ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ ఫార్ములా యొక్క సంభావ్య శక్తి. సంభావ్య వ్యత్యాసం, ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ మరియు వోల్టేజ్ గురించి

సంభావ్య వ్యత్యాసం

రెండు బిందువుల మధ్య విద్యుత్ (వోల్టేజ్) అనేది ఒక యూనిట్ ధనాత్మక చార్జ్‌ను ఫీల్డ్‌లోని ఒక పాయింట్ నుండి మరొకదానికి తరలించడానికి విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క పనికి సమానం.

ఎలెక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ (EMF) అనేది ప్రత్యక్ష లేదా ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత మూలాలలో బాహ్య (సంభావ్యత లేని) శక్తుల పనిని వర్ణించే భౌతిక పరిమాణం. క్లోజ్డ్ కండక్టింగ్ సర్క్యూట్‌లో, సర్క్యూట్‌తో పాటు ఒకే సానుకూల చార్జ్‌ని తరలించడానికి ఈ శక్తుల పనికి EMF సమానంగా ఉంటుంది.

EMF బాహ్య శక్తుల (Eex) యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర బలం పరంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. క్లోజ్డ్ లూప్ (L)లో, అప్పుడు EMF సమానంగా ఉంటుంది: , ఇక్కడ dl అనేది లూప్ పొడవు యొక్క మూలకం. వోల్టేజ్ వంటి EMF వోల్ట్లలో కొలుస్తారు.

ఎలక్ట్రిక్ వోల్టేజ్ అనేది ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ యొక్క రెండు పాయింట్లు మరియు ఈ ఛార్జ్ యొక్క పరిమాణం మధ్య చార్జ్‌ను బదిలీ చేసేటప్పుడు చేసిన పని యొక్క నిష్పత్తికి సంఖ్యాపరంగా సమానమైన భౌతిక పరిమాణం.

ఎలక్ట్రికల్ రెసిస్టెన్స్ అనేది ఒక భౌతిక పరిమాణం, ఇది విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిరోధించడానికి కండక్టర్ యొక్క లక్షణాలను వర్ణిస్తుంది మరియు కండక్టర్ చివర్లలోని వోల్టేజ్ యొక్క నిష్పత్తికి దాని ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ యొక్క బలానికి సమానంగా ఉంటుంది. ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ సర్క్యూట్‌లకు మరియు ఎలెక్ట్రోమాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌లను ఆల్టర్నేట్ చేయడానికి రెసిస్టెన్స్ ఇంపెడెన్స్ మరియు క్యారెక్ట్రిక్ ఇంపెడెన్స్ అనే భావనల ద్వారా వివరించబడింది. రెసిస్టెన్స్ (రెసిస్టర్) అనేది ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌లలో క్రియాశీల ప్రతిఘటనను పరిచయం చేయడానికి రూపొందించిన రేడియో భాగం అని కూడా పిలుస్తారు.

ప్రతిఘటన (తరచూ R లేదా r అక్షరంతో సూచించబడుతుంది) నిర్దిష్ట పరిమితుల్లో, ఇచ్చిన కండక్టర్‌కు స్థిరమైన విలువగా పరిగణించబడుతుంది; అది ఎక్కడ అని లెక్కించవచ్చు

R - ప్రతిఘటన;

U అనేది కండక్టర్ చివర్లలో విద్యుత్ సంభావ్య వ్యత్యాసం;

I అనేది సంభావ్య వ్యత్యాసం ప్రభావంతో కండక్టర్ చివరల మధ్య ప్రవహించే ప్రస్తుత బలం.

స్థిరమైన క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క సజాతీయ కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన R కండక్టర్ యొక్క పదార్థం, దాని పొడవు మరియు క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది:

ఇక్కడ ρ అనేది కండక్టర్ పదార్ధం యొక్క రెసిస్టివిటీ, L అనేది కండక్టర్ యొక్క పొడవు మరియు S అనేది క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం. రెసిస్టివిటీ యొక్క రెసిప్రోకల్‌ను వాహకత అంటారు. ఈ పరిమాణం నెర్న్‌స్ట్-ఐన్‌స్టీన్ ఫార్ములా ద్వారా ఉష్ణోగ్రతకు సంబంధించినది: ఎక్కడ

T - కండక్టర్ ఉష్ణోగ్రత;

D అనేది ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల వ్యాప్తి గుణకం;

Z అనేది క్యారియర్ యొక్క విద్యుత్ ఛార్జీల సంఖ్య;

ఇ - ప్రాథమిక విద్యుత్ ఛార్జ్;

సి - ఛార్జ్ క్యారియర్ ఏకాగ్రత;

kB అనేది బోల్ట్జ్‌మాన్ యొక్క స్థిరాంకం.

కాబట్టి, కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన క్రింది విధంగా ఉష్ణోగ్రతకు సంబంధించినది:

సూపర్ కండక్టివిటీ అనేది కొన్ని పదార్థాలు నిర్దిష్ట విలువ (క్లిష్ట ఉష్ణోగ్రత) కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నప్పుడు ఖచ్చితంగా సున్నా విద్యుత్ నిరోధకతను కలిగి ఉండే లక్షణం.

47. శాఖల గొలుసులు. Kirchhoff నియమాలు మరియు వారి భౌతిక కంటెంట్.

సరళమైన శాఖల గొలుసు. దీనికి మూడు శాఖలు మరియు రెండు నోడ్‌లు ఉన్నాయి. ప్రతి శాఖకు దాని స్వంత కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. శ్రేణిలో అనుసంధానించబడిన మూలకాల ద్వారా ఏర్పడిన సర్క్యూట్ యొక్క విభాగంగా ఒక శాఖను నిర్వచించవచ్చు (దీని ద్వారా అదే కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది) మరియు రెండు నోడ్‌ల మధ్య ఉంటుంది. ప్రతిగా, నోడ్ అనేది గొలుసులోని ఒక బిందువు, దీనిలో కనీసం మూడు శాఖలు కలుస్తాయి. ఎలక్ట్రికల్ రేఖాచిత్రంలో (మూర్తి 2) రెండు పంక్తుల ఖండన వద్ద ఒక చుక్క ఉంటే, అప్పుడు ఈ స్థలంలో రెండు పంక్తుల మధ్య విద్యుత్ కనెక్షన్ ఉంది, లేకపోతే లేదు. రెండు శాఖలు కలిసే నోడ్, వాటిలో ఒకటి మరొకదాని కొనసాగింపు, తొలగించగల లేదా క్షీణించిన నోడ్ అంటారు.

Kirchhoff చట్టాలు (లేదా Kirchhoff నియమాలు) ఏ విద్యుత్ వలయం యొక్క విభాగాలలో ప్రవాహాలు మరియు వోల్టేజీల మధ్య ఉండే సంబంధాలు. Kirchhoff నియమాలు మీరు ప్రత్యక్ష మరియు పాక్షిక-స్థిర ప్రవాహం యొక్క ఏదైనా విద్యుత్ సర్క్యూట్లను లెక్కించేందుకు అనుమతిస్తాయి. ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ల సిద్ధాంతంలో అనేక సమస్యలను పరిష్కరించడానికి అవి అనుకూలంగా ఉన్నందున, వారి బహుముఖ ప్రజ్ఞ కారణంగా వారు ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో ప్రత్యేక ప్రాముఖ్యత కలిగి ఉన్నారు. లీనియర్ సర్క్యూట్‌కు కిర్చోఫ్ నియమాలను వర్తింపజేయడం వల్ల కరెంట్‌ల కోసం సరళ సమీకరణాల వ్యవస్థను పొందగలుగుతాము మరియు తదనుగుణంగా, సర్క్యూట్ యొక్క అన్ని శాఖలలోని ప్రవాహాల విలువను కనుగొనండి. 1845లో గుస్తావ్ కిర్చోఫ్ రూపొందించారు.

కిర్చోఫ్ యొక్క మొదటి చట్టం (కిర్చోఫ్స్ లా ఆఫ్ కరెంట్స్, ZTK) ఏదైనా సర్క్యూట్ యొక్క ఏదైనా నోడ్‌లోని ప్రవాహాల బీజగణిత మొత్తం సున్నాకి సమానం (ప్రవహించే ప్రవాహాల విలువలు వ్యతిరేక గుర్తుతో తీసుకోబడతాయి):

మరో మాటలో చెప్పాలంటే, నోడ్‌లోకి ఎంత కరెంట్ ప్రవహిస్తుందో, దాని నుండి అంత ప్రవహిస్తుంది. ఈ చట్టం ఛార్జ్ పరిరక్షణ చట్టం నుండి అనుసరిస్తుంది. ఒక సర్క్యూట్ p నోడ్‌లను కలిగి ఉంటే, అది p − 1 ప్రస్తుత సమీకరణాల ద్వారా వివరించబడుతుంది. ఈ చట్టం ఇతర భౌతిక దృగ్విషయాలకు కూడా వర్తించవచ్చు (ఉదాహరణకు, నీటి పైపులు), ఇక్కడ పరిమాణం మరియు ఈ పరిమాణం యొక్క ప్రవాహం యొక్క పరిరక్షణ చట్టం ఉంది.

