§18.4. Електролитлярдя електрик жяря йаны
Мящлуллары вя яринтиляри електрик ъяряйаны кечирян маддяляря електролитляр дейилир.
Елетролитляря мисал олараг гялявилярин, дузларын, туршуларын мящлулларыны эюстярмяк олар.
Елетролитляри суда вя йа диэяр полйар майелярдя щялл етдикдя маддянин яксяр молекуллары
мцсбят вя мянфи ионлара парчаланыр.
Бу щадися диссосийасийа щадисяси адланыр
. Демяли,
щялледиъилярин
тя’сири иля маддяни тяшкил едян молекулларын мцсбят вя мянфи ионлара парчаланмасына диссосийасийа
дейилир.
Цмумиликдя мящлул електрик бахымындан нейтралдыр. Йя'ни, мянфи вя мцсбят ионларын
консентрасийасы бири бириня бярабярдир. Мцсбят ионларын консентрасийасыны
n
, мянфи ионларын
консентрасийасыны
n
иля ишаря едяк.
n
n
n
(18.17)
Тутаг ки, эюй дашыны
4
CuSO
суда щялл етмишик. Диссосиасийа нятиъясиндя бу маддя
n
сайда
2
Cu
ионларына,
n
сайда ися
2
4
SO
ионларына парчаланыб.
2
4
2
4
SO
Cu
CuSO
(18.18)
Инди эюйдаш мящлулу олан габа (електролитик ваннайа) ики електрод дахил едяк (шякил 18.8) вя бу
електродлары ъяряйан мянбяйинин гцтбляриня бирляшдиряк. Бу заман мящлулда
Е
интенсивликли
електрик сащяси йаранаъаг вя бу сащянин тя'сири иля мцсбят ионлар сащя истигамятиндя, мянфи ионлар
ися якс истигамятдя щярякят едяъякляр. Даща доьрусу йцкдашыйыъыларын истигамятлянмиш щярякяти
нятиъясиндя мящлулда електрик ъяряйаны йаранаъагдыр. Йя'ни мцсбят ионларын (катионларын) мянфи
електрода (катода) доьру вя яксиня, мянфи ионларын (анионларын) мцсбят електрода (анода) доьру
щярякяти баш веряъякдир.
Електролитлярдя температур артдыгъа ионлашма дяряъяси артыр, йя'ни мцсбят вя мянфи ионларын
консентрасийасы артыр. Бу ися електрик кечириъилийинин артмасы (яксиня мцгавимятин ися азалмасы)
демякдир.
Маддя молеклларынын ионлара
парчаланмасы вя електродлара
доьру щярякяти маддя дашынмасы
иля нятиъялянир.
Ъяряйанын
тя'сири
иля
маддянин тяркиб щиссясиня
айрылмасына електролиз щадисяси
дейилир.
Бу заман айрылан маддя
електрод цзяриндя топланыр.
Бу щадисянин кямиййят ганунлары
тяърцби
йолла
М.Фарадей
тяряфиндян юйрянилмишдир (1836–
ъы ил).
Фарадейин
I
гануну:
Тутаг
ки,
t
заман
мцддятиндя валентлийи
z
олан
N
сайда ион електрода доьру щярякят едир. Айдындыр ки, бу йцкцн мигдары
Nez
q
(18.19)
олар. Бу ионлар електрод цзяриня чюкяряк
i
Nm
M
(18.20)
гядяр маддя кцтляси тяшкил едяъякдир. Бурада
i
m
–бир ионун кцтлясидир. (18.20)–ни (18.19)–а бюлсяк,
k
ez
m
q
M
i
(18.21)
Бурадан
+
–
+
+
+
–
–
–
Шякил
kIt
kq
M
(18.22)
(18.22) ифадяси Фарадейин
I
ганунунун рийази ифадясидир.
Бу гануна эюря електрод цзяриндя айрылан маддянин кцтляси електролитдян кечян
q
йцкцнцн
мигдары иля дцз мцтянасибдир.
Бурада
k
мцтянасиблик ямсалы олуб, електрокимйяви еквивалент адланыр.
q
1Кл олдугда,
k
M
олур.
Демяли, електрокимйяви еквивалент ядяди гиймятъя електролитдян 1Кл йцк кечдикдя електрод
цзяриндя айрылан маддянин кцтлясиня бярабярдир. БС–дя електрокимйяви еквивалент
кг/Кл–
ла
юлчцлцр.
