Полярлы емес диэлектриктер

Диэлектриктердің поляризациялануының молекулалық бейнесі. Барлық диэлектриктердің молекулаларының құрамына кіретін оң және тepic зарядтардың центрлері дәл келе бермейді. Сондықтан сыртқы электр өpici жоқ кезде де кейбір диэлектриктердің молекулаларының электрлік моменті болады. Мұндай диэлектриктерді электр өpiciнe орналастырған кезде, оның молекулаларының электрлік моменттері өpic бойымен орналасуға тырысады. Осының нәтижесінде диэлектрик поляризацияланады. Диэлектриктің осындай механизм негізінде поляризациялануын бағытталғыш поляризация, диэлектриктің өзін полярлы диэлектрик деп атайды.Ал егер сыртқы поляризациялаушы өpic жоқ кезінде диэлектрик молекулаларының электрлік моменті нөлге тең болса, ондай диэлектриктерді полярлы емес диэлектриктер деп атайды. Мұндай диэлектриктердің поляризациялануы молекулаларының құрамына кіретін оң және тepic зарядтарының ығысуы нәтижесінде дипольдерге айналуынан болады.Поляризацияланған диэлектриктің тудыратын электр өpiciн сан жағынан сипаттау үшін поляризацияланғыштық деген шама ендіріледі. Бұл шама поляризацияланған диэлектриктің бірлік көлемінің электрлік моментімен анықталады, яғни бірлік көлемдегі молекулалардың электрлік моменттерінің геометриялық қосындысына тең:

(4.1.1)

мұндағы - молекуланың электрлік моменті, n -бірлік көлемдегі молекулалар саны. Кейде поляризацияланғышты поляризацияланған диэлектриктің көлемінің электрлік моментінің осы көлемге қатынасының шегі ретінде де анықтайды:

(4.1.2)

Полярлы емес диэлектрик біртекті болса, оның молекулаларының сыртқы өpic әсерінен алған электрлік моменттері бірдей болады. Сондықтан

(4.1.3)

Егер сыртқы өpic өте үлкен болмаса, молекуланың индукцияланған электрлік моменті өpic кернеулігіне пропорционал деп есептеуте болады:

, (4.1.4)

мұндағы z-диэлектриктің поляризацияланғыштық коэффициенті немесе диэлектрлік коэффициенті деп аталады. Полярлы емес диэлектриктер үшін а молекулалардың поляризацияланғыштық коэффициенттерінің қосындысына тең:

61) Токтардың өзара әсерлесуі Тәжірибелер екі тогы бар өткізгіштердің (кейде екі токтар деп те айтылады) болмаса козғалыстардағы зарядтардың бip-бipiмeн әсерлесетінін көрсетеді. Бұл әсердің бip токтан екінші тоққа калай берілетіндігін, яғни козғалыстағы зарядтардың өзара әсерлесуінің механизмін, Ампер, Эрстед тәжірибелерін талдау арқылы түсінуге болады. Мысалы, екі ток жүретін металл ленталар (сымдар) олардағы токтардың бағытына қарай бipiн-бipi тебеді, болмаса тартады (9.1.1-сурет). Эрстед тәжірибесі бойынша тогы бар өткізгіш өзінің маңындағы магнитке (компаска) әсер етеді. Ал жердің магнит өpici болатынын адамзат токтардың өзара әсер ететіндігінен әлдекайда ерте білген. Олай болса, Эрстед тәжірибесінен тогы бар өткізгіш маңында магнит өpici туады

деген тұжырым жасауға болады. Әpбip темip ұнтактарын кішкентай компастар деп есептесек, барлық компастар әpбip шеңбер бойымен белгілі бip бағытпен орналасады (6.1.2-сурет ток кітап бетіне қарай бағытталған). 9. 1.1 – сурет

9.1.2 – сурет

Егер таға тәрізді магнит алып, оның арасына тогы бар өткізгіштің түзу бөлігін орналастырып, ол арқылы ток жіберсе, токтың бағытына байланысты өткізгіш магниттен тебіледі, болмаса оның ішіне карай тартылады (9.1.3-сурет).

9.1.3 – сурет

Ток дегеніміз зарядталған бөлшектердің реттелген (бағытталған) козғалысы, олай болса тогы бар өткізгіштердің өзара әсерлесуі онда зарядталған бөлшектердің бағытталған қозғалысы (ток) барлығына байланысты. Бұған ток жок кезде өткізгіштерде зарядталған бөлшектер болса да, олардың өзара әсерлеспейтіндігі дәлел. Екінші жағынан козғалыстағы зарядталған бөлшектерге магнит өpici әсер ететіндігіне және олардың өзінің маңында магнит өpiciн тудыратынына көз жеткізу қиын емес. Ол үшін осциллограф экранында пайда болатын нүктелік дақ электрондар ағынының экранмен соктығысқан кезде пайда болатынын ecкеріп, дақтың маңына жазық магнит жакындатсақ, дақтың ығысатындығын байқау аркылы көз жеткізуге болады. Дақтың ауытқу бағыты магнит полюстерінің калай (даққа қарағанда) орналасатынына байланысты (9.1.4-сурет).

9.1.4 – сурет

Сонымен қарастырылған тәжірибелерді зерттей отырып, тогы бар өткізгіштер (қозғалыстағы зарядтар) бір – бірімен магнит өрісі арқылы әсерлеседі деген тұжырым жасауға болады. Бірақ магнит өрісін сан жағынан сипаттайтын физикалық шаманы аныктау оңай емес, себебі токтардың өзара әсерлесу күйі магнит өpici бағытымен ғана емес, ток пен магнит өpici бағыттарына байланысты, екінші жағынан электр өpiciн қарастырғандағыдай магнит өpici кернеулігін элементар тоққа әсер ететін күш моментінің шыншы ток магниттк моментіне катынасы аркылы анықтаудың аналитикалық әдісі осы күнге дейін табылған жок.

Электромагниттік индукция

1831 жылы тәжібиелер негізінде Фарадей ашқан электромагниттік индуция заңын былай тұжырымдауға болады. Қандай себептен болса да, тұйық контурмен қамтылған ауданды тесіп өтетін магнит индуциясының ағыны өзгеретін болса, контурда ЭҚК пайда болады. Бұл құбылыс кезінде пайда болатын индуциялық ток өзі тудыратын магнит өрісінің бағыты индукциялық токты тудырушы сыртқы магнит өрісі индукциясының өзгеруіне кері әсер ететіндей болып бағытталады. Бұл ережені 1833 жылы Э.Х.Ленц ұсынған. Сонымен, электромагниттік индукция заңының жалпы түрде тұжырымдалуының математикалық өрнегі

Электр өрісін тек электрлік зарядтар ғана емес, өзгеретін магнит өрісі де тудырады. Тұйық контур тек осы өрістің нәтижесінде пайда болатын индуциялық токты байқау үшін ғана керек. Сондықтан электромагниттік индукция заңы жаңа құбылысты сипаттайтын фундаменталдық заң болып табылады.