2. Тоқ күшімен кернеуді өлшеу. Реостат. Потенциометр. Шунт және қосымша кедергі.

Электр Кедергісі – өткізгіштің (немесе электр тізбегінің) электр тогының өтуіне қарсы әсерін сипаттайтын физикалық шама. Тұрақты ток өтетін тізбектің Э. к. активті (омдық), ал айнымалы ток тізбегіндегісі толық кедергі (омдық, сыйымдылық және индуктивтік кедергілердің қосындысы) деп аталады. Э. к. өткізгіштің материалына, оның пішініне, сыртқы жағдайларға т. б. тәуелді болады. Жиілік жоғарылағанда өткізгіштің сыртқы бетіндегі ток тығыздығының артуы кедергі шамасын көбейтеді. Меншікті Э. к. бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) омѓм-мен өлшенеді. Электр тізбегіндегі ток шамасын реттеу немесе шектеу үшін қосылатын (жалғанатын) элементті (радиобөлшекті) кейде “Э. к.” деп те атайды. Мұның реттелетін түрі реостат; ал реттелмейтіндерінің бірі (тізбекке тізбектей жалғанатыны) қосымша кедергі, екіншісі (параллель жалғанатыны) шунт деп аталады.

Өткiзгiштiң тiзбектегi ток күшiн шектеу қасиетiн сипаттайтын шама кедергi деп аталады. Еркiн электрондардың кристалл торының иондарымен соқтығысуы өткiзгiш кедергiсiне себеп болады.

Ом заңы бойынша өткiзгiш кедергiсi өткiзгiштiң ұштарындағы кернеудiң ток күшiне қатынасына тең:

Халықаралық бiрлiктер жүйесiнде СИ кедергi оммен (1 Ом) өлшенедi:

Реостат – электр желісіндегі кернеуді немесе токты тежейтін және реттейтін электр құрылғысы. Қолданылуына қарай іске қосу, реттеу, жүктеме және қоздыру Р-ы болып; өткізгіш элементтің материалына сәйкес металдық, сұйықтық және көмірлі Р. болып бөлінеді.

№10 БИЛЕТ

1. Электр тогы. Токтың әсері. Ток күші. Металл өткізгіштегі электрондардың реттелген қозғалысының жылдамдығы. Электр тогының бар болу шарттары.

Электр тогы деп электр зарядтарының реттелген қозғалысын айтады.

Өткiзгiштегi оң зарядталған бөлшектердiң қозғалыс бағыты электр тогының бағыты ретiнде алынады.

Ток күшi деп аталатын скалярлық шама I электр тогының сандық сипаттамасы болады. Өткiзгiштiң көлденең қимасы арқылы бiр уақыт аралығында тасымалданатын заряд мөлшерiн ток күшi дейдi. Егер өткiзгiштiң көлденең қимасы арқылы Δt уақыт аралығында Δq заряды тасымалданса, ток күшi: тең болады.

Халықаралық бiрлiктер жүйесiнде СИ ток күшi ампермен (1 А) өлшенедi. Ол француз ғалымы Андре Мари Ампердiң атымен аталады.

2. Капилярлық құбылыстар.

Қатты дене бетiмен үлдiр секiлдi ағып-жайылатын сұйық жұғатын сұйық деп аталады, ал тамшыға айналып, жиылып тұратын сұйық жұқпайтын сұйық деп аталады. Жұғу және жұқпау эффектерi қатты қабырға маңындағы ашық беттердiң қисаюымен бiрлесiп (қатар) жүредi. Өте тар түтiкшелер – капиллярлар қарастырылған жағдайда, ондай қисайған беттер мениск деп аталады.