Kirchhoff యొక్క రెండవ నియమం (Kirchhoff యొక్క ఒత్తిడి చట్టం, ZNK) ఏదైనా క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్ సర్క్యూట్‌లో వోల్టేజ్ తగ్గుదల యొక్క బీజగణిత మొత్తం అదే సర్క్యూట్‌లో పనిచేసే emf యొక్క బీజగణిత మొత్తానికి సమానం అని పేర్కొంది. సర్క్యూట్లో EMF లేకపోతే, మొత్తం వోల్టేజ్ డ్రాప్ సున్నా:

స్థిరమైన వోల్టేజీల కోసం

ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజీల కోసం

మరో మాటలో చెప్పాలంటే, సర్క్యూట్ వెంట సర్క్యూట్ చుట్టూ తిరిగేటప్పుడు, సంభావ్యత, మారుతున్నప్పుడు, దాని అసలు విలువకు తిరిగి వస్తుంది. ఒక సర్క్యూట్ బ్రాంచ్‌లను కలిగి ఉంటే, వాటిలో శాఖలు ప్రస్తుత మూలాలను పరిమాణంలో కలిగి ఉంటే, అది వోల్టేజ్ సమీకరణాల ద్వారా వివరించబడుతుంది. ఒక సర్క్యూట్తో కూడిన సర్క్యూట్ కోసం రెండవ నియమం యొక్క ప్రత్యేక సందర్భం ఈ సర్క్యూట్ కోసం ఓం యొక్క చట్టం.

కాలక్రమేణా కరెంట్‌లు మరియు వోల్టేజీలలో ఏ రకమైన మార్పుకైనా కిర్చోఫ్ యొక్క చట్టాలు లీనియర్ మరియు నాన్ లీనియర్ సర్క్యూట్‌లకు చెల్లుబాటు అవుతాయి.

ఉదాహరణకు, చిత్రంలో చూపిన సర్క్యూట్ కోసం, మొదటి చట్టం ప్రకారం, క్రింది సంబంధాలు సంతృప్తి చెందాయి:

ప్రతి నోడ్‌కు సానుకూల దిశను ఎంచుకోవాలని గుర్తుంచుకోండి, ఉదాహరణకు ఇక్కడ, నోడ్‌లోకి ప్రవహించే ప్రవాహాలు సానుకూలంగా పరిగణించబడతాయి మరియు బయటకు ప్రవహించే ప్రవాహాలు ప్రతికూలంగా పరిగణించబడతాయి.

రెండవ చట్టం ప్రకారం, కింది సంబంధాలు చెల్లుబాటు అవుతాయి:

studfiles.net

3.3 సంభావ్య. సంభావ్య వ్యత్యాసం.

సిస్టమ్‌లో చేర్చబడని కొంత ఛార్జ్‌పై ఛార్జీల వ్యవస్థ పనిచేసే శక్తి, సిస్టమ్‌లోని ప్రతి ఛార్జీలు ఛార్జ్‌పై విడిగా పనిచేసే శక్తుల వెక్టార్ మొత్తానికి సమానం (సూపర్‌పొజిషన్ సూత్రం).

ఇక్కడ, ప్రతి పదం మార్గం యొక్క ఆకృతిపై ఆధారపడి ఉండదు మరియు అందువలన, మార్గం మరియు మొత్తంపై ఆధారపడి ఉండదు.

కాబట్టి ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ సంభావ్యత.

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ ఫోర్స్ చేసిన పనిని తగ్గించడం ద్వారా వ్యక్తీకరించవచ్చు

	సంభావ్య శక్తి - రెండు రాష్ట్ర విధుల మధ్య వ్యత్యాసం:
	A12= ఎపి1– ఎపి2
	అప్పుడు వ్యక్తీకరణ (3.2.2) ఇలా తిరిగి వ్రాయవచ్చు:
	ఫార్ములాలను (3.2.2) మరియు (3.2.3) పోల్చడం ద్వారా మేము సంభావ్యత కోసం వ్యక్తీకరణను పొందుతాము
	ఛార్జ్ యొక్క శక్తి q" ఛార్జ్ ఫీల్డ్‌లో q:

సంభావ్య శక్తి ఏకీకరణ స్థిరాంకం వరకు నిర్ణయించబడుతుంది. వ్యక్తీకరణ Epotలో స్థిరాంకం యొక్క విలువ. చార్జ్‌ని అనంతానికి తొలగించినప్పుడు (అంటే r = ∞ వద్ద), సంభావ్య శక్తి తిరగబడే విధంగా ఎంపిక చేయబడుతుంది

విభిన్న పరీక్షా ఛార్జీలు q",q"",... ఫీల్డ్‌లోని ఒకే పాయింట్‌లో వివిధ శక్తులు En", En"" మరియు మొదలైనవి ఉంటాయి. అయితే, En/q"pr నిష్పత్తి అన్ని ఛార్జీలకు ఒకే విధంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, స్కేలార్ పరిమాణం ప్రవేశపెట్టబడింది, ఇది

ఈ వ్యక్తీకరణ నుండి పొటెన్షియల్ అనేది ఫీల్డ్‌లోని ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద యూనిట్ ధనాత్మక చార్జ్ కలిగి ఉన్న సంభావ్య శక్తికి సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటుంది.

పొటెన్షియల్ ఎనర్జీ (3.2.3) విలువను (3.3.1.)గా మార్చడం ద్వారా, మేము పొందుతాము

పొటెన్షియల్, పొటెన్షియల్ ఎనర్జీ వంటిది, ఏకీకరణ స్థిరాంకానికి ఖచ్చితంగా నిర్ణయించబడుతుంది. అనంతానికి తీసివేయబడిన పాయింట్ యొక్క సంభావ్యత సున్నా అని భావించడానికి మేము అంగీకరించాము. అందువల్ల, వారు "అటువంటి మరియు అటువంటి పాయింట్ యొక్క సంభావ్యత" అని చెప్పినప్పుడు, అవి ఈ పాయింట్ మరియు అనంతానికి తీసివేయబడిన పాయింట్ మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని సూచిస్తాయి. సంభావ్యత యొక్క మరొక నిర్వచనం:

φ = Aq∞ లేదా A∞ = qφ,

ఆ. సంభావ్యత అనేది ఒక యూనిట్ ధనాత్మక చార్జ్‌పై ఫీల్డ్ శక్తులు చేసే పనికి సంఖ్యాపరంగా సమానం, అది ఇచ్చిన పాయింట్ నుండి అనంతానికి దూరంగా కదులుతుంది

dA = Fl dl = El qdl

(దీనికి విరుద్ధంగా, యూనిట్ ధనాత్మక చార్జ్‌ను అనంతం నుండి ఫీల్డ్‌లో ఇచ్చిన పాయింట్‌కి తరలించడానికి అదే పని చేయాలి.

ఫీల్డ్ ఛార్జీల వ్యవస్థ ద్వారా సృష్టించబడినట్లయితే, సూపర్ పొజిషన్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి, మేము పొందుతాము:

ఆ. ఛార్జ్‌ల వ్యవస్థ ద్వారా సృష్టించబడిన ఫీల్డ్ పొటెన్షియల్, ఒక్కో ఛార్జీల ద్వారా విడిగా సృష్టించబడిన పొటెన్షియల్‌ల బీజగణిత మొత్తానికి సమానం. కానీ మీకు గుర్తున్నట్లుగా, ఫీల్డ్‌లు సూపర్మోస్ చేయబడినప్పుడు - వెక్టోరియల్‌గా ఉద్రిక్తతలు జోడించబడతాయి.

ఛార్జ్ qపై ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ ఫోర్స్‌ల పనికి తిరిగి వెళ్దాం". పనిని వ్యక్తపరుస్తాము

ఇక్కడ U అనేది సంభావ్య వ్యత్యాసం లేదా వోల్టేజ్ అని కూడా పిలుస్తారు. మార్గం ద్వారా, ఒక మంచి సారూప్యత:

A12 = mgh2 -mgh3 = m(gh2 - gh3)

gh - గురుత్వాకర్షణ క్షేత్ర సంభావ్యత మరియు m - ఛార్జ్ యొక్క అర్థం.

కాబట్టి సంభావ్యత అనేది స్కేలార్ పరిమాణం, కాబట్టి φని ఉపయోగించండి మరియు లెక్కించండి

E కంటే సరళమైనది. సంభావ్య వ్యత్యాసాలను కొలిచే సాధనాలు విస్తృతంగా ఉన్నాయి. ఫార్ములా A∞=qφ సంభావ్యత యొక్క యూనిట్లను స్థాపించడానికి ఉపయోగించవచ్చు: యూనిట్ φ అనేది ఫీల్డ్‌లోని ఒక పాయింట్ వద్ద సంభావ్యతగా పరిగణించబడుతుంది, ∞ ఒక యూనిట్ ధనాత్మక చార్జ్ నుండి ఒకదానికి సమానమైన పనిని చేయడం అవసరం.

కాబట్టి SIలో – సంభావ్య 1V = 1J/1C యూనిట్, SGSE 1 యూనిట్ పాట్‌లో. = 300V.