Фарадейин
I I
гануну:
Бу ганун маддянин електрокимйяви еквиваленти (
к
) иля кимйяви еквиваленти (
х
)
арасында ялагя
йарадыр:
Елементин атом чякисинин (А) онун валентлийиня (п) олан нисбятиня бярабяр олан кямиййятя
кимйяви еквивалент дейилир:
n
A
x
(18.23)
Фарадейин
I I
гануну беля ифадя едилир:
Маддянин електрокимйяви еквиваленти онун кимйяви еквиваленти иля дцз мцтянасибдир:
x
c
k
(18.24)
(18.23) дцстуруну бурада нязяря алсаг,
n
A
c
k
(18.25)
алынар. Бурада
с
мцтянасиблик ямсалыдыр. (18.24)–дян
x
k
c
олар ки, буда бцтцн маддяляр цчцн
сабит кямиййятдир.
Фарадейин щяр ики ганунунун бирляшмиш ифадяси:
q
n
A
c
kq
M
шяклиндя олар.
F
c
1
Фарадей ядяди адланыр. Онун ядяди гиймяти
екв
гр
Кл
96500
F
.
Фарадей ядядини нязяря алсаг онда бирляшмиш ганун
q
n
A
F
1
M
шяклиндя ифадя олунар.
19. Maqnit sahəsinin əsas
xarakteristikaları.Cərəyanların qarşılıqlı təsiri.Maqnit
sahəsi.
Sükunətdə olan nöqtəvi yüklər arasında Kulon qarşılıqlı təsir qüvvəsi
olduğu kimi,paralel yerləşdirilmiş cərəyanlı naqillər arsında da qarşılıqlı
təsir qüvvəsi mövcuddur.İki paralel yerləşdirilmiş naqildən cərəyan
keçdikdə,naqillər qarşılıqlı olaraq bir – birinə təsir edir.Naqillərdən
keçən cərəyanın istiqaməti eyni olduqda,naqillər bir – birini cəzb,əks
olduqda isə dəf edir.Naqillərin birində cərəyanın istiqamətini dəyişdikdə
naqillər arasında cəzbetmə qüvvəsi itələmə qüvvəsinə çevrilir və əksinə.
Bu qarşılıqlı təsir onunla izah edilir ki,hər bir cərəyanlı naqilin
ətrafında sahə yaranır və bu sahədə qonşu cərəyanlı naqilə təsir edir və
əksinə.
Cərəyanlı naqilin ətrafında yaranan sahənin xarakterini müəyyən
etmək üçün 1820 – ci ildə Danimarka alimi Ersted təcrübi yolla
müəyyən etmişdir ki,cərəyanlı naqilin yaratdığı sahə maqnit əqrəbinə
yönəldici təsir göstərir(şək.1).
Naqildə cərəyanın istiqaməti
dəyişdikdə əqrəb əvvəlki istiqa-
mətinin əksinə yönəlir.Bununla
o belə nəticəyə gəlmişdir ki,
cərəyanın ətrafında yaranan sa-
hə maqnit xarakterlidir.Deməli,
cərəyanın qarşılıqlı təsiri onların Şəkil 1
ətrafında yaranan maqnit sahəsi hesabına baş verir.
Təcrübələr göstərir ki,sonsuz uzun iki cərəyanlı naqilin qarşılıqlı təsiri
zamanı,naqillərin hər l uzunluğuna göstərilən təsir qüvvəsi,onlardan
keçən cərəyan şiddətinin (I
1
və I
2
) hasili ilə düz,naqillər arasındakı
məsafə ilə tərs mütənasibdir:
l
b
I
I
k
F
2
1
2
. . . (1)
burada k – mütənasiblik əmsalıdır.Bu qanun 1820 – ci ildə Amper
tərəfindən kəşf edilmişdir.
BS – də k =
4
0
qəbul edildiyindən,(1) düsturunu aşağıdakı formada
yazmaq olar:
,
2
2
1
0
2
1
2
4
0
l
b
I
I
l
b
I
I
F
. . . (2)
burada
0
– maqnit sabiti adlanır.(2) düsturuna əsasən,Amper elə
cərəyan şiddətinə deyilir ki,o cərəyan vakuumda bir – birindən 1m
məsafədə yerləşmiş,en kəsiyinin sahəsi çox kiçik olan sonsuz uzun,iki
paralel düzxətli naqildən keçərkən,onların hər bir metr uzunluğuna
göstərdiyi təsir qüvvəsi 2 10
-7
N – a bərabər olsun.
Cərəyanlı naqillərin qarşılıqlı təsiri,maqnit adlanan sahə tərəfindən
biruzə çıxır.Ersted təcrübəsindən nəticə olaraq çıxır ki,maqnit sahəsi
istiqamətə malikdir və vektorial kəmiyyətdir.Bu kəmiyyət B hərfi ilə
işarə edilir və maqnit induksiyası adlanır.Elektrikdən fərqli
olaraq,maqnit sahəsi sükunətdə olan yükə təsir etmir.Qüvvənin təsiri,
yalnız yük hərəkət etdikdə yaranır.Buna əsasən demək olar ki,maqnit
sahəsini hərəkətdə olan yüklər yaradır.
