O’zbekiston Respublikasi xalq ta’lim vazirligi

Dielektriklar va o’tkazgichlar. Dielektrikni qutblanishi.Bog’langan zaryadlar. Dielektrikdagi maydon kuchlanganligi.
1.Dielektrikning tuzilishi.
2.Dielektrikning qutblanishi.
3.Bog’langan zaryadlar.Elektr indyksiya oqimi.
4.Maydon kuchlanganligi.
1.Ba’zi jismlarda bo’lgan zaryadlar orasidagi masofa atom yoki malekulyar o’lchami tartibida 10^-10m yoki yana ham kichik bo’lsa; ular orasidagi elektr maydon kuchlanganligi katta bo’ladi. Shunday tuzilishdagi qattiq jismlarning ba’zilarida kristall tuginiga bog’lanmagan erkim elektronlar uchraydi, bular matall ichida ihtiyoriy hamma tamonga erkin harakat qila oladilar, bunday jiamlarga o’tkazgichlar deyiladi.
Bulardan tashqari shunday qattiq jiamlar borki, ularda erkin elektronlar yo’q. ulardan o’tgan toklarning mavjud o’lchov asboblari orqali kuzata olmaymiz. Bumday o’zidan elektronni o’tkazmaydigan yoki yomon o’tkazadigan jismlarni dielektr (izolyator) lar deyiladi. bularga tashqi elektr maydon bilan ta’sir etsak ham undagi elektronlar o’z o’rinlarida tebranib, elektr o’tkazuvchanlik ro’y beradi. Metallarga nisbatan dielektriklardagi elektr o’tkazuvchanlik 10²⁰marta kam bo’ladi, absalyut izolyator yo’q.Havo, sof suv, suyiltirilgan ko’pchilik gazlar, suyuq havo, olmos, kvarts, oltingugurt, shisha, rezina, ipak va h k izolyator hisoblanadi.
Temperatura ko’tarilishi bilan materiallarning elektr o’tkazuvchanligi kamaysa, dielekltriklarda aksincha, elektr o’tkazuvchanlik ortadi. Demak normal sharoitdagi dielektriklarning elektron va yadrolari o’zaro juda katta kuchlanganlik bilan shunday qattiq bog’langanlik, biz qo’ygan kuchlanishga mos kuchlanganlik ta’sirida elektronlar o’z atom yoki malekulasidan ajralmaydi.
2. Ikkita bir-biridan d –masofada o’zaro parallel o’rnatilgan metall plastinkalar musbat va manfiy zaryadlangan bo’lib, plastinkalarda zaryadning sirt zichligi δ₊ va δ_- bo’lsin. Ular orasidagi muhit vakuum bo’lsa, musbat zaryadlangan plastinadan elektr maydon kuch chiziqlarining hammasi manfiy zaryadlangan plastinaga etib boradi. Bu holda vakuumdagi elektr maydon kuchlanganligi bo’ladi.

Agar vakum o’rnida izolyatsiyalangan metal o’tkazgich kiritilsa, uning erkin elektrolari δ+ dan chiqqan kuch chiziqlari bilan bog’lanib, o’tkazgichning δ_ tomondagi sirti musbat zaryadlanadi va shu zaryadlar orqali δ+ dan chiqqan kuch chiziqlariga teng kuch chiziqlari δ- plastinaga borib etadi, metall ichida maydon

bo’lmay, δ_- ga etgan kuchlanganlik bo’ladi (rasm b)

Agar o’rtadagi vakuum o’rniga dielektrik bo’lsa (rasm v) tashqi elektr maydon ta’sirida dielektriklarni tashkil etuvchi atom yoki molekulyar maydon bo’yicha siljib tartibli joylashadi va uning ikki tomoni va manfiy zaryadlanadi

(rasm). Bu hodisaning qutblanishi deyiladi. δ+dan chiqqan kuch chiziqlarining bir qismi dielektriklarning tartibga tushgan zarralarning manfiy zaryadlari bilan bog’lanib, δ- li plastinaga borib etmaydi, bog’lanmay qolgan kuch chiziqlarigina manfiy zaryadlangan plastinaga borib etadi. Dielektrikka bog’langan kuch chiziqlar E0 ga teskari yo’nalishda kuchlanganlikning hosil qiladi.

Dielektrikdagi natijaviy kuchlanganlik bo’ladi.

Ikkinchi tamondan δ₊ dan chiqqan hamma E₀ kuchlanganlik elektrostatik induksiyaga teng, , shuning uchun
Agar dielektr kondensator qoplamalariga tegib tursa δ₊ va δ_k , δ_- va δ_k zaryad zichliklari bilan birga juda yaqin bo’ladiki, ularning birgalikdagi ta’siri o’tkazgich-dielektrik bir-biridan δ^/= δ- δ_k sirt zaryad zichligi bilan ajralib turgan bo’ladi. Bu zichliklarga mahsus nomlar berilgan: δ^/ - effektiv yoki umumiy, δ_k -bog’langan yoki qutblangan, δ-haqiqiy (aslida ozod) zaryad sirt zichligi.
Bu erda δ^/ yig’indi elektr maydonni aniqlaydi, haqiqatdan dielektriklardagi hosil bo’ladigan maydon kuchlanganligi.