భౌతిక శాస్త్రంలో, eV అని పిలువబడే శక్తి మరియు పని యొక్క యూనిట్ తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది - ఇది 1V యొక్క సంభావ్య వ్యత్యాసం గుండా వెళుతున్నప్పుడు ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ఛార్జ్‌కు సమానమైన ఛార్జ్‌పై ఫీల్డ్ ఫోర్స్ చేసే పని, అంటే:

1eV =1.6 10−19 C V =1.6 10−19 J

3.4 ఉద్రిక్తత మరియు సంభావ్యత మధ్య సంబంధం.

కాబట్టి ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్‌ను వెక్టార్‌ని ఉపయోగించి వివరించవచ్చు

పరిమాణాలు E, లేదా స్కేలార్ పరిమాణం φని ఉపయోగించడం. ఈ పరిమాణాల మధ్య ఒక నిర్దిష్ట కనెక్షన్ ఉండాలి అని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది. ఆమెను కనుగొనండి:

ఛార్జ్ q యొక్క కదలికను ఏకపక్ష మార్గంలో వర్ణిద్దాం.

అనంతమైన సెగ్మెంట్ dl పై ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క శక్తుల ద్వారా చేసిన పనిని ఈ క్రింది విధంగా కనుగొనవచ్చు:

El - drl పై E యొక్క ప్రొజెక్షన్ - ఛార్జ్ కదలిక యొక్క ఏకపక్ష దిశ.

మరోవైపు, మేము చూపినట్లుగా, ఈ పని, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ ద్వారా జరిగితే, దూరం dl వద్ద తరలించబడిన ఛార్జ్ యొక్క సంభావ్య శక్తిలో తగ్గుదలకు సమానం.

	dA = −qdφ; ఎల్ qdl= −qdφ

ఫీల్డ్ బలం V/m యొక్క పరిమాణం ఇక్కడ నుండి వస్తుంది.

అంతరిక్షంలో dl – (కదలిక దిశ) ఓరియంట్ చేయడానికి, మీరు కోఆర్డినేట్ అక్షాలపై E అంచనాలను తెలుసుకోవాలి:

ఇక్కడ i,j,k అక్షాల యూనిట్ వెక్టర్స్.

ప్రవణత యొక్క నిర్వచనం ప్రకారం, కోఆర్డినేట్‌లకు సంబంధించి ఏదైనా ఫంక్షన్ యొక్క మొదటి ఉత్పన్నాల మొత్తం ఈ ఫంక్షన్ యొక్క ప్రవణత, అంటే:

gradφ = ∂∂φx రి + ∂∂φy rj + ∂∂φz kr

విధులు. మైనస్ సంకేతం E విద్యుత్ క్షేత్ర సంభావ్యతను తగ్గించే దిశగా నిర్దేశించబడిందని సూచిస్తుంది.

3.5 ఫీల్డ్ లైన్లు మరియు ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలాలు.

మీకు మరియు నాకు ఇప్పటికే తెలిసినట్లుగా, ఫీల్డ్ లైన్ (టెన్షన్ లైన్) యొక్క దిశ

ప్రతి బిందువు E దిశతో సమానంగా ఉంటుంది. ఇది ఉద్రిక్తత Eని అనుసరిస్తుంది

ఫీల్డ్ లైన్ యొక్క యూనిట్ పొడవుకు సంభావ్య వ్యత్యాసానికి సమానం.

ఫీల్డ్ లైన్‌లో సంభావ్యతలో గరిష్ట మార్పు సంభవిస్తుంది.

అందువల్ల, రెండు పాయింట్ల మధ్య Uని కొలవడం ద్వారా Eని గుర్తించడం ఎల్లప్పుడూ సాధ్యపడుతుంది మరియు పాయింట్లు ఎంత దగ్గరగా ఉంటే అంత ఖచ్చితంగా ఉంటాయి. ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్రంలో, శక్తులు

పంక్తులు నేరుగా ఉంటాయి. కాబట్టి, ఇక్కడ E యొక్క నిర్వచనం చాలా సులభం:

dl ద్వారా ఈ ఉపరితలంపై కదులుతున్నప్పుడు, సంభావ్యత మారదు: dφ = 0. కాబట్టి, వెక్టర్ E dlపై ప్రొజెక్షన్ 0కి సమానం, అంటే El = 0. అందుకే

ప్రతి బిందువు వద్ద E అనేది సాధారణం నుండి ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలం వరకు మళ్లించబడిందని ఇది అనుసరిస్తుంది.

మీకు నచ్చినన్ని ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలాలను మీరు గీయవచ్చు. ద్వారా

ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలాల సాంద్రతను E విలువతో అంచనా వేయవచ్చు, ఇది రెండు ప్రక్కనే ఉన్న ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలాల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం స్థిరమైన విలువకు సమానం అని అందించబడుతుంది. ప్రయోగశాల పనిలో ఒకదానిలో, మేము ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌ను మోడల్ చేస్తాము మరియు వివిధ ఆకృతుల ఎలక్ట్రోడ్‌ల నుండి ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలాలు మరియు ఫీల్డ్ లైన్‌లను కనుగొంటాము - ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలాలు ఎలా ఉండవచ్చో మీరు చాలా స్పష్టంగా చూస్తారు.

E = −gradφ సూత్రం సంభావ్యత మరియు తీవ్రత మధ్య సంబంధాన్ని వ్యక్తపరుస్తుంది మరియు φ యొక్క తెలిసిన విలువలను ఉపయోగించి ప్రతి పాయింట్ వద్ద ఫీల్డ్ బలాన్ని కనుగొనడానికి ఒకరిని అనుమతిస్తుంది. మీరు కూడా పరిష్కరించవచ్చు

విలోమ సమస్య, అనగా. ఫీల్డ్ యొక్క ప్రతి పాయింట్ వద్ద E యొక్క తెలిసిన విలువలను ఉపయోగించి, ఫీల్డ్ యొక్క రెండు ఏకపక్ష బిందువుల మధ్య φ వ్యత్యాసాన్ని కనుగొనండి. దీన్ని చేయడానికి, పాయింట్ 1 నుండి పాయింట్ 2కి తరలించేటప్పుడు ఛార్జ్ qపై ఫీల్డ్ ఫోర్స్ చేసిన పనిని ఇలా లెక్కించవచ్చు అనే వాస్తవాన్ని మేము సద్వినియోగం చేసుకుంటాము:

మరోవైపు, పనిని ఇలా సూచించవచ్చు:

A12= q(φ1−φ2)

φ1−φ2= ∫Edl

పాయింట్ 1 మరియు పాయింట్ 2 లను కలుపుతున్న ఏదైనా లైన్ వెంట సమగ్రతను తీసుకోవచ్చు, ఎందుకంటే ఫీల్డ్ ఫోర్స్ యొక్క పని మార్గంపై ఆధారపడి ఉండదు. క్లోజ్డ్ లూప్ φ1 = φ2 చుట్టూ తిరగడానికి మనకు లభిస్తుంది:

ఆ. మేము టెన్షన్ వెక్టర్ సర్క్యులేషన్ గురించి బాగా తెలిసిన సిద్ధాంతానికి చేరుకున్నాము.

పర్యవసానంగా, ఏదైనా క్లోజ్డ్ లూప్ వెంట ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ స్ట్రెంత్ వెక్టార్ సర్క్యులేషన్ సున్నా. దీన్ని కలిగి ఉన్న శక్తి క్షేత్రం

ఆస్తిని సంభావ్యత అంటారు. వెక్టార్ E సర్క్యులేషన్ నుండి సున్నా వరకు,

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క E పంక్తులు మూసివేయబడలేదని ఇది అనుసరిస్తుంది: అవి సానుకూల ఛార్జీలతో ప్రారంభమవుతాయి మరియు ప్రతికూల ఛార్జీలతో ముగుస్తాయి లేదా అనంతం వరకు వెళ్తాయి.

studfiles.net

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు భౌతిక శాస్త్రంలో సంభావ్య వ్యత్యాసం

"సంభావ్యత" అనే భావన భౌతిక శాస్త్రంలో వివిధ రంగాలు మరియు శక్తులను వర్గీకరించడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అత్యంత ప్రసిద్ధ అప్లికేషన్లు:

• విద్యుదయస్కాంత - విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క లక్షణం;
• గురుత్వాకర్షణ - గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాల లక్షణం;
• మెకానికల్ - దళాల నిర్ణయం;
• థర్మోడైనమిక్ - థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థ యొక్క శరీరాల అంతర్గత శక్తి యొక్క కొలత;
• రసాయన;
• ఎలక్ట్రోడ్.

సంభావ్య వ్యత్యాసం

ప్రతిగా, విద్యుదయస్కాంతం రెండు అంశాలుగా విభజించబడింది:

• ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ (స్కేలార్), విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క లక్షణంగా;
• అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వర్గీకరించే వెక్టర్.

మారుతున్న విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క బలం ఎలెక్ట్రిక్ పొటెన్షియల్ ద్వారా కనుగొనబడుతుంది, అయితే స్టాటిక్ ఫీల్డ్ ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.