Beləliklə,hərəkətdə olan yüklər(cərəyan),onları əhatə edən fəzanın
xassəsini dəyişirlər – maqnit sahəsi yaradırlar.Bu sahə o vaxt biruzə
çıxır ki,onda hərəkət edən yükə qüvvə təsir edir.
Təcrübə göstərir ki,elektrik üçün olduğu kimi,maqnit sahəsi üçün də
superpozisiya prinsipi doğrudur:hərəkətdə olan bir neçə yükün
yaratdığı,B maqnit induksiya sahəsi,hər bir yükün ayrılıqda yaratdığı,B
i
maqnit induksiya sahəsinin vektorial cəminə bərabərdir:
B = B
i
. . . (3)
Bio – Savar – Laplas qanunu
Cərəyan axan hərəkətsiz nazik naqilin yaratdığı,maqnit sahəsinin
xarakterini aydınlaşdıraq.dl uzunluqlu kiçik naqil hissəsinə baxaq.Bu
elementar hissədə nsdl elektrik yük daşıyıcıları vardır(n – vahid
həcmdəki yük daşıyıcılarının sayı,s – naqilin en kəsiyinin
sahəsidir).Vəziyyəti,dl elementinə nəzərən
r
radius – vektoru ilə təyin
edilən nöqtədə(şək.2 ), hər bir e elektrik yükü:
3
),
(
4
0
r
r
u
v
e
B
induksiyalı sahə yaradır.Burada
v
– xaotik
hərəkətin sürəti,
u
– isə elektrik yük
daşıyıcılarının nizamlı hərəkətinin sürətidir.dl
elementindəki,cərəyan daşıyıcılarına görə
maqnit induksiyasının orta qiyməti,aşağıdakı
kimi olar:
Şəkil 2
3
,
4
0
3
),
(
4
0
r
r
u
e
r
r
u
v
e
B
v
= 0.Bu ifadəni naqil elementindəki elektrik yü-
kü daşıyıcılarının sayına vursaq (nsdl) və ne
u
= j olduğunu nəzərə
alsaq,yaza bilərik:
3
,
4
0
r
dl
r
j
S
B
d
. . . (1)
Cərəyan axan və naqilin dl hissəsi istiqaməti üzrə yönələn
I
d
vektorunu daxil edək.
j
və
I
d
vektorlarının istiqamətləri üst – üstə
düşdüyündən,alarıq:
l
jd
dl
j
. . . (2)
(1) düsturunda belə bir əvəzetməni aparsaq,alarıq:
3
,
4
0
r
r
l
d
Sj
B
d
Sj hasili naqildə I elektrik cərəyan şiddəti olduğunu nəzərə alsaq,dl
uzunluqlu cərəyan elementinin yaratdığı sahənin maqnit induksiyasını
təyin edən yekun ifadəni alarıq:
3
r
,
l
d
I
4
0
r
B
d
. . . (3)
Fransız alimləri Bio və Savar 1820 – ci ildə müxtəlif formalı cərəyanlı
naqillər üzərində təcrübələr apararaq belə nəticəyə gəlmişlər ki,bütün
hallarda maqnit sahəsinin induksiyası,naqildən keçən cərəyan şiddəti ilə
düz,naqildən induksiya təyin ediləcək nöqtəyə qədər olan məsafə ilə tərs
mütənasibdir.Boi və Savarın təcrübədən aldığı nəticələrə əsaslanaraq
Laplas nəzəri yolla müəyyən etmişdir ki,istənilən cərəyanlı naqilin
yaratdığı maqnit sahəsini,onun ayrı – ayrı hissələrinin yaratdığı maqnit
sahələrinin vektorial cəmi kimi ifadə etmək olar.Laplas dl uzunluqlu
cərəyan elementinin yaratdığı maqnit sahəsi üçün (3) düsturunu
almışdır.Bununla əlaqədar olaraq (3) düsturu Bio – Savar – Laplas
düsturu adlanır.
Bio – Savar – Laplas düsturu,düz cərəyanın yaratdığı sahəni
hesablamaq üçün istifadə edilir.
Şəkil 2 – dən göründüyü kimi,dB vektoru dI – dən və sahə hesablanan
nöqtədən keçən müstəviyə perpendikulyardır.dB – nin ədədi qiyməti
aşağıdakı düsturla təyin edilir:
(4)
2
4
0
r
IdlSin
dB
burada -
I
d
və
r
vektorları arasındakı bucaqdır.
Beləliklə,düz cərəyan sahəsinin maqnit induksiyası aşağıdakı düsturla
hesablanır:
b
I
B
2
4
0
. . . (5)
Düz cərəyanın sahəsinin maqnit induksiya xətləri naqili əhatə edən
konsentrik dairələr sistemindən ibarətdir(şək.3).
