Eloktrostatika

qapalı sitem deyilir. Verilmiş qapalı sistemdə elektrik yüklərinin cəbri cəmi sabit qalır:

q₁+q₂+q₃+….+q_n=const

∑q_i=const

Eyni radiuslu iki naqil kürənin yükləri q₁ və q₂ –dir.Kürələr bir-birinə toxundurulduqdan sonra hər birində

Bir cismi başqa cismə sürtmədən də elektrikləndirmək olar.Onun üçün verilmiş cismi qabaqcadan elektriklənmiş digər cismə toxundurmaq kifayyətdir.

Elektronun kəşfindən sonra alimlər müəyyən etdilər ki,hər hansı xarici təsirlər nəticəsində maddənin atomları özündən elektron verirsə (yənielektron çatmamazlığı) o cisimlər müsbət yüklənmiş olur.Yaxud elementin atomu özünə əlavə elektron birləşdirirsə (yəni elektron artıqlığı əmələ gəlirsə),bu cisimlər mənfi yüklənmiş olur.Deməli,təbietdə iki növ elektrik yükləri mövcuddur:müsbət və mənfi.Bu yüklər isə elektronlar,yaxud müsbət və mənfi yüklü ionlar və s. şəklində mövcuddur.

Bir sistemdən digər sistemə keçərkən yüklərin qiymətləri dəyişmir.Həmçinin yüklərin qiymətləri sürətdən asılı deyildir,yəni onların qiymətləri relyativistik invariantdır.Başqa sözlə yükün qiyməti onun sükunət və hərəkət halından asılı deyildir.Tam ədədlər qiyməti alan fiziki kəmiyyət kvantlanmış kəmiyyət adlanır.Cisimlərin elektrik yüküdə,elementar e-yükünün tam misilinə bərabər olduğundan,kvantlanır.Sürtünmə nəticəsində elektronlar əlavə enerji alırlar və bunun hesabına onlar atomu tərk edirlər və bu zaman maddə “+” yükə malik olur. Təcrübələr göstərir ki, əgər yüklü cismi yüksüz cismə yaxınlaşdıranda, yüksüz cismin əks tərəflərində əks işarəli elektrik yükləri yaranır,əksinə uzaqlaşdıranda cisim yenidən neytrallaşır.Müxtəlif işarəli yüklə yüklənmiş cisimləri toxundurduqda belə çıxır ki,elektrik yükü qismən və ya tamamilə yox olur.Əslində bu belə deyildir,yəni yük yox olmur,onlar fiziki cisimlər arasında paylanır.Atomun tərkibində olan protonlar başqa maddlərə keçmirlər.
Kulon qanunu.

Təcrübi müşahidələr göstərir ki,eyni adlı yüklə yüklənmiş cisimlər bir-birini dəf edir, müxtəlif adlı yüklə yüklınmiş cisimlər isə bir-birini cəzb edir.Elektrik yükü ilə yüklənmiş və ölçüləri aralarındakı məsafəyə nisbətən nəzərə alınmayacaq dərəcədə kiçik olan cisimlər nöqtəvi yüklər adlanır.

Fransız alimi Şarl Kulon nöqtəvi yüklərin qarşılıqlı təsirini buruluma tərəzisində təcrübi yolla öyrənərək, 1785-ci ildə belə bir qanun fəşf etmişdir.

İki nöqtəvi yükün qarşılıqlı təsir qüvvəsi bu yüklərin hasili ilə düz,aralarındakı məsafınin kvadratı ilə tərs mütənasib olub, onları birləşdirən düz xətt boyunca yönəlir.
Burada q₁ və q₂ –qarşılıqlı təsirdə olan yüklərin miqdarı, r-onları arasındakı məsafə, k-isə düsturdakı kəmiyyətlərin ölçü vahidlərinin seçilməsindən asılı olan mütənasiblik əmsalıdır.

Yük vahidi isə elə seçilir ki, k=1 olsun.

Kulon qüvvəsi yükləri birləşdirən düz xətt boyunca yönəldiyindən mərkəzi qüvvə adlanır.

Yüklər arasındakı Kluon qarşılıqlı təsir qüvvəsi vektor şəklində aşağıdakı kimi yazılır:

Elektrik yüklərinin qarşılıqlı təsir qüvvəsi həmin yüklərin yerləşdiyi mühitin xassəsindən asılıdır.Müxtəlif mühitlərin elektrik xassələrini xarakterizə etmək üçün, mühitin dielektrik sabiti anlayışı daxil edilir.