సంభావ్య వ్యత్యాసం

సంభావ్య వ్యత్యాసం, లేదా వోల్టేజ్, ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క ప్రాథమిక భావనలలో ఒకటి. రెండు పాయింట్ల మధ్య ఛార్జ్ బదిలీ చేయడానికి విద్యుత్ క్షేత్రం చేసిన పనిగా దీనిని నిర్వచించవచ్చు. అప్పుడు, సంభావ్యత ఏమిటి అనే ప్రశ్నకు, ఇచ్చిన పాయింట్ నుండి అనంతానికి యూనిట్ ఛార్జీని బదిలీ చేసే పని ఇది అని మేము సమాధానం చెప్పగలము.

గురుత్వాకర్షణ శక్తుల విషయంలో వలె, ఒక ఛార్జ్, సంభావ్య శక్తితో కూడిన శరీరం వంటిది, విద్యుత్ క్షేత్రంలోకి ప్రవేశపెట్టినప్పుడు ఒక నిర్దిష్ట విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అధిక విద్యుత్ క్షేత్ర బలం మరియు పెద్ద ఛార్జ్, దాని విద్యుత్ సంభావ్యత ఎక్కువ.

వోల్టేజ్ని నిర్ణయించడానికి ఒక సూత్రం ఉంది:

ఇది ఛార్జ్ qని ఒక పాయింట్ నుండి మరొక పాయింట్‌కి తరలించడానికి A చేసే పనికి సంబంధించినది.

పరివర్తనను నిర్వహించిన తర్వాత, మేము పొందుతాము:

అంటే, అధిక వోల్టేజ్, ఛార్జీలను బదిలీ చేయడానికి విద్యుత్ క్షేత్రం (విద్యుత్) ఎక్కువ పని చేయాలి.

ఈ నిర్వచనం పవర్ సోర్స్ యొక్క శక్తి యొక్క సారాంశాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. దాని వోల్టేజ్ ఎక్కువ, టెర్మినల్స్ మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం, ఇది మరింత పనిని అందిస్తుంది.

సంభావ్య వ్యత్యాసం వోల్ట్లలో కొలుస్తారు. వోల్టేజీని కొలవడానికి, వోల్టమీటర్లు అని పిలువబడే కొలిచే సాధనాలు సృష్టించబడ్డాయి. అవి ఎలక్ట్రోడైనమిక్స్ సూత్రాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. వోల్టమీటర్ యొక్క వైర్ ఫ్రేమ్ ద్వారా ప్రస్తుత ప్రయాణిస్తున్న కొలిచిన వోల్టేజ్ ప్రభావంతో విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఫ్రేమ్ అయస్కాంతాల ధ్రువాల మధ్య ఉంది.

ఫ్రేమ్ మరియు అయస్కాంతం యొక్క క్షేత్రాల పరస్పర చర్య ఒక నిర్దిష్ట కోణం ద్వారా రెండోది వైదొలగడానికి కారణమవుతుంది. ఒక పెద్ద సంభావ్య వ్యత్యాసం పెద్ద కరెంట్‌ను సృష్టిస్తుంది, ఫలితంగా పెద్ద విక్షేపం కోణం ఏర్పడుతుంది. పరికరం యొక్క స్కేల్ ఫ్రేమ్ విక్షేపం యొక్క కోణానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, అంటే సంభావ్య వ్యత్యాసం మరియు వోల్ట్లలో గ్రాడ్యుయేట్ చేయబడింది.

వోల్టమీటర్

ఆధునిక ఎలక్ట్రీషియన్ చేతిలో, డయల్ గేజ్‌లు మాత్రమే కాకుండా, సర్క్యూట్‌లోని ఒక నిర్దిష్ట పాయింట్ వద్ద విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని కొలవడమే కాకుండా, ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌ను వర్ణించే ఇతర పరిమాణాలు కూడా డిజిటల్ కొలిచే సాధనాలు కూడా ఉన్నాయి. పాయింట్ల వద్ద వోల్టేజీలు ఇతరులకు సంబంధించి కొలుస్తారు, ఇవి సాంప్రదాయకంగా సున్నా విలువను కేటాయించబడతాయి. అప్పుడు సున్నా మరియు సంభావ్య టెర్మినల్స్ మధ్య కొలిచిన విలువ కావలసిన వోల్టేజ్ని ఇస్తుంది.

పైన పేర్కొన్నది వోల్టేజ్‌ని రెండు ఛార్జీల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసంగా సూచిస్తుంది. ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో, కరెంట్ ప్రవహించినప్పుడు ఈ తేడాను సర్క్యూట్‌లోని ఒక విభాగంలో కొలుస్తారు. ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం విషయంలో, అంటే, కాలక్రమేణా వ్యాప్తి మరియు ధ్రువణతను మార్చడం, సర్క్యూట్లోని వోల్టేజ్ అదే చట్టం ప్రకారం మారుతుంది. సర్క్యూట్లో క్రియాశీల ప్రతిఘటనలు ఉంటే మాత్రమే ఇది నిజం. ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ సర్క్యూట్‌లోని రియాక్టివ్ ఎలిమెంట్స్ ప్రవహించే కరెంట్‌కి సంబంధించి ఫేజ్ షిఫ్ట్‌కి కారణమవుతాయి.

పొటెన్షియోమీటర్లు

విద్యుత్ వనరుల యొక్క వోల్టేజ్, ముఖ్యంగా బ్యాటరీలు, రసాయన వనరులు, సౌర మరియు ఉష్ణ బ్యాటరీలు వంటి స్వయంప్రతిపత్తమైనవి, స్థిరంగా ఉంటాయి మరియు సర్దుబాటు చేయబడవు. చిన్న విలువలను పొందేందుకు, సరళమైన సందర్భంలో, మూడు-టెర్మినల్ వేరియబుల్ రెసిస్టర్ (పొటెన్షియోమీటర్) ఉపయోగించి పొటెన్షియోమెట్రిక్ వోల్టేజ్ డివైడర్లు ఉపయోగించబడతాయి. పొటెన్షియోమీటర్ ఎలా పని చేస్తుంది? వేరియబుల్ రెసిస్టర్ అనేది రెండు టెర్మినల్స్‌తో రెసిస్టివ్ ఎలిమెంట్, దానితో పాటు మూడవ టెర్మినల్‌తో కూడిన కాంటాక్ట్ స్లయిడర్ కదలగలదు.

పొటెన్షియోమీటర్-రియోస్టాట్

వేరియబుల్ రెసిస్టర్‌ను రెండు విధాలుగా ఆన్ చేయవచ్చు:

• రియోస్టాట్;
• పొటెన్షియోమీటర్.

మొదటి సందర్భంలో, వేరియబుల్ రెసిస్టర్‌కు రెండు టెర్మినల్స్ ఉన్నాయి: ఒకటి ప్రధానమైనది, మరొకటి స్లయిడర్ నుండి. రెసిస్టర్ బాడీ వెంట స్లయిడర్‌ను తరలించడం ద్వారా, ప్రతిఘటన మార్చబడుతుంది. వోల్టేజ్ మూలంతో సిరీస్‌లో ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్ సర్క్యూట్‌లో రియోస్టాట్‌ను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా, మీరు సర్క్యూట్‌లో కరెంట్‌ను నియంత్రించవచ్చు.

రియోస్టాట్ మార్పిడి

పొటెన్షియోమీటర్‌తో ఆన్ చేయడానికి మూడు పిన్‌లను ఉపయోగించడం అవసరం. ప్రధాన పిన్స్ విద్యుత్ సరఫరాతో సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు తగ్గిన వోల్టేజ్ స్లయిడర్ మరియు పిన్లలో ఒకటి నుండి తీసివేయబడుతుంది.

పొటెన్షియోమీటర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం క్రింది విధంగా ఉంటుంది. విద్యుత్ మూలానికి అనుసంధానించబడిన నిరోధకం ద్వారా కరెంట్ వెళుతుంది, ఇది స్లయిడర్ మరియు బాహ్య టెర్మినల్స్ మధ్య వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను సృష్టిస్తుంది. స్లయిడర్ మరియు టెర్మినల్ మధ్య తక్కువ నిరోధకత, తక్కువ వోల్టేజ్. ఈ సర్క్యూట్ లోపభూయిష్టంగా ఉంది: ఇది పవర్ సోర్స్‌ను భారీగా లోడ్ చేస్తుంది, ఎందుకంటే సరైన మరియు ఖచ్చితమైన సర్దుబాటు కోసం వేరియబుల్ రెసిస్టర్ యొక్క నిరోధకత లోడ్ నిరోధకత కంటే చాలా రెట్లు తక్కువగా ఉండాలి.

పొటెన్షియోమెట్రిక్ మార్పిడి

గమనిక! ఈ సందర్భంలో “పొటెన్షియోమీటర్” అనే పేరు పూర్తిగా సరైనది కాదు, ఎందుకంటే ఇది కొలిచే పరికరం అని పేరు సూచిస్తుంది, కానీ దాని ఆపరేటింగ్ సూత్రం ఆధునిక వేరియబుల్ రెసిస్టర్‌ను పోలి ఉంటుంది కాబట్టి, ఈ పేరు దానికి గట్టిగా జోడించబడింది, ముఖ్యంగా ఔత్సాహికులలో.

