Elektr va magnetizm

q₀ zaryadni elektr maydon bir nuqtasidan ikkinchi nuqtasiga ko‘chirishda bajarilgan ish quyidagiga teng bo‘ladi:
(17)
Bundan elektr maydonning ikki nuqtasi orasidagi potensiallar ayirmasi:
(18)
Elektr maydonning kuchlanganligi bilan potensiallar ayirmasi orasidagi bog‘lanishni topish uchun q₀ zaryadni bir jinsli elektr maydonda E kuchlanganlik yo‘nalishi bo‘ylab 1 nuqtadan 2 nuqtaga ko‘chirishda bajarilgan ish quyidagiga teng:
(19)
va ikkinchidan,
(20)
Ishning bu ifodalarini bir-biriga tenglashtirib, quyidagini aniqlaymiz:
(21)
Bir jinsli elektr maydonning kuchlanganligi kuch chiziqlari bo‘ylab uzunlik birligiga mos kelgan potensiallar ayirmasiga teng.
Elektr maydonda q₀ nuqtaviy zaryad 1 nuqtadan 2-nuqtaga ixtiyoriy shaklda yo‘l bo‘ylab siljiganda bajarilgan ishni ko‘rib chiqamiz (6-rasm).

Δч
α

1
ч₁ Δl q₀

ч₂ 2

6-rasm.
1 va 2 nuqtalar orasidagi yo‘lni Δl elementar bo‘lakchalarga ajratamiz. Bu elementar masofada bajarilgan ish quyidagiga teng:
(22)
bu yerda F – maydonga kiritilgan q₀ zaryadga ta’sir qiluvchi kuch bo‘lib, u quyidgiga teng:
(23)
­– elementar masofaning F kuch yo‘nalishiga proyeksiyasi ga teng. Natijada (22) ifodani quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin.
(24)
Bundan q₀ zaryadni elektr maydonidagi 1 nuqtadan 2-nuqtaga ko‘chirish-da bajarilgan A₁₂ ish quyidagiga teng:
(25)
yoki
(26)
(27)
(26) va (27) formulalardan ko‘rinadiki, elektr maydonda zaryadni ko‘chirishda bajarilgan ish yo‘lning shakliga bog‘liq bo‘lmasdan zaryadning boshlang‘ich va oxirgi holatiga bog‘liqdir.
Elektr maydonni harakteristikalari deb maydon kuchlanganligi va maydon potensiali qabul qilingan. Shu kattaliklar o‘rtasida ma’lum bog‘lanish bo‘lishi kerak. Agar maydon kuchlanganligi zaryad ta’sir qilayotgan kuchga, va potensial esa zaryadning potensial energiyasiga proporsional ekanligini hisobga olsak, E bilan φ o‘rtasidagi bog‘lanish potensial energiya bilan kuch o‘rtasidagi bog‘lanishga o‘xshash bo‘lishi ko‘rinadi. Haqiqatdan, maydon kuchlarining q zaryad ustida yo‘lning kesmasi davomida bajargan ishini bir tomondan
(28)
ko‘rinishida, ikkinchi tomondan zaryad potensial energiyasining kamayishini ko‘rsatuvchi ifodani quyidagicha yozish mumkin, chunki q=const
(29)
(28) va (29) formulalardan quyidagini hosil qilamiz:

(30)
Lekin . Shuning uchun
(31)
(31) formuladan ko‘rinadiki, maydon kuchlanganligi kuch chiziqlari bo‘ylab potensialni o‘zgarish tezligiga teng.
Gradiyent belgisidan foydalanib, (31) ifodani quyidagicha yozish mumkin:
(32)
Shunday qilib, elektr maydon kuchlanganligi potensialning teskari ishorada olingan gradiyentiga teng ekan.
Bir jinsli maydon kuchlanganligining son qiymati kuch chizig‘ining birlik uzunligiga to‘g‘ri kelgan potensial o‘zgarishiga teng.
Kuch chizig‘ining birlik uzunligiga to‘g‘ri kelgan potensial o‘zgarishi potensial gradiyenti deyiladi.
Amaliy o‘lchashlarda har bir alohida nuqtalarning potensiallari emas, balki elektr maydonining potensiallar hisoblanadigan sanoq boshi o‘zgarganda ham o‘zgarmaydigan ikki nuqtasi orasidagi potensiallar farqi muhimdir. Shuning uchun elektr maydonining ixtiyoriy nuqtasi potensialini shartli ravishda nol deb qabul qilish mumkin.
Yer – juda yaxshi o‘tkazgich va uning o‘lchami istalgan zaryadlangan jismning o‘lchamiga nisbatan juda katta bo‘lgani uchun jism Yerga ulanganda uning hamma zaryadi Yerga o‘tadi, Yerning potensiali esa amaliy jihatdan deyarli o‘zgarmaydi. Shuning uchun potensial hisoblanadigan sanoq boshi qilib Yerning potensialini olish, ya’ni potensialni nolga teng deb olish qulaydir. Demak, yerga ulangan har qanday o‘tkazgich nol potensialga ega. O‘tkazgichni Yer bilan tutashtirish yerga ulash deyiladi.
Amaliyotda o‘tkazgich potensialini Yer potensialiga nisbatan o‘lchashda elektrometr asbobi foydalaniladi.
Atmosferadagi elektr. Yer shari ortiqcha manfiy elektrga ega bo‘lib, bu elektr Yer shari atrofida elektr maydonini vujudga keltirishi ko‘p sonli kuzatishlarda aniqlangan. Bu maydon kuchlanganligi Yer sirtiga yaqin joyda E=130 V/m atrofida. Bundan tashqari Yer sirtidan ancha yuqorida joylashgan havo molekulalari kosmik nurlar ta’sirida ionlashgan bo‘ladi va atmosferaning ionosfera deb ataluvchi musbat zaryadlangan qatlamini hosil qiladi. Manfiy zaryadlangan Yer sirti va ionosfera orasida elektr maydoni hosil bo‘ladi.


Xulosa
Qora bulutlar va Yer sirti orasida Yer sirtidagi barcha predmetlarni (ayniqsa, baland imoratlar, zavod, fabrika trubalari va daraxtlarni) ta’sir orqali elektrlashi mumkin bo‘lgan mahalliy kuchli elektr maydoni hosil bo‘ladi. Natijada bulutlar orasida yoki bulutlar va Yer orasida yashin deb ataluvchi kuchli elektr razryad hodisasi ro‘y berishi mumkin.
Yashin tushishi natijasida yong‘in bo‘lishi, fabrika trubalari buzilishi, elektr uzatish liniyalari uzilishi va hakozolar bo‘lishi mumkin. Shikastlanishlardan saqlanish uchun yashin qaytargichdan foydalaniladi.
Xulosa qilib, shuni qayd etish kerakki, elementar zarralar va ularning aylanishlari kashf etilgandan keyin materiya tuzilishining birligi olamning yagona manzarasida asosiy o‘ringa chiqdi. Bu birlikning zamirida barcha elementar zarralarning moddiyligi yotadi. Turli elementar zarralar materiya mavjudligining turli konkret shakllaridir.
Olamning yagonaligi zarralarning harakat qonunlarida va ularning o‘zaro ta’sir qonunlarida ham namoyon bo‘ladi.