Təcrübələr göstərir ki, mühitdə yüklər arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvəsi F₁₂ vakumundakı F₀ qüvvəsinə nisbətən həmişə kiçik olur.Dielektrik olan mühit üçün Kulon qanunu

Vakum üçün isə Bunların nisbətin götürsək:

Mühitin dielektrik nüfuzluğu ε adsız kəmiyyət olub, vakumda yüklər arasındakı Kulon qarşılıqlı təsir qüvvəsinin mühitdəkinə nisbətən neçə dəfə böyük olduğunu göstərir.(1) düstudakı k mütənasiblik əmsalı olub,vahiddən fərqli qiymət alır.
Onda Kulon qanunu belə yazılır:
Burada ε₀ – elektrik sabiti adlanır.

Sahəni xarakterizə edən kəmiyyət.İntensivliy və potensial.Elektrik sahəsinin intensivlik seli :
Elektriklənmiş cisimlər yerləşdikləri mühitdə müəyyən fiziki dəyişiklik yaradır.Bu dəyişiklik nəticəsində həmin mühitə daxil edilmiş hər hansı yük müəyyən təsir altinda olur.

Elektrik yükünün təsiri hiss olunan belə bir mühitə elektrik sahəsi deyilir.Fərz edək ki, q₁ yükünün əmələ gətirdiyi elektrik sahəsinə hər hansı bir q sınaq yükü daxil edilmişdir.Həmin yükə olan təsir qüvvəsinin yük miqdarına olan nisbəti Kulon qanununun tələb etdiyi kimi sınaq yükünün miqdarından asılı olmayıb, sahənin verilmiş nöqtəsi üçün xarakterik bir kəmiyyət olacaqdır.

Elektrik sahəsindəki müsbət vahid yükə təsir edən qüvvə ilə ölçülən kəmiyyətə sahə intensivliyi deyilir.

Sahə intensivliyinin E ilə işarə etsək, verdiyimiz tərifə görə yazmaq olar:

Burada q –sınaq yükünün miqdarı, f-sınaq yükünə olan təsir qüvvəsidir.Sahə intensivliyi vektorial kəmiyyətdir.

Kulon qanunundan nəticə olaraq çıxır ki, nöqtəvi q yükünün yekdən r məsafədə olan nöqtə də yaratdığı sahə intensivliyinin qiyməti belə olar:

və ya

burada q-sahəni yaradan yükün miqdarı,

Sahə intensivliyi vektorial kəmiyyət olduğundan onu da başqa vektorial kəmiyyətlər (sürət,təcil.qüvvə və s.) kimi istiqaməti olan düz xətt parçası ilə göstərmək olar.Lakin sahəni bu cür hər nöqtədə yalnız iatiqamətcə xarakterizə etmək olar.Elektrik sahəsini qrafik olaraq təsvir etmık üçün qüvvə və ya intensivlik xətlərindən istifadə edirlər.Bunu təklif edən Faradey olmuşdur.Elektrik sahəsində ətaləti olmayan müsbət yükün hərəkət etdiyi trayektoriyaya (istiqamətə) intensivlik və ya qüvvə xətləri deyilir.

Qüvvə xəttinin nə cür paylanmasını müşahidə etmək üçün belə bir təcrübə aparmaq lazimdır.Paralel yanlı şüşə qab götürüb onun içərisinə qliserinlə dolduraq.Ginəni doğrayıb qliserinin içərisinə ataq və yaxşı qarışdıraq. Əgər indi qliserini içərisinə iki metal kürə daxil edib,onları elektrikləndirsək, əmələ gəlmiş elektrik sahəsindəginə kristalları (qrintıları) qüvvə xətdinin istiqamətlərində düzülmüş olacaqdır.Kürələrin elektik yüklərinin işarəsindən asılı olaraq qüvvə xətləri gösterildiyi kimi düzülmüş olacaqdır.Yüklərin işarələri müxtəlif olan hal göstərilmişdir.Sahənin istənilən nöqtəsindəki intensivlik həmin nüqtədən keçən qüvvə xəttinin toxunanı istiqamətində olur.Məs:Əgər AB intensivlik xəttidirsə o zaman E,E₁,E₂,E₃-intensivlik vektorunun istiqamətində olacaqdır.