భౌతిక శాస్త్రంలో అనేక అంశాలు సారూప్యంగా ఉంటాయి మరియు ఒకదానికొకటి ఉదాహరణలుగా ఉపయోగపడతాయి. సంభావ్యత వంటి భావనకు కూడా ఇది వర్తిస్తుంది, ఇది యాంత్రిక పరిమాణం లేదా విద్యుత్ పరిమాణం కావచ్చు. సంభావ్యతను కొలవలేము, కాబట్టి ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో ఆచారంగా సున్నా లేదా గ్రౌండింగ్ అనే రెండు ఛార్జీలలో ఒకదాన్ని రిఫరెన్స్ పాయింట్‌గా తీసుకున్నప్పుడు మేము వ్యత్యాసం గురించి మాట్లాడుతున్నాము.

వీడియో

elquanta.ru

సంభావ్య. సంభావ్య వ్యత్యాసం.

⇐ 6వ పేజీలో 4వ పేజీ తదుపరి ⇒

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్‌లో ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్ ఉన్నట్లయితే, ఫీల్డ్, దానిపై కొంత శక్తితో పని చేస్తూ, దానిని కదిలిస్తుంది. ఏదైనా పనిలో ఏదో ఒక రకమైన శక్తిలో మార్పు ఉంటుంది. ఛార్జ్‌ను తరలించడానికి ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క పని సాధారణంగా సంభావ్య వ్యత్యాసం అని పిలువబడే పరిమాణం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

ఇక్కడ q అనేది తరలించబడుతున్న ఛార్జ్ మొత్తం,

j1 మరియు j2 అనేవి మార్గం యొక్క ప్రారంభ మరియు ముగింపు పాయింట్ల పొటెన్షియల్‌లు.

సంక్షిప్తత కోసం, మేము క్రింది వాటిని సూచిస్తాము. V - సంభావ్య వ్యత్యాసం.

V = A/q. ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, ఒక కూలం యొక్క ఛార్జ్ వాటి మధ్య కదులుతున్నప్పుడు విద్యుత్ శక్తులు చేసే పని.

[V] = V. 1 వోల్ట్ అనేది పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం, వాటి మధ్య 1 కూలంబ్ ఛార్జ్‌ను కదిలేటప్పుడు, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ శక్తులు 1 జౌల్ పనిని చేస్తాయి.

శరీరాల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఎలక్ట్రోమీటర్‌తో కొలుస్తారు, దీని కోసం శరీరాలలో ఒకటి ఎలక్ట్రోమీటర్ యొక్క శరీరానికి కండక్టర్ల ద్వారా మరియు మరొకటి బాణంతో అనుసంధానించబడుతుంది. ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌లలో, సర్క్యూట్‌లోని పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం వోల్టమీటర్‌తో కొలుస్తారు.

ఛార్జ్ నుండి దూరంతో, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ బలహీనపడుతుంది. పర్యవసానంగా, ఫీల్డ్ యొక్క శక్తి లక్షణం, సంభావ్యత కూడా సున్నాకి మొగ్గు చూపుతుంది. భౌతిక శాస్త్రంలో, అనంతం వద్ద ఒక బిందువు యొక్క సంభావ్యతను సున్నాగా తీసుకుంటారు. ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో, భూమి యొక్క ఉపరితలం సున్నా సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని నమ్ముతారు.

ఛార్జ్ ఇచ్చిన పాయింట్ నుండి అనంతం వరకు కదులుతున్నట్లయితే, అప్పుడు

A = q(j - O) = qj => j= A/q, i.e. ఒక పాయింట్ యొక్క సంభావ్యత అనేది ఎలక్ట్రిక్ ఫోర్సెస్ ద్వారా తప్పనిసరిగా చేయవలసిన పని, ఇచ్చిన పాయింట్ నుండి అనంతం వరకు ఒక ఛార్జ్‌ను తరలించడం.

ధనాత్మక చార్జ్ q తీవ్రత వెక్టార్ యొక్క దిశలో d దూరం వరకు ఒక ఏకరీతి ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్‌లో తీవ్రత Eతో కదలనివ్వండి. ఛార్జ్‌ని తరలించడానికి ఫీల్డ్ చేసిన పనిని ఫీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్ ద్వారా మరియు పొటెన్షియల్ తేడా ద్వారా కనుగొనవచ్చు. పనిని లెక్కించే ఏదైనా పద్ధతితో, అదే విలువ పొందబడుతుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.

A = Fd = Eqd = qV. =>

ఈ ఫార్ములా ఫీల్డ్ యొక్క శక్తి మరియు శక్తి లక్షణాలను కలుపుతుంది. అదనంగా, ఇది మాకు టెన్షన్ యూనిట్ ఇస్తుంది.

[E] = V/m. 1 V/m అనేది అటువంటి ఏకరీతి ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క తీవ్రత, 1 m ద్వారా తీవ్రత వెక్టార్ యొక్క దిశలో కదులుతున్నప్పుడు సంభావ్యత 1 V ద్వారా మారుతుంది.

సర్క్యూట్ విభాగం కోసం ఓహ్మ్ చట్టం.

కండక్టర్ చివర్లలో సంభావ్య వ్యత్యాసం పెరుగుదల దానిలో ప్రస్తుత బలం పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది. ఓం ప్రయోగాత్మకంగా కండక్టర్‌లోని ప్రస్తుత బలం దాని అంతటా సంభావ్య వ్యత్యాసానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని నిరూపించాడు.

వేర్వేరు వినియోగదారులు ఒకే విద్యుత్ వలయంతో అనుసంధానించబడినప్పుడు, వాటిలో ప్రస్తుత బలం భిన్నంగా ఉంటుంది. దీని అర్థం వేర్వేరు వినియోగదారులు వివిధ మార్గాల్లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని వారి ద్వారా అడ్డుకుంటారు. విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని దాని ద్వారా ప్రవహించకుండా నిరోధించే కండక్టర్ సామర్థ్యాన్ని వర్ణించే భౌతిక పరిమాణాన్ని ఎలక్ట్రికల్ రెసిస్టెన్స్ అంటారు. ఇచ్చిన కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థిరమైన విలువ. ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, లోహాల నిరోధకత పెరుగుతుంది మరియు ద్రవాల నిరోధకత తగ్గుతుంది. [R] = ఓం. 1 ఓం అనేది కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన, దీని ద్వారా 1 A యొక్క కరెంట్ దాని చివర్లలో 1 V సంభావ్య వ్యత్యాసంతో ప్రవహిస్తుంది. మెటల్ కండక్టర్లను ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తారు. వాటిలో ప్రస్తుత వాహకాలు ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు. కండక్టర్ వెంట కదులుతున్నప్పుడు, అవి క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క సానుకూల అయాన్లతో సంకర్షణ చెందుతాయి, వాటి శక్తిలో కొంత భాగాన్ని ఇస్తాయి మరియు వేగాన్ని కోల్పోతాయి. అవసరమైన ప్రతిఘటనను పొందడానికి, ప్రతిఘటన పత్రికను ఉపయోగించండి. రెసిస్టెన్స్ స్టోర్ అనేది తెలిసిన రెసిస్టెన్స్‌లతో కూడిన వైర్ స్పైరల్స్ సమితి, దీనిని కావలసిన కలయికలో సర్క్యూట్‌లో చేర్చవచ్చు.

ఓమ్ ప్రయోగాత్మకంగా ఒక సర్క్యూట్ యొక్క సజాతీయ విభాగంలోని ప్రస్తుత బలం ఈ విభాగం మరియు విలోమ నిష్పత్తి యొక్క చివరలలో సంభావ్య వ్యత్యాసానికి ప్రత్యక్షంగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని నిర్ధారించారు.

సర్క్యూట్ యొక్క సజాతీయ విభాగం అనేది ప్రస్తుత మూలాలు లేని విభాగం. సర్క్యూట్ యొక్క సజాతీయ విభాగానికి ఇది ఓం యొక్క చట్టం - అన్ని విద్యుత్ గణనల ఆధారం.

వేర్వేరు పొడవులు, విభిన్న క్రాస్-సెక్షన్లు, వివిధ పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన కండక్టర్లతో సహా, ఇది స్థాపించబడింది: కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన కండక్టర్ యొక్క పొడవుకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు దాని ప్రాంతాలకు విలోమ నిష్పత్తిలో ఉంటుంది. 1 మీటర్ అంచు కలిగిన క్యూబ్ యొక్క రెసిస్టెన్స్, కొన్ని పదార్ధాల నుండి తయారు చేయబడుతుంది, ఒకవేళ కరెంట్ దాని వ్యతిరేక ముఖాలకు లంబంగా ఉంటే, దానిని నిర్దిష్ట సబ్‌సిస్టెన్స్ అంటారు. [r] = ఓం ఎమ్.