Şəkil 3
20.Cяр яйанын м агнит сащяси. Магнит сащясинин инду ксийасы
вя интенсивлийи
Електростатикадан данышанда эюстярдик ки, сцкунятдя олан щяр бир електрик йцкц юз
ятрафында електрк сащяси йарадыр.
Тяърцбя эюстярир ки, щярякят едян щяр бир електрик йцкц юз ятрафында електрик сащяси
йаратмагдан башга магнит сащяси дя йарадыр.
Мя'лумдур ки, електрик йцкляринин сащянин тясириндян истигамятлянмиш щярякяти
електрик ъяряйаны адланыр. Бурадан беля чыхыр ки, ъяряйан ахан щяр бир нагил юз ятрафында
магнит сащяси йарадыр. Ъяряйанлы нагилин юз ятрафында магнит сащяси йаратмасыны 1820-ъи
илдя Ерстед кяшф етмишдир. О, мцяййян етмишдир ки, ъяряйанлы нагилин йахынлыьында
гойулмуш магнит ягряби мейл едир. Бу ону эюстярир ки, ъяряйанлы нагил юз ятрафында
магнит сащяси йарадыр.
Ъяряйанлы нагилин йаратдыьы магнит сащяси дя електрик сащяси кими материйанын бир
нювцдцр. Магнит сащяси мцяййян физики хассяляря маликдир. Мясялян, магнит сащяси яталят
хассясиня маликдир вя енержи иля характеризя олунур.
Магнит сащяси бу сащяйя эятирилмиш ъяряйанлы нагиля тя'сир едир. Електрик сащясини
юйрянмяк цчцн бу сащяйя нюгтяви йцк эятирилир вя електрик сащясинин бу йцкя тя'сири
юйрянилирди.
Ъяряйанларын гаршылыглы тя'сири онларын йаратдыглары магнит сащяляри васитясиля баш верир.
Беляликля, сцкунятдя олан йцкляр електрик, щярякятдя олан йцкляр ися магнит сащяси
йарадыр.
Охшар хассяляри иля бярабяр електрик вя магнит сащяляри арасында ясаслы фяргляр дя
вар. Беля ки, якс ишаряли йцкляри бир-бириндян айырмаг олур, бир гцтблц магнит алмаг ися
индийя кими мцмкцн олмайыб. Сябяб одур ки, електрик гцввя хятляринин мянбяляри –
електрик йцкляри мювъудур, хцсуси магнит йцкляри ися йохдур. Магнит сащялярини гапалы
ъяряйанлар йарадыр.
Сцкунятдя олан
q
йцкцня електрик сащясиндя
E
q
F
e
л
гцввяси тясир
едир вя онун гиймяти йцкцн щярякят едиб-етмямясиндян асылы дейил.
q
F
E
eл
нисбяти електрик сащясини характеризя едян ясас кямиййятдир. Кцлли
мигдарда тяърцбяляр эюстярир ки, магнит сащясиндя щярякят едян йцкя магнит гцввяси
тя'сир едир. Онун максимум гиймяти
qB
F
max
дцстуру иля щесабланыр. Електрик сащясинин
интенсивлийи
E
-йя охшар магнит сащясинин ясас характеристикасы олан магнит индуксийасы
магнит гцввясинин
q
–йя нисбяти кими тя'йин олунур.Хцсуси гейд етмяк лазымдыр ки,
магнит сащяси йалныз щярякят едян йцкя тя'сир едир.
Магнит индуксийасыны тя'йин етмяк цчцн башга
цсуллар да вардыр.
Мя'лумдур ки, ъяряйанын магнит сащясиндя магнит
ягряби о вахт фырланыр ки, гцввя хятляриня паралел олсун.
Буна охшар олараг магнит сащясиня ъяряйанлы чярчивя
эятирилир вя сащянин бу ъяряйанлы чярчивяйя тя'сири юйрянилир
(шякил 1.1).
Контурун сащяси иля ондан кечян ъяряйанын щасили
магнит моменти адланыр:
n
,
P
m
I
F
F
F
F
I
B
Шякил 1.1
S
I
P
m
(1.1)
магнит моменти иля контура хариъи тяряфдян чякилян нормалын истигамятляри цст-цстя дцшцр.
Бу нормалын уъундан бахдыгда ъяряйан саат ягрябинин яксиня истигамятдя ахыр. Бахылан
ъяряйанлы контура магнит сащясиндя ъцт гцввяляр тя'сир едир, контур о вахта гядяр фырланыр
ки, онун магнит моменти магнит индуксийа векеторуна паралел йюнялмиш олсун. Магнит
сащясиндя ъяряйанлы контура тя'сир едян фырладыъы моментин максимум гиймяти
B
S
I
B
P
M
m
max
(1.2)
иля тя'йин олунур. Бурадан магнит индуксийасына
m
max
P
M
B
(1.3)
контурун ващид магнит моментиня тя'сир едян гцввя моменти кими дя тя'риф вермяк олур.