Sükunətdə olan yükün yaratdığı sahədə in-

tensivlik xettinin müəyyən başlanğıcı və müəy-

yən sonu vardır.Müsbət yüklər intensivlik xətti-

nin başlanğıcı, mənfi yüklər isə sonudur.Bu xət-

lər müəyyən istiqamət verilir.İntensivlik xətləri

müsbət yükdən mənfi yükə doğru çəkilir.Sahənin istənilən nöqtəsində onon müəyyən intensivliyi olduğundan bu xətler bir-biri ilə kəsişmir.

Sahə intensivliyini qrafik göstremək üçün onu qüvvə xəttinin sıxlığı ilə əlaqələndirirlər.Belə ki, sahə intensivliyi artarkən qüvvə xəttinin sıxlığı da artar,sahə intensivliyi azaldıqda qüvvə xəttinin sıxlığıda azalır.

İntensiblik xətləri vasitəsi ilə sahəni kəmiyyətcə xarakterizə etmək üçün həmin yerdə sahəyə perpendikulyar olan səthin 1m²-dən keçən xətlərin sayı sahə intensivliyinə bərabər götürülür.

Qüvvə xətlərinə perpendikuliyar qoyulmuş S səthindən keçən qüvvə xətlərinin sayı N olarsa intensivliyi

E= N/ S

sahə bircinsli olanda isə

E=N/S

tənliyindən məlum olur ki, bircinsli sahədə qüvvə xəttinə perpendikulyar qoyulmuş səthdən keçən intensiblik seli

N=E·S

olacaqdır.Burada S-Müstəvi səthinin sahəsidir.

Bircinsli elektrik sahəsində qoyulmuş müstəvi

Səthini normalı qüvvə xətləri ilə bucağı təşkil

edirsə

N=E·S·cos =E_n·S

olar.

Burada E_n-intensivlik vektorunun səthin normalı

Istiqamətlərindəki proyeksiyasıdır.

Sahə bircinsli olmadıqda səthi çox kiçik-elementar götürməklə bu səthin əhatə etdiyi kontur daxilində sahıni bircinsli qəbul edərək düsturunu belə şəkildə yazmaq olar:

dN=E_n·Ds
Bu halda istəilən S səthindən keçən intensivlik seli belə olacaqdır:

Götürülən səth qapalı olanda isə :

olacaqdır.

Qauss teoremi.

Tutaq ki,radiusu r olan xəyali sferik səthin mərkızində nöqtəvi q yükü verilmişdir.Bu yükün həmin sfera səthində

Yaratdığı sahə intensivliyi

E=k₀(q / r²)

olduğundan, sferik səthin 1m² səthindən

keçən intensivlik xəttinin sayı da

k₀(q / r²)

olacaqdır.

Səth sferik olduğundan intensivlik sət-

hin normalı istiqamətində olur və E_n= E, yəni onun bütün səthindəki qiyməti

eyni ,intensiv seli isə
və ya
Buradan görünür ki,q yükünü əhatə edən çıxan intensivlik seli,sferik səthin radiusundan (ümumiyyətlə səthi xarakteruzə edən bütün kəmiyyətdən) asılı olmayıb,yalnız onun daxilində yerl\şmiş yük miqdarından asılı olur.Bu qayda ilə isbat etmək olar ki, qapalı səthin formasından asılı olaraq q yükundən çıxan intensivlik xətlərinin sayı q/εε₀ olacaqdır.Məs:

Sferik səthin AB şəklinə saldıqda da həmin sətdən çıxan intensivlik seli q/εε₀ olacaqdır.

Deməli q yukundən çixan intensivlik seli 1/εε₀ ilə həmin yükün miqdarının vurma hasilinə bərabər olacaqdır.

Qapalı səht daxilində bir neçə q₁,q₂,q₃,.....,q_n yükləri olarsa həmin səthi kəsən intensivlik seli

və ya

olacaqdır.Bu Qauss teoremidir.

Qapalı səthdən keçən intensivlik seli ,1/εε₀ ilə həmin səth daxilində olan yükün cəbri cəminin hasilinə bərabər olar.

Qapalı səthdən kənarda götürülmüş yüklər bu səthdən keçən intensivlik selini dəyişdirmir.