ఒక పదార్ధం యొక్క నిర్దిష్ట ప్రతిఘటన ఒక పట్టిక విలువ. కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన దాని నిరోధకతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

స్లయిడర్ మరియు స్టెప్ రియోస్టాట్‌ల చర్య దాని పొడవుపై కండక్టర్ నిరోధకతపై ఆధారపడటంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. స్లైడర్ రియోస్టాట్ అనేది సిరామిక్ సిలిండర్, దాని చుట్టూ నికెల్ వైర్ గాయం ఉంటుంది. రియోస్టాట్ స్లయిడర్‌ను ఉపయోగించి సర్క్యూట్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది, ఇందులో సర్క్యూట్‌లో పెద్ద లేదా చిన్న వైండింగ్ పొడవు ఉంటుంది. వైర్ స్కేల్ పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది, ఇది ఒకదానికొకటి మలుపులను నిరోధిస్తుంది.

ఎ) వినియోగదారుల యొక్క సిరీస్ మరియు సమాంతర కనెక్షన్.

తరచుగా అనేక ప్రస్తుత వినియోగదారులు విద్యుత్ వలయంలో చేర్చబడ్డారు. ప్రతి వినియోగదారుడు వారి స్వంత ప్రస్తుత మూలాన్ని కలిగి ఉండటం హేతుబద్ధంగా ఉండకపోవడమే దీనికి కారణం. వినియోగదారులను కనెక్ట్ చేయడానికి రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి: సీరియల్ మరియు సమాంతర, మరియు మిశ్రమ కనెక్షన్ రూపంలో వాటి కలయికలు.

ఎ) వినియోగదారుల సీరియల్ కనెక్షన్.

సిరీస్ కనెక్షన్‌తో, వినియోగదారులు ఒక నిరంతర గొలుసును ఏర్పరుస్తారు, దీనిలో వినియోగదారులు ఒకదాని తర్వాత మరొకటి కనెక్ట్ చేయబడతారు. సిరీస్ కనెక్షన్‌తో, కనెక్ట్ చేసే వైర్‌ల శాఖలు లేవు. సరళత కోసం, రెండు సిరీస్-కనెక్ట్ వినియోగదారుల సర్క్యూట్‌ను పరిశీలిద్దాం. వినియోగదారులలో ఒకరి గుండా వెళ్ళే విద్యుత్ ఛార్జ్ రెండవ దాని గుండా కూడా వెళుతుంది, ఎందుకంటే వినియోగదారులను అనుసంధానించే కండక్టర్‌లో ఛార్జీల అదృశ్యం, ఆవిర్భావం లేదా చేరడం ఉండకూడదు. q=q1=q2. కరెంట్ సర్క్యూట్ గుండా వెళ్ళే సమయానికి ఫలిత సమీకరణాన్ని విభజించడం, మేము మొత్తం కనెక్షన్ అంతటా ప్రవహించే కరెంట్ మరియు దాని విభాగాల ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహాల మధ్య సంబంధాన్ని పొందుతాము.

సహజంగానే, సమ్మేళనం అంతటా ఒకే ధనాత్మక చార్జ్‌ని తరలించే పని దాని అన్ని విభాగాలలో ఈ ఛార్జ్‌ని తరలించే పనిని కలిగి ఉంటుంది. ఆ. V=V1+V2 (2).

సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన వినియోగదారులలో మొత్తం సంభావ్య వ్యత్యాసం వినియోగదారుల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాల మొత్తానికి సమానం.

సర్క్యూట్‌లోని కరెంట్ ద్వారా సమీకరణం (2) యొక్క రెండు వైపులా విభజిద్దాం, మనకు లభిస్తుంది: U/I=V1/I+V2/I. ఆ. మొత్తం శ్రేణి-అనుసంధానిత విభాగం యొక్క ప్రతిఘటన దాని భాగాల యొక్క వోల్టేజీల ప్రతిఘటనల మొత్తానికి సమానంగా ఉంటుంది.

బి) వినియోగదారుల సమాంతర కనెక్షన్.

వినియోగదారులను ఎనేబుల్ చేయడానికి ఇది అత్యంత సాధారణ మార్గం. ఈ కనెక్షన్‌తో, వినియోగదారులందరూ వినియోగదారులందరికీ సాధారణమైన రెండు పాయింట్లకు కనెక్ట్ చేయబడతారు.

సమాంతర కనెక్షన్ ద్వారా ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు, సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ఛార్జ్ అనేక భాగాలుగా విభజించబడింది, వ్యక్తిగత వినియోగదారులకు వెళుతుంది. ఛార్జ్ q=q1+q2 పరిరక్షణ చట్టం ప్రకారం. ఈ సమీకరణాన్ని ఛార్జ్ పాసేజ్ సమయం ద్వారా విభజించడం, మేము సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించే మొత్తం కరెంట్ మరియు వ్యక్తిగత వినియోగదారుల ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహాల మధ్య సంబంధాన్ని పొందుతాము.

సంభావ్య వ్యత్యాసం యొక్క నిర్వచనానికి అనుగుణంగా V=V1=V2 (2).

సర్క్యూట్ యొక్క ఒక విభాగానికి ఓం యొక్క చట్టం ప్రకారం, మేము సమీకరణం (1)లో ప్రస్తుత బలాన్ని ప్రతిఘటనకు సంభావ్య వ్యత్యాసం యొక్క నిష్పత్తితో భర్తీ చేస్తాము. మనకు లభిస్తుంది: V/R=V/R1+V/R2. తగ్గింపు తర్వాత: 1/R=1/R1+1/R2,

ఆ. సమాంతర కనెక్షన్ యొక్క ప్రతిఘటన యొక్క పరస్పరం దాని వ్యక్తిగత శాఖల ప్రతిఘటనల యొక్క పరస్పర మొత్తానికి సమానం.

పాయింట్ 1 మరియు 2 మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం అనేది పాయింట్ 1 నుండి పాయింట్ 2 వరకు ఏకపక్ష మార్గంలో యూనిట్ ధనాత్మక చార్జ్‌ని తరలించేటప్పుడు ఫీల్డ్ ఫోర్స్ చేసే పని. సంభావ్య ఫీల్డ్‌ల కోసం, ఈ పని మార్గం యొక్క ఆకృతిపై ఆధారపడి ఉండదు, కానీ ప్రారంభ మరియు ముగింపు పాయింట్ల స్థానాల ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించబడుతుంది

సంభావ్యత సంకలిత స్థిరాంకం వరకు నిర్ణయించబడుతుంది. ప్రారంభ స్థానం 1 నుండి ముగింపు పాయింట్ 2 వరకు ఛార్జ్ qని ఏకపక్ష మార్గంలో కదిలేటప్పుడు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ ఫోర్స్ చేసే పని వ్యక్తీకరణ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

సంభావ్యత యొక్క ఆచరణాత్మక యూనిట్ వోల్ట్. వోల్ట్ అనేది ఒక కూలంబ్ విద్యుత్తును ఒక బిందువు నుండి మరొకదానికి తరలించేటప్పుడు, విద్యుత్ క్షేత్రం ఒక జౌల్ పనిని చేసినప్పుడు అటువంటి పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం.

1 మరియు 2 x అక్షం మీద ఉన్న అనంతమైన దగ్గరి పాయింట్లు, కాబట్టి X2 - x1 = dx.

ఛార్జ్ యూనిట్‌ను పాయింట్ 1 నుండి పాయింట్ 2కి తరలించినప్పుడు చేసే పని Ex dx అవుతుంది. అదే పని సమానం. రెండు వ్యక్తీకరణలను సమం చేస్తే, మనకు లభిస్తుంది

- స్కేలార్ గ్రేడియంట్

గ్రేడియంట్ ఫంక్షన్ ఈ ఫంక్షన్ యొక్క గరిష్ట పెరుగుదల వైపు ఒక వెక్టర్ ఉంది మరియు దాని పొడవు అదే దిశలో ఫంక్షన్ యొక్క ఉత్పన్నానికి సమానంగా ఉంటుంది. ప్రవణత యొక్క రేఖాగణిత అర్థం ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలాలు (సమాన సంభావ్యత యొక్క ఉపరితలాలు) - సంభావ్యత స్థిరంగా ఉండే ఉపరితలం.

13 ఛార్జ్ సంభావ్యత

ఒక సజాతీయ విద్యుద్వాహకంలో పాయింట్ ఛార్జ్ q యొక్క ఫీల్డ్ పొటెన్షియల్.
- ఒక సజాతీయ విద్యుద్వాహక D లో పాయింట్ చార్జ్ యొక్క విద్యుత్ స్థానభ్రంశం - విద్యుత్ ప్రేరణ లేదా విద్యుత్ స్థానభ్రంశం యొక్క వెక్టర్

మనం సున్నాని ఏకీకరణ స్థిరాంకం వలె తీసుకోవాలి, తద్వారా ఎప్పుడు సంభావ్యత సున్నాకి వెళుతుంది, అప్పుడు

ఒక సజాతీయ విద్యుద్వాహకములో పాయింట్ ఛార్జీల వ్యవస్థ యొక్క క్షేత్ర సంభావ్యత.