Сон ифадядян индуксийа цчцн БС - дя
1Tl
A
m
N
1
m
A
Nm
1
B
2
ващиди алыныр. Буна Тесла (Тл) дейилир.
Магнит индуксийасыны магнит сащясиндя ъяряйанлы нагиля тя'сир едян Ампер
гцввясиня эюря дя тя'йин етмяк олар. Бу гцввянин максимум гиймяти
IBl
F
A
(1.4)
дцстуру иля щесабланыр. Бурадан магнит индуксийасыны тя'йин етмяк олар:
Il
F
B
(1.5)
йя'ни магнит индуксийасына
A
1
ъяряйан ахан нагилин ващид узунлуьуна тя'сир едян гцввя
кими бахмаг олар.
СГС–дя В=1 Гс (Гаусс) иля юлчцлцр. 1 Тл=10
4
Гс.
Магнит индуксийа хятляри вя йа магнит гцввя хятляринин истигамяти бурьу гайдасы иля
тя'йин едилир. Онун цчцн бурьуну еля тутурлар ки, бурьунун ирялилямя щярякяти ъяряйанын
ахдыьы истигамятдя олсун. Бу заман бурьу дястяйинин фырланма щярякятинин истигамяти
индуксийа хятляринин истигамятини эюстярир.
Нагилдян ахан ъяряйаны макроъяряйан адландырырлар. Макроскопик ъяряйандан
башга щяр бир ъисмин дахилиндя микроъяряйанлар да мювъуддур. Мя'лумдур ки, щяр бир
атом нцвядян вя онун ятрафында чевряви орбита цзря щярякят едян електоронлардан
ибарятдир. Електронун нцвя ятрафында бу ъцр щярякятиня кичик чевряви ъяряйан кими бахмаг
олар. Бу ъяряйанлар молекулйар вя йа микроъяряйанлар адланырлар. Беля молекулйар
ъяряйанлар юзляри магнит сащяси йарадырлар вя хариъи сащянин тя'сириндян дюня билирляр.
Яэяр ъяряйанлы нагилин магнит сащясиня щяр щансы бир ъисим эятирился бу ъисмин молекулйар
ъяряйанлары сащянин тя'сириндян мцяййян гядяр дюняр вя юзляри ялавя магнит сащяси
ямяля эятирярляр.
Беляликля, магнит индуксийа вектору
B
бцтцн макро вя микро ъяряйанларын
йаратдыглары явязляйиъи магнит сащясини характеризя едир. Она эюря дя мцхтялиф мцщитлярдя
B
–мцхтялиф гиймятя малик олур.
Йалныз макроъяряйанын йаратдыьы магнит сащясини характеризя етмяк цчцн магнит
сащясинин интенсивлик вектору адланан кямиййятдян истифадя едирляр. Магнит сащясинин
интенсивлик вектору
H
–мцщитин хассяляриндян асылы дейилдир.
СГСМ ващидляр системиндя, бошлугда
H
B
(1.6)
олур. БС–дя, бошлугда
H
B
0
(1.7)
шяклиндя ифадя олунур. Бурада
0
магнит сабити адланыр вя адлы кямиййятдир. СГСМ–дя
щяр щансы мцщит цчцн
H
B
(1.8)
олур.
мцщитин нисби магнит нцфузлуьу адланыр вя мцщитдяки магнит сащяси
индуксийасынын бошлугдакы сащя индуксийасындан нечя дяфя бюйцк олдуьуну эюстярир.
БС–дя, мцщитдя
H
H
B
a
0
(1.9)
шяклиндя ифадя олунур. Бурада
0
a
(1.10)
мцщитин мцтляг магнит нцфузлуьу адланыр.
Магнит сащяси щаггында иъмал характери дашыйан бу мювзуйа магнит сащясинин
тябиятдя ролу щаггында бир нечя сюзля йекун вураг. Каинатда айры-айры ъисимлярин,
планетлярин, улдузларын, бя'зиляриндя зяиф, диэярляриндя эцълц магнит сащяляри вар. Щятта
улдузларарасы космик бошлугда да зяиф магнит сащяси мювъуддур. Ъанлы организмлярин
мцхтялиф щиссяляриндян кечян биоъяряйанлар, онлар цчцн харктер олан магнит сащяляри
йарадыр. Елмин бу сащяси биомагнетизм адланыр. Цмумиййятля, атомдахили просеслярдян
тутмуш та бцтюв Каинатадяк магнетизм щадисяляринин мцяййян ролу вар. Лакин електрик
сащяляри иля мцгайисядя бу ролун тя'сири
2
2
C
нисбятиндядир.