Bu halda qapalı səthə daxil olan

Intensivlik xəttinin sayı həmin səthdən

çıxanların sayına bərabər olduğundan

qapalı səthdən çıxan seli müsbət,daxil

olanı isə mənfi qəbul etsək onların cəbri

cəmi sıfra bərabər olur və nəticədə qapalı səthdən çıxan və ya həmin səthə daxil olan intensivik selini səth daxilindəki yüklər yaratmış olur.

Yükün yerdəyişməsində sahənin gördüyü iş.
Elektrik sahəsinin təsiri ilə yük hərəkət etdikdə müəyyən iş

görülür.Bircinsli sahədə yüküun hərəkıti zamanı görülən işi hesablayaq.Bunun üçün müxtəlif işarəli yüklə yüklənmiş,arasındakı məsafə d olan iki paralel lövhə arasında nöqtəvi q yükünün hərıkıtinə baxaq.Sahə qüvvələrinin təsiri ilə q yükü M nöqtəsindən N nöqtəsinə gəldikdə Görülən iş aşağıdakı kimi təyin ediləcəkdir

A=F· MN

burada F=Qe və MN= d olduğundan

A=qEd (1)

İndi fərz edək ki, q yükü M nöqtəsindən B nöqtəsinə gələrək S yolunu gedir.Bu zaman görülən iş

A=Fcos (2)

Burada yerdəyişmə ilə təsir edən qüvvə istiqamətləri arasındakı bucaqdır.Aşağıdakı çəkildən göründüyü kimi

yaxud

İndi fərz edək ki,q yükü D nöqtəsindən keçmək şərti ilə M nöqtəsindən B nöqtəsinə gəlib. Bu zaman MDB yolunda görülən MD və DB yollarında görülən işlərin cəminı bərabər olar.

A_MDB=A_MD+A_DB (4)
Əvvəlcə MD=S₁ və DB=S₂ yollarında görülən işi hesablayaq:

A_MD=FS₁cos ₁
DMC-dən yaza bilərik:

MC=MD cos ₁=S₁cos ₁

BU ifadəni iş düsturunda nəzərə alsaq

A_MD=F· MC (5)

DB yolunda görülən iş isə aşağıdakı kimi olar

A_DB=F ·DB ·cos ₂=F·S₂ cos ₂
KDB-dən alarıq

DK=DB cos =S₂ cos
Bunu iş düsturunda nəzərə alsaq yazarıq:

A_DB=F·DK (6)
(5) və (6) düsturlarını (4)-də yerinə yazsaq:
A=F·MC+F·DK=F·(MC+DK) MC+DK=MN=d

olduğundan:

A=F·d=qEd A=qEd (7)

Buradan görünür ki,elektrik yükünün hərəkəti zamanı sahə qüvvələrinin gördüyü iş yolun formasından asılı olmayıb, başlanğic və son nöqtələrinin vəziyyətindən asılıdır.

Əgər yük elektrik sahəsində bir nöqtədən digərinə ixtiyari tratektoriy boyunca gedərsə onda lövhələr arasındakı məsafəni paralel müstəvilərlə elə kiçik hissələrə ayırarıq ki, yolun müstəvilər arasında qalan hər bir parçası düz xətt kimi götürülə bilsin.

Onda hər bir parçada görülən elementar işləri tapıb parçaların sayına görə toplasaq baxılan yoldakı tam işi hesablamaq olar.

Elektrik dipolu.
Dipol qısa qütüblü deməkdir.Qiymətcə bir-birinə bərabər, işarəcə əks olan və bir-birindən l məsafədə yerləşən iki yükdən ibarət sistemə dipol deyilir.Tərkibində O,N və S atomları olan molekullar polyar molekullar olub depol əmələ gətiri. Mənfi yükdən müsbət yükə doğru yönələn və yükləri birləşdirən vektora depolun oxu deyilir. Shədə l yükü dəyişmirsə, belə dipola bərk dipol deyilir.

Dipolun oxunun “+” yükə hasilinə dipolun momentləri deyilir.

Dipol mamenti vektordur.Dipolun oxunun uzantısı üzərindəki hər hansı A nöqtəsində sahə intensivliyi belə ifadə olunur.

Dipolun oxuna –olan və oxun ortasından qaldırılan düz xətt üzərindəki A nöqtəsində sahə intensivliy aşağıdakı kimi tapılr

Bu iki düstur olduqda doğrudur.Deməli dipoldan böyük məsafələr də onun yaratdığı sahə intensivliyi o nöqtəyə qədər məsafənin kubu ilə tərs mütənasibdir.