సూపర్‌పొజిషన్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి మనం పొందుతాము:

నిరంతరం పంపిణీ చేయబడిన విద్యుత్ ఛార్జీల సంభావ్యత.

- ఒక పాయింట్ వద్ద కేంద్రాలతో వాల్యూమ్ మరియు చార్జ్డ్ ఉపరితలాల మూలకాలు

విద్యుద్వాహకము అసమానంగా ఉంటే, అప్పుడు ఏకీకరణను ధ్రువణ ఛార్జీలకు విస్తరించాలి. అటువంటి వాటిని చేర్చడం

ఛార్జీలు స్వయంచాలకంగా పర్యావరణం యొక్క ప్రభావాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటాయి మరియు విలువను నమోదు చేయవలసిన అవసరం లేదు

14 పదార్థంలో విద్యుత్ క్షేత్రం

పదార్థంలో విద్యుత్ క్షేత్రం. విద్యుత్ క్షేత్రంలోకి ప్రవేశపెట్టిన పదార్ధం దానిని గణనీయంగా మార్చగలదు. పదార్థం చార్జ్డ్ రేణువులను కలిగి ఉండటమే దీనికి కారణం. బాహ్య క్షేత్రం లేనప్పుడు, కణాలు ఒక పదార్ధం లోపల పంపిణీ చేయబడతాయి, అవి సృష్టించే విద్యుత్ క్షేత్రం, పెద్ద సంఖ్యలో అణువులు లేదా అణువులను కలిగి ఉన్న వాల్యూమ్‌లపై సగటున సున్నా. బాహ్య క్షేత్రం సమక్షంలో, చార్జ్ చేయబడిన కణాల పునఃపంపిణీ జరుగుతుంది, మరియు దాని స్వంత విద్యుత్ క్షేత్రం పదార్ధంలో పుడుతుంది. మొత్తం విద్యుత్ క్షేత్రం బాహ్య క్షేత్రం మరియు పదార్థం యొక్క చార్జ్డ్ కణాల ద్వారా సృష్టించబడిన అంతర్గత క్షేత్రం నుండి సూపర్‌పొజిషన్ సూత్రానికి అనుగుణంగా రూపొందించబడింది. పదార్ధం దాని విద్యుత్ లక్షణాలలో వైవిధ్యమైనది. పదార్ధాల యొక్క విస్తృత తరగతులు కండక్టర్లు మరియు విద్యుద్వాహకములు. కండక్టర్ అనేది ఒక శరీరం లేదా పదార్థం, దీనిలో విద్యుత్ ఛార్జీలు ఏకపక్షంగా చిన్న శక్తి ప్రభావంతో కదలడం ప్రారంభిస్తాయి. కాబట్టి, ఈ ఛార్జీలను ఉచితం అంటారు. లోహాలలో, ఉచిత ఛార్జీలు ఎలక్ట్రాన్లు, ద్రావణాలలో మరియు లవణాలు (యాసిడ్లు మరియు ఆల్కాలిస్) కరుగుతాయి - అయాన్లు. విద్యుద్వాహకము అనేది ఒక శరీరం లేదా పదార్థం, దీనిలో ఏకపక్షంగా పెద్ద శక్తుల ప్రభావంతో, ఛార్జీలు వాటి సమతౌల్య స్థితికి సంబంధించి అణువు యొక్క పరిమాణాన్ని మించకుండా తక్కువ దూరం ద్వారా మాత్రమే స్థానభ్రంశం చెందుతాయి. అటువంటి ఛార్జీలను కట్టుబడి అంటారు. ఉచిత మరియు కట్టుబడి ఛార్జీలు. ఉచిత ఛార్జీలు 1) అదనపు విద్యుత్. వాహక లేదా నాన్-కండక్టింగ్ బాడీకి అందించబడిన ఛార్జీలు మరియు దాని విద్యుత్ తటస్థతను ఉల్లంఘించడం. 2) ఎలక్ట్రిక్. ప్రస్తుత క్యారియర్ ఛార్జీలు. 3) చాలు. విద్యుత్ లోహాలలో పరమాణు అవశేషాల ఛార్జీలు. అసోసియేటెడ్ ఛార్జీలు ఎలక్ట్రిక్. విద్యుద్వాహకము యొక్క పరమాణువులు మరియు అణువులను తయారు చేసే కణాల ఛార్జీలు, అలాగే స్ఫటికాకార అయాన్ల ఛార్జీలు. అయానిక్ లాటిస్‌తో డైలెక్ట్రిక్స్.

సంభావ్య క్షేత్రాలు.చార్జ్ చేయబడిన శరీరాన్ని ఒక పాయింట్ నుండి మరొకదానికి తరలించేటప్పుడు ఏదైనా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క పని ఏకరీతి ఫీల్డ్ యొక్క పని వలె పథం యొక్క ఆకృతిపై ఆధారపడి ఉండదని నిరూపించవచ్చు. క్లోజ్డ్ పథంలో, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క పని ఎల్లప్పుడూ సున్నాగా ఉంటుంది. ఈ ఆస్తి ఉన్న క్షేత్రాలను సంభావ్యత అంటారు. ప్రత్యేకించి, పాయింట్ ఛార్జ్ యొక్క ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ సంభావ్య పాత్రను కలిగి ఉంటుంది.

సంభావ్య క్షేత్రం యొక్క పని సంభావ్య శక్తిలో మార్పు పరంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఫార్ములా ఏకపక్ష ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్‌కు చెల్లుబాటు అవుతుంది. కానీ ఏకరీతి క్షేత్రం విషయంలో మాత్రమే శక్తి సూత్రం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది (8.19)

సంభావ్య.ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్‌లో ఛార్జ్ యొక్క సంభావ్య శక్తి ఛార్జ్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఇది సజాతీయ క్షేత్రానికి (సూత్రం 8.19 చూడండి) మరియు మరేదైనా సరే. అందువల్ల, ఛార్జ్ చేయడానికి సంభావ్య శక్తి నిష్పత్తి ఫీల్డ్‌లో ఉంచిన ఛార్జ్‌పై ఆధారపడి ఉండదు.

ఇది ఫీల్డ్ యొక్క కొత్త పరిమాణాత్మక లక్షణాన్ని పరిచయం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది - సంభావ్యత. ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ పొటెన్షియల్ అనేది ఫీల్డ్‌లోని ఛార్జ్ యొక్క సంభావ్య శక్తి ఈ ఛార్జ్‌కి నిష్పత్తి.

ఈ నిర్వచనం ప్రకారం, సంభావ్యత సమానంగా ఉంటుంది:

ఫీల్డ్ బలం అనేది వెక్టర్ మరియు ఫీల్డ్ యొక్క బలం లక్షణాన్ని సూచిస్తుంది; ఇది ఫీల్డ్‌లో ఇచ్చిన పాయింట్ వద్ద ఛార్జ్‌పై పనిచేసే శక్తిని నిర్ణయిస్తుంది. పొటెన్షియల్ అనేది స్కేలార్, ఇది ఫీల్డ్ యొక్క శక్తి లక్షణం; ఇది ఫీల్డ్‌లో ఇచ్చిన పాయింట్ వద్ద ఛార్జ్ యొక్క సంభావ్య శక్తిని నిర్ణయిస్తుంది.

మేము ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ప్లేట్‌ను (Fig. 124) సంభావ్య శక్తి యొక్క సున్నా స్థాయిగా తీసుకుంటే మరియు అందువల్ల సంభావ్యత, అప్పుడు సూత్రాల ప్రకారం (8.19 మరియు 8.20) ఏకరీతి ఫీల్డ్ యొక్క సంభావ్యత దీనికి సమానంగా ఉంటుంది:

సంభావ్య వ్యత్యాసం.సంభావ్య శక్తి వలె, ఇచ్చిన పాయింట్ వద్ద సంభావ్యత యొక్క విలువ సంభావ్యతను చదవడానికి సున్నా స్థాయి ఎంపికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఆచరణాత్మక ప్రాముఖ్యత అనేది ఒక పాయింట్ వద్ద సంభావ్యత కాదు, కానీ సంభావ్యతలో మార్పు, ఇది సంభావ్య సూచన యొక్క సున్నా స్థాయి ఎంపికపై ఆధారపడి ఉండదు.

సంభావ్య శక్తి నుండి, పని సమానంగా ఉంటుంది:

భవిష్యత్తులో, పథం యొక్క చివరి మరియు ప్రారంభ బిందువులలో సంభావ్య విలువలలో వ్యత్యాసం అయిన సంభావ్యతను మార్చడానికి బదులుగా, మేము మరొక విలువను ఉపయోగిస్తాము - సంభావ్య వ్యత్యాసం. సంభావ్య వ్యత్యాసం ద్వారా మేము పథం యొక్క ప్రారంభ మరియు చివరి పాయింట్ల వద్ద సంభావ్య విలువలలో వ్యత్యాసాన్ని సూచిస్తాము:

తరచుగా సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని వోల్టేజ్ అని కూడా పిలుస్తారు.

సంభావ్య మార్పుతో పోలిస్తే సంభావ్య వ్యత్యాసం లేదా వోల్టేజ్‌తో వ్యవహరించడం మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, ముఖ్యంగా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని అధ్యయనం చేసేటప్పుడు.