2. Био-Савар -Лаплас гануну вя онун тятбигляри
Ъяряйанын магнит сащясинин
B
индуксийасы щям ъяряйан шиддятиндян, щям дя
бахылан нюгтянин нагилдян олан мясафясиндян асылыдыр. Буна инанмаг цчцн магнит
ягрябини нагилдян мцяййян нюгтядя йерляшдириб ондан кечян ъяряйаны дяйишмяк ки-
файятдир. Тяърцбя эюстярир ки, ъяряйан артдыгъа магнит ягрябиня тя'сир едян фырладыъы
момент дя бюйцк олур:
I
~
B
. Нагилдян кечян ъяряйаны сабит сахлайыб, магнит ягрябини
ондан мцхтялиф мясафялярдя йерляшдирдикдя мя'лум олур ки, магнит индуксийасы мясафянин
квадраты иля тярс мцтянасибдир:
2
r
/
1
~
B
(1.11)
Ъяряйан ахан нагилин айры-айры
щиссяляринин йартдыьы магнит
сащялярини
щесабламаг
чятиндир,
бялкя дя мцмкцн дейил.
Амма фязанын бу вя йа диэяр
нюгтясиндя юлчцлян йекун
магнит сащясини, айры-айры ъяряйан
елементляринин
магнит
сащяляринин
вектору
ъями,
суперпозийасы
щесаб
етмяк олар. Бцтцн бц фикирляр Био-Савар-Лаплас ганунунда цмумиляшдирилиб: Ихтийари
формалы нагилдян ахан ъяряйаны сонсуз кичик
Id
ъяряйан елементляриня бюлмяк
мцмкцндцр. Бу ъяряйан елементинин фязанын ихтийари
P
нюгтясиндя йаратдыьы (шякил 1.2)
магнит сащясинин
B
d
индуксийасы
12
.
1
4
3
0
r
r
l
d
I
B
d
ифадяси иля тя'йин олунур. Бурада
l
d
,
r
елементиндян
P
–йя чякилян радиус-векторудур.
Сон ифадяни ачыг йазсаг
13
.
1
sin
4
sin
4
sin
4
2
0
2
0
2
0
r
idV
r
Sdl
i
r
Idl
dB
шяклини алар.
l
d
,
иля
r
арасындакы буъаг,
i
-ъяряйанын сыхлыьы,
dV
наги-
лин щяъм елементидир.
P
нюгтясиндя магнит сащясинин индуксийасыны (1.13)
ифадясини бцтцн ъяряйан елементляриня эюря интегралламагла
(ъямлямякля) тапмаг олар.
14
.
1
B
d
B
Инди дя Био-Савар-Лаплас ганунунун тятбигляриня бахаг:
1) Ъяряйан ахан, чох узун дцз нагил эютцряк. Онун
P
r
dl
I
Шякил 1.2
y
I
O x P
r
dy
Шякил 1.3
dy
dl
елементиндян
r
мясафядяки
P
нюгтясиндя йаратдыьы магнит индуксийасы
B
олсун
(шякил 1.3).(Галан кямиййятляр шякилдя эюстярилиб):
Бу елементин
r
мясафядя йаратдыьы магнит индуксийасы
15
.
1
sin
4
2
0
r
dy
I
B
Бурада
-
2
2
2
y
x
r
дыр. Интеграллама нагилин узунлуьу
y
l
иля апарылыр,
x
ися сабит
кямиййятдир. Интеграл алтында ики дяйишян вар:
y
вя
. Онлар бир-бириндян асылыдыр:
16
.
1
tg
x
y
Бурада
17
.
1
sin
cos
2
2
2
2
x
d
r
r
x
xd
d
x
d
ec
x
dy
Беляликля,
0
0
0
0
0
18
.
1
2
4
cos
4
sin
4
x
I
x
I
d
x
I
B
дцз ъяряйанын магнит сащясинин индуксийасы мясафя иля тярс мцтянасиб азалыр.
2) Инди дя
I
ъяряйаны ахан
R
радиуслу даиряви сарьы эютцряк (шякил 1.4). Сарьынын
йухарысындакы
l
Id
ъяряйан елементинин йаратдыьы магнит индуксийасынын истигамяти шякилдя
эюстярилиб.
19
.
1
4
2
0
r
Idl
dB
Тохунан радиуса нормал олдуьу цчцн
R
r
,
2
вя
1
sin
–дир.
B
d
–ни ики; сарьынын охуна
нормал
dB
вя паралел
11
dB
топлананларына айыраг.