Жұғу құбылысы, қатты дене бетiне және менискке олардың қиылысу нүктелерiнде жүргiзiлген жанамалар арасындағы шектiк бұрыш δ арқылы сипатталады. Ол сұйықтың iшiнен бастап өлшенедi. Жұғатын сұйықтар үшiн шектiк бұрыш сүйiр болып келедi: 0 ≤δ<π/2 (1 - сурет), ал жұқпайтын сұйықтар үшiн – ол доғал: π/2 <δ≤π (2 - сурет). δ = 0 жағдайы идеалды жұғуға, ал δ = π жағдайы идеалды жұқпауға сәйкес.

Ойыс бетпен шектелген сұйықтың қысымы қоршаған орта қысымынан аз болып келедi. Сол себептен қыл түтiктегi жұғатын сұйықтың бiр бөлiгi, көтерiлген сұйық деңгейiнiң гидростатикалық қысымы осы қысымдардың айырымын компенсациялағанға шейiн, сырттан сорыла беретiн болады. Керiсiнше, дөңес бет астындағы сұйықтың қысымы, оның үстiндегi қоршаған орта қысымынан әлде қайда үлкен. Егер қыл түтiктердi жұқпайтын сұйығы бар кең ыдысқа салып қойса, онда оның (сұйықтың) қыл түтiктегi деңгейi ыдыстағы деңгейiнен төмен болып орналасады.

1-сурет

2.6-сурет

1- суретте келтiрiлгендей, қыл түтiктегi сұйықтың көтерiлу (түсу) деңгейiн h – ты анықтайық. Идеалды жұғу (жұқпау) кезiнде қыл түтiкше iшiндегi менисктiң пiшiнi дұрыс жартылай сфера тәрiздес және олардың түсiретiн қосымша қысымы p_м мынаған тең:

p_м = 2σ/r

σ - сұйықтың беттiк керiлу коэффициентi, r - қыл түтiк радиусы, p_м>0 болса мениск дөңес болады, p_м<0 -мениск ойыс болады.

p_a – қоршаған ортаның қысымы болсын. Сонда мениск астындағы сұйықтың қысымы мынаған тең болады: p_a - 2σ/r . Кең ыдыстың ашық бетi деңгейiнде бұл қысымға, тығыздығы ρ сұйықтың көтерiлу деңгейiнiң F_A салмағы әсерiнен түсiрiлетiн гидростатикалық қысымы p_ст қосылады:

p_ст =F_A/S = mg /πr² = π r²h·ρg/ π r² = ρgh.

Тепе-теңдiк жағдайы орныққандықтан, астыңғы жағынан да, үстiңгi жағынан да сол деңгейге бiрдей қысым әсер етедi. Соның салдарынан

p_a - 2σ/r + ρgh = p_a.

Бұдан

екендiгi шығады.

Сұйықтың ашық бетiндегi молекулалардың артық потенциалдық энергиясы беттiк энергия деп аталады. Егер денеге сыртқы күштер әсер етпейтiн болса, онда беттiк энергияның мәнi өте аз болады және сонымен бiрге сол беттiң ауданы да өте кiшкентай болады.

Бiрлiк ауданның беттiк энергиясы σ - меншiктi беттiк энергия деп аталады:

σ = W/S ,

мұндағы W – S ауданға жинақталған беттiк энергия. СИ өлшем бiрлiк жүйесiнде меншiктi беттiк энергия Дж/м² – пен өлшенедi.

Оларды сандық жағынан бағалау үшiн беттiк керiлу коэффициентi деген ұғым енгiзiледi. Бұл коэффициент сұйықтың бос бетiнiң ауданын бiрлiкке изотермалық түрде арттыру үшiн жасалатын жұмыс ретiнде анықталады.

Жоғарыдағы айтылғанарды ескерсек: ΔW = -A =σΔS . Бұдан

σ = - A/ΔS (A<0) екендiгi шығады.

Егер сұйықтың ашық бетi тұйық сызықпен шектелген болса, онда бұл сызық - жұғылу периметрi деп аталады. Ондай беттер үшiн σ = F / L, СИ өлшем бiрлiк жүйесiнде σ шамасының өлшем бiрлiгi Н/м.

№11 БИЛЕТ