalar faoliyatida elektr hamda elektromagnit maydonlar hosil bo'ladi. Bu maydonlarning atrof-muhit va inson salomatligiga ta'sirini hisobga olish zarur. Ekologik xavfsizlik — inson, jamiyat va tabiatning zararli ekologik omillardan himoyalanganlik holatidir.

Yuqori kuchlanishli liniyalar va transformator stansiyalari atrofida kuchli maydon hosil bo'ladi; ularning ta'sirini kamaytirish uchun sanitariya-me'yoriy masofalar belgilanadi. Elektr energiyasidan samarali foydalanish elektr ishlab chiqarishga sarflanadigan tabiiy resurslarni va atmosferaga chiqariladigan zararli gazlarni kamaytiradi.

Issiqlik elektr stansiyalarida ko'mir, neft va tabiiy gaz yoqilishi natijasida atmosferaga karbonat angidrid va oltingugurt oksidlari chiqariladi — bu global iqlim o'zgarishi va havo ifloslanishiga olib keladi. Shuningdek, elektron chiqindilar tarkibidagi qo'rg'oshin, simob, kadmiy kabi zaharli moddalar tuproq, suv va havoni ifloslantiradi; ularni maxsus yig'ish punktlariga topshirish va qayta ishlash ekologik madaniyatning muhim ko'rsatkichidir.

6. Ekologik kompetentlikni rivojlantirish

Ekologik kompetentlik — insonning tabiatga ongli munosabati, ekologik muammolarni anglash, ularning sabab va oqibatlarini tushunish hamda ekologik xavfsizlikni ta'minlashga qaratilgan bilim, ko'nikma va malakalari.

Bugungi kunda LED lampalar, energiya tejovchi maishiy texnika, quyosh panellari va shamol elektr stansiyalari elektr sarfini kamaytirmoqda. Energiya tejamkor texnologiyalardan foydalanish nafaqat iqtisodiy foyda, balki tabiiy resurslarni asrash va atrof-muhitga salbiy ta'sirni kamaytirishga ham xizmat qiladi. Demak, elektr maydon haqidagi bilimlar talabalarda mas'uliyatli munosabat va ekologik kompetentlikni shakllantiradi.

Asosiy xulosa

Elektr maydon — zaryadlarning o'zaro ta'sirini ta'minlovchi materiyaning alohida shakli. Uning fizik qonuniyatlarini bilish nafaqat jarayonlarni tushunishga, balki elektromagnit xavfsizlikni ta'minlash, energiyani tejash va atrof-muhitni muhofaza qilishga — ya'ni ekologik kompetentlikni rivojlantirishga xizmat qiladi.

Amaliyotga o'tamiz

Bilimlaringizni interaktiv topshiriqlarda mustahkamlang va energiya samaradorligini virtual laboratoriyada — lampalar stendida sinab ko'ring.

Topshiriqlar Laboratoriya

Bilimingizni sinab ko'ring

Ushbu ma'ruza bo'yicha 10 ta savol — osondan murakkabga. Testni yakunlaganingizda natijangiz (foiz va ball) ko'rsatiladi.

Testni boshlash