Сарьынын
гаршы-гаршыйа
дурмуш
Idl
ъяряйан
елементляриндян ъяряйан якс истигамятлярдя ахдыьы
цчцн онларын
dB
сащяляри бир-бирини йох едир. Она
эюря дя даиряви ъяряйанын йекун магнит сащясинин
индуксийасы онун оху истигамятиндя йюнялмиш
11
dB
–лярин ъяминя бярабяр олур:
2
1
2
2
11
x
R
RdB
r
R
dB
cos
dB
dB
B
(1.20)
Бурада
x
–даиряви сарьынын мяркязиндян
P
–йя гядяр олан мясафя,
2
2
2
x
R
r
-дыр.
Сон ифадядя
dB
–нин гиймятини йазаг:
21
.
1
2
4
4
2
3
2
2
2
0
2
3
2
2
0
x
R
I
R
dl
x
R
IR
B
Бурада
R
2
dl
чеврянин узунлуьудур. (1.21) ифадяси ъяряйанлы сарьынын оху
цзяриндяки ихтийари нюгтядя магнит индуксийасыны щесабламаьа имкан верир. Сарьынын
мяркязи цчцн
0
x
вя
22
.
1
2
4
0
R
I
B
аларыг. (20.21) ифадясини магнит сащя интенсивлийи цчцн йазсаг:
2
3
2
2
2
x
R
I
R
2
k
H
(1.23)
олар. Бурада
4
k
0
-дир.
Даиряви ъяряйанын магнит сащясинин истигамяти дя саь ял вя йа бурьу гайдасы иля
dl
r
B
d
R
Шякил 1.4
||
B
d
B
d
тя'йин олунур. Бу щалда
I
вя
B
йерлярини дяйиширляр. Ъяряйанлы сарьы магнит диполу ролуну
ойнайыр.
2
R
S
сарьынын сащяси
S
I
P
m
магнит диполу моменти олдуьу цчцн (1.21)
ифадясини
24
.
1
2
4
2
3
2
2
0
x
R
P
B
m
шяклиндя йазмаг олар.
Ъяряйанлы сарьыдан бюйцк мясафялярдя (
R
X
) сон ифадя садяляшир:
25
.
1
2
4
3
0
x
P
B
m
Бу ифадя ися електрик диполунун йаратдыьы сащянин ифадясиня тамамиля охшардыр.
1. Щярякят едян йцкцн магнит сащяси
2.
Ъяряйанын ятрафында йаранан магнит сащяси низамлы щярякят едян йцклярин магнит
сащяляринин суперпозисийасыдыр.
Idl
ъяряйан елементинин юзцндян
r
мясафядя йаратдыьы
магнит сащясинин
dB
индуксийасы
26
.
1
sin
4
2
0
r
Idl
dB
дцстуру иля щесабланыр. Бурада
27
.
1
dN
e
ndV
e
Sdl
en
iSdl
Idl
S
нагилин ен кясик сащяси,
n
електронларын консентрасийасы,
dV
нагилин щяъми,
dN
ися
бу щяъмдяки електронларын цмуми сайыдыр. Онда
28
.
1
sin
4
2
0
r
dN
e
dB
аларыг. Бу ифадянин щяр тяряфини
dN
я бюляк:
29
.
1
sin
4
2
0
r
e
dN
dB
B
30
.
1
4
3
0
r
r
e
B
Сон ифадя сабит
сцр'яти иля щярякят едян йцкцн магнит сащясини тя'йин едир. Онун
да истигамяти бурьу гайдасы иля тя'йин олунур: мцсбят йцк бурьунун ирялилямя
истигамятиндя щярякят едирся, бу заман дястяйин фырланма истигамяти
B
–нин истигамятини
эюстярир (шякил 1.5). Мянфи йцк щалында
B
истигамятини яксиня дяйишир.
Щярякят едян йцкцн електрик вя магнит сащяляри арасында ялагя олаъаьыны эюзлямяк
тябии оларды. Сцкунятдя олан електрик йцкц йалныз електростатик сащя, щярякят едян йцк ися
щям електрик, щям дя магнит сащяляри йарадыр. (1.30) ифадясинин шяклини ашаьыдакы кими
дяйишяк:
r
B
–
r
+
B
Шякил 1.5
31
.
1
sin
sin
4
1
4
4
0
0
2
0
0
0
E
r
e
B
вя йа
32
.
1
0
0
E
B
Бурада
2
0
r
e
4
1
E
щярякят едян йцкцн юзцндян
r
мясафядя йаратдыьы електрик
сащясинин интенсивлийидир.
33
.
1
1
10
3
1
4
9
2
10
2
2
8
7
9
0
0
c
вя
c
10
3
c
8
м
ишыьын бошлугда йайылма сцр'яти олдуьуну нязяря алаг:
E
c
1
B
2
(1.34)
Сон ифадяни беля охумаг олар:
сцр'яти иля щярякят едян електрик сащяси магнит
сащяси доьурур.