Ko’pchilik dielektriklar uchun qutblash vektori kuchlanganlikka proportsianal bunda X-elektrlashish koefisenti bo’lib, uning qiymati dielektrikning tabiatiga bog’liq.
Qutblanish vektorining qiymatini elektr siljish D-ifodasiga kiritsak:
bo’ladi.
Ma’lumki, hisobiga olinsa,
bu muhitning effektiv zaryadi erkin δ zaryadlardan necha marta kam ekanligini ko’rsatadi.
3. Elektr maydon kuchlanganlikvektorini shu muhit dielektruk singdiruvchanligiga bo’lgan ko’paytmasi elektr induksiya vektori deyiladi.
Nuqtaviy zaryad uchun Ikki turli muhitda zaryad va masofa bir hil
bo’lganda
Demak D=D₂ bo’ladi. Ya’ni elektrastatik induksiya dielektrikning tabiatiga bog’liq emas ekan.
Induksiya vektori ni tasvirlovchi chiziqlarni induksiya chiziqlari deyiladi. istalgan yuza S orqali o’tuvchi induksiya chiziqlarining soni induksiya oqimi deyiladi
Kuch chiziqlari maydonning har bir nuqtasida kuchlanganlik induksiya vektorining yo’nalishini ko’rsatadi. Induksiya chiziqlariga tik bo’lgan ds yuza orqali o’tuvchi induksiya oqimi elementi dN=Dds bo’ladi.
Agar yuza tushirilgan normal induksiya chiziqlariga nisbatan qiya o’rnatilgan bo’lsa, bu vaqtda shu yuza orqali o’tuvchi induksiya oqimi kamroq bo’ladi.

ya’ni induksiya oqimi elementi dN induksiya vektori ning S yuzaga tushirilgan normal yo’nalishdagi proeksiysi bilan yuzaning ko’paytmasiga teng. Agar sirt elementlari cheksizkp’p bo’lsa va uning har biri cheksiz kichik deyilsa, yig’idi oqim quyidagicha bo’ladi.

Yopiq sirt orqali o’tuvchi induksiya oqimi esa bo’ladi.
Demak induksiya oqimi yopiq sirt bo’yicha o’tuvchi dielektrikdagi erkin zaryadlarning algebraik yig’indisiga teng.
Dielektrikdagi maydon kuchlanganligi deganda E ning haqiyqiy maydoni fizikaviy cheksiz kichik hajm bo’yicha olingan o’rtacha qiymati tushiniladi. Dielektrikdagi haqiqiy maydon malekulalari maydon orasidagi masofalarda kuchli o’zgaradi. Lekin maydonning mikrosko;pik jismlarga ta’siri ko’rimgada bu o’zgarishlar sezilmaydi va maydonning ta’siri E ning o’ rtacha qiymati bilan aniqlanadi.
Makroskopik maydon ikkita maydonning ustma-ust qurilishi nati jasida paydo bo’ladi. Bu maydonlardan birinchi E₀ ni erkin, ya’ni jismlarni bi r-biriga tekkizganda bir jismni ikkinchisiga o’ta oladigan zaryadlar paydo qilsa, ikkinchi E₁ ni bog’langan zaryadlar paydo qiladi. superpozitsiya prinsiplariga asosan
(1)
Bog’langan zaryadlar deganda ular tartibiga kirgan molekulalarning tashqarisiga chiqa olmaydigan zaryad tushiniladi. (1) ifoda orqali belgilanadigan E vector uchun Gauss teoremasini quyidagicha yozi sh mumkin.
(2)
Ya’ni E vektorning yopiq sirt orqali hisoblanganda faqat erkim zaryadlarning yig’indisigina emas balki shu sirt ichidagi bog’langan zareyadlarning yig’indisini ham e’tiborga olish kerak. Shuning uchun (2)formula E vektorning dielektritdagi kattaligini topish uchun yaramaydi, chunki bu formula kattalikni bog’lagan zaryadlar q¹orqali ifodalaydi, bu zaryadlar esa o’z navbatida E orqali topiladi.
(2) ifodadan q¹ni chiqarib yuborish va R vektorning oqimi bilan almashtirish uchun(2)ifodani quydagi formula birlashtirib,quydagi ifodaga ega bo’lamiz,
ε₀φ_E+φ_P=(ε₀E+P)_nds=εq (3)
Integral ostidagi qavs ichidagi ifoda biz izlayotgan yordamchi kattalikdir. Uni Dbilan belgilaymiz va elektr siljish (elektr induksiya) deb ataymiz.
D=ε₀E+R bundan φ_D=φ_sD_nds=Σq.