Беляликля, електрик вя магнит сащяляри бир-бири иля баьлыдыр.
2
c
ямсалы ися эюстярир ки,
ейни бир йцкцн йаратдыьы магнит сащясинин индуксийасы електрик сащяси интенсивлийинин
2
c
щиссясини тяшкил едир. Бу сябябдян електромагнит сащясинин маддя иля гарышыглы тясирини
нязяря алмырлар.
Електрик йцкцнцн сабит сцрятля щярякяти вя йа сцкуняти нисбидир, щесаблама
системинин сечилмясиндян асылыдыр. Йцкля баьлы щесаблама системиндя йцк сцкунятдядир
вя магнит сащяси дя йохдур (
0
B
). Йцкдян кянардакы щесаблама системиня нязярян
йцк щям електрик щям дя магнит сащяляри йарадыр. Щярякят едян йцкцн магнит сащясинин
щесаблама системинин сечилмясиндян асылы олмасы эюстярир ки, сащянин електрик вя йа
магнит олмасы нисбидир.
3. Соленоидин йаратдыьы магнит
сащяси
4.
Охлары ейни олан вя бир-бириня чох йахын йерляшмиш чохлу сайда чевряви ъяряйанлар
системиня соленоид дейилир. Соленоидин диаметри онун узунлуьуна нязярян чох кичикдирся,
беля соленоид сонсуз узун соленоид адланыр (шякил 1.6).
Сонсуз узун соленоидин дахилиндя магнит сащясини бир-
ъинсли гябул етмяк олар. Соленоидин щяр бир долаьынын
йаратдыьы магнит сащяси онун дахилиндя йараныр,
хариъиндя ися сащя интенсивлийи сыфыр олур.
Инди
соленоидин
дахилиндя
йаранан
магнит
сащясинин интенсивлийини щесаблайаг. Фярз едяк ки,
соленоидин узунлуьу
l
, цмуми сарьыларынын сайы
,
N
ващид узунлуьа дцшян сарьыларын сайы ися
l
N
n
–дир.
§ 2- дя эюстярдик ки, чевряви ъяряйанын оху истигамятиндя йаратдыьы магнит сащясинин
интенсивлийи
35
.
1
2
2
3
2
2
2
l
R
I
R
k
H
шяклиндя ифадя олунур. Соленоидин
dl
щиссясини эютцряк. Бу щиссядяки сарьыларын сайы
ndl
вя бу щиссянин соленоид дахилиндя йаратдыьы сащянин интенсивлийи
dH
олса, айдындыр ки,
r
dl
R
А
Шякил 1.6
36
.
1
2
2
3
2
2
2
dl
l
R
nI
R
k
Hndl
dH
олар. Бу ифадя дя
r
l
R
2
2
вя
dl
дяйишян кямиййятлярдир. Онлары бир
-дяйишяни иля
явяз едяк. 1.6-ъы шякилдян эюрцнцр ки,
37
.
1
sin
R
r
вя
38
.
1
Rctg
l
вя йа
39
.
1
sin
2
Rd
dl
шяклиндя ифадя етмяк олар. (1.37) вя (1.39) ифадясини (1.36)-дя нязяря алсаг йазарыг.
40
.
1
sin
2
d
nI
k
dH
Соленоидин бцтцн сарьыларынын
A
-нюгтясиндя йаратдыьы сащя интенсивлийини тапмаг
цчцн (1.40) ифадясини
-нын бцтцн гиймятляри цзря интегралламаг лазымдыр. Онун цчцн
A
нюгтясиндян соленоидин уъларына
1
r
вя
2
r
радиус векторлары чякилир. Бу радиус векторларын
соленоидин оху иля ямяля эятирдийи диэяр буъаглар
1
вя
2
олсун. Онда
2
1
1
2
cos
cos
nI
2
k
d
sin
nI
2
k
H
41
.
1
cos
cos
2
1
2
nI
k
H
алынар.
Хцсуси щаллара бахаг.
1. Фярз едяк ки, солеонид сонсуз узундур. Бу щалда
1
2
,
0
олар. Она эюря дя
42
.
1
4 nI
k
H
алынар.
2. Фярз едяк ки,
A
-нюгтяси солоноидин уъларындан бириндя йерляшмишдир.
Бу щалда
2
,
0
1
2
вя
43
.
1
2 nI
k
H
олар.
БС-дя
4
1
k
олдуьундан, (1.42) вя (1.43) ифадяляри, уйьун олараг.
nI
H
(1.44)
nI
2
1
H
(1.45)
шяклини алар. Соленоидин дахилиндя йаранан магнит сащясинин индуксийасы ися БС-дя,
мцщитдя
46
.
1
0
nI
B
олар.
Dostları ilə paylaş: |