సూత్రాల ప్రకారం (8.22) మరియు (8.23), సంభావ్య వ్యత్యాసం

అందువల్ల, రెండు పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం (వోల్టేజ్) ఫీల్డ్ చేసిన పని యొక్క నిష్పత్తికి సమానం, ఇది ప్రారంభ స్థానం నుండి చివరి బిందువుకు ఈ ఛార్జ్‌కు తరలించబడుతుంది.

లైటింగ్ నెట్‌వర్క్‌లోని వోల్టేజీని తెలుసుకోవడం, ఏదైనా ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌తో పాటు యూనిట్ ఛార్జ్‌ను ఒక సాకెట్ కాంటాక్ట్ నుండి మరొకదానికి తరలించేటప్పుడు ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ చేయగల పనిని మేము తెలుసుకుంటాము. మేము మొత్తం భౌతిక శాస్త్ర కోర్సులో సంభావ్య వ్యత్యాసం యొక్క భావనతో వ్యవహరిస్తాము.

సంభావ్య వ్యత్యాసం యొక్క యూనిట్.సంభావ్య వ్యత్యాసం యొక్క యూనిట్ ఫార్ములా (8.24) ఉపయోగించి సెట్ చేయబడింది. ఇంటర్నేషనల్ సిస్టమ్ ఆఫ్ యూనిట్స్‌లో, పని జూల్స్‌లో వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు కూలంబ్‌లలో ఛార్జ్ చేయబడుతుంది. అందువల్ల, రెండు పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఏకత్వానికి సమానంగా ఉంటుంది, ఒక పాయింట్ నుండి మరొకదానికి 1 C ఛార్జ్ని తరలించినప్పుడు, విద్యుత్ క్షేత్రం 1 J పనిని చేస్తే ఈ యూనిట్ను వోల్ట్ అంటారు

1. ఏ రంగాలను సంభావ్యత అంటారు? 2. పనికి సంబంధించిన సంభావ్య శక్తిలో మార్పు ఎలా ఉంటుంది? 3. ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్రంలో చార్జ్ చేయబడిన కణం యొక్క సంభావ్య శక్తి ఏమిటి? 4. సంభావ్యతను నిర్వచించండి. ఫీల్డ్‌లోని రెండు పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఏమిటి?

సంభావ్య వ్యత్యాసం

ఒక శరీరాన్ని ఎక్కువ వేడి చేయవచ్చు, మరొకటి తక్కువ వేడి చేయవచ్చు. శరీరం ఏ స్థాయిలో వేడెక్కుతుందో దాని ఉష్ణోగ్రత అంటారు. అదేవిధంగా, ఒక శరీరం మరొకదాని కంటే ఎక్కువగా విద్యుద్దీకరించబడుతుంది. శరీరం యొక్క విద్యుదీకరణ స్థాయిని విద్యుత్ సంభావ్యత లేదా శరీరం యొక్క సంభావ్యత అని పిలిచే పరిమాణం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.

శరీరాన్ని విద్యుదీకరించడం అంటే ఏమిటి? దీని అర్థం అతనికి చెప్పడం విద్యుత్ ఛార్జ్, అంటే, మనం శరీరాన్ని ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేస్తే దానికి నిర్దిష్ట సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్‌లను జోడించండి లేదా శరీరాన్ని సానుకూలంగా ఛార్జ్ చేస్తే దాని నుండి తీసివేయండి. రెండు సందర్భాల్లో, శరీరం ఒక నిర్దిష్ట స్థాయి విద్యుదీకరణను కలిగి ఉంటుంది, అనగా, ఒకటి లేదా మరొక సంభావ్యత, మరియు సానుకూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన శరీరం సానుకూల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన శరీరం ప్రతికూల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

విద్యుత్ ఛార్జ్ స్థాయిలలో తేడారెండు శరీరాలను సాధారణంగా అంటారు విద్యుత్ సంభావ్య వ్యత్యాసంలేదా కేవలం సంభావ్య వ్యత్యాసం.

రెండు సారూప్య శరీరాలు ఒకే ఛార్జీలతో ఛార్జ్ చేయబడితే, ఒకటి మరొకటి కంటే పెద్దదిగా ఉంటే, వాటి మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం కూడా ఉంటుందని గుర్తుంచుకోవాలి.

అదనంగా, అటువంటి రెండు శరీరాల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉంది, వాటిలో ఒకటి ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు మరొకటి ఛార్జ్ ఉండదు. కాబట్టి, ఉదాహరణకు, భూమి నుండి వేరుచేయబడిన శరీరం ఒక నిర్దిష్ట సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటే, అది మరియు భూమి మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం (దీని యొక్క సంభావ్యత సున్నాగా పరిగణించబడుతుంది) సంఖ్యాపరంగా ఈ శరీరం యొక్క సంభావ్యతకు సమానంగా ఉంటుంది.

కాబట్టి, రెండు శరీరాలు వాటి పొటెన్షియల్‌లు అసమానంగా ఉండే విధంగా ఛార్జ్ చేయబడితే, వాటి మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం అనివార్యంగా ఉంటుంది.

అందరికి తెలుసు విద్యుదీకరణ దృగ్విషయంజుట్టుకు వ్యతిరేకంగా దువ్వెన రుద్దడం అనేది దువ్వెన మరియు మానవ జుట్టు మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని సృష్టించడం కంటే మరేమీ కాదు.

నిజానికి, ఒక దువ్వెన జుట్టుకు వ్యతిరేకంగా రుద్దినప్పుడు, కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లు దువ్వెనకు బదిలీ చేయబడతాయి, ప్రతికూలంగా ఛార్జింగ్ అవుతాయి, అయితే జుట్టు, కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోయి, దువ్వెన వలె అదే స్థాయిలో ఛార్జ్ అవుతుంది, కానీ సానుకూలంగా ఉంటుంది. ఈ విధంగా సృష్టించబడిన సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని దువ్వెనతో జుట్టును తాకడం ద్వారా సున్నాకి తగ్గించవచ్చు. ఎలక్ట్రిఫైడ్ దువ్వెనను చెవికి దగ్గరగా తీసుకువస్తే, ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క ఈ రివర్స్ ట్రాన్సిషన్ సులభంగా చెవి ద్వారా గుర్తించబడుతుంది. ఒక లక్షణమైన పగుళ్లు వచ్చే శబ్దం ఉత్సర్గ సంభవిస్తున్నట్లు సూచిస్తుంది.

సంభావ్య వ్యత్యాసం గురించి పైన మాట్లాడుతూ, మేము రెండు చార్జ్డ్ బాడీలను ఉద్దేశించాము ఒకే శరీరంలోని వివిధ భాగాల (పాయింట్లు) మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కూడా పొందవచ్చు.

కాబట్టి, ఉదాహరణకు, ఏదైనా బాహ్య శక్తి ప్రభావంతో, వైర్‌లో ఉన్న ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లను దాని ఒక చివరకి తరలించగలిగితే ఏమి జరుగుతుందో పరిశీలిద్దాం. సహజంగానే, వైర్ యొక్క మరొక చివరలో ఎలక్ట్రాన్ల కొరత ఉంటుంది, ఆపై వైర్ చివరల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది.

మేము బాహ్య శక్తి యొక్క చర్యను నిలిపివేసిన వెంటనే, ఎలక్ట్రాన్లు వెంటనే, వ్యతిరేక చార్జ్‌ల ఆకర్షణ కారణంగా, వైర్ యొక్క ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన చివరకి, అంటే అవి లేని ప్రదేశానికి వెళతాయి మరియు విద్యుత్ సమతుల్యత మళ్లీ ఏర్పడుతుంది. వైర్ లో ఏర్పడతాయి.

ఎలెక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ మరియు వోల్టేజ్

డి కండక్టర్‌లో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడానికి, కొన్ని బాహ్య శక్తి వనరులు అవసరం, ఇది ఎల్లప్పుడూ ఈ కండక్టర్ చివర్లలో సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

ఈ శక్తి వనరులు అని పిలవబడేవి విద్యుత్ ప్రవాహ వనరులు, ఒక నిర్దిష్ట కలిగి విద్యుచ్ఛాలక బలం, ఇది చాలా కాలం పాటు కండక్టర్ చివర్లలో సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని సృష్టిస్తుంది మరియు నిర్వహిస్తుంది.

ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ (సంక్షిప్త EMF) అక్షరం E ద్వారా సూచించబడుతుంది. EMF యొక్క కొలత యూనిట్ వోల్ట్. మన దేశంలో, వోల్ట్ "B" గా సంక్షిప్తీకరించబడింది మరియు అంతర్జాతీయ హోదాలో - "V" అక్షరం ద్వారా.

కాబట్టి, నిరంతర ప్రవాహాన్ని పొందడానికి, మీకు ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ అవసరం, అంటే మీకు విద్యుత్ ప్రవాహానికి మూలం అవసరం.

కరెంట్ యొక్క మొదటి మూలం "వోల్టాయిక్ కాలమ్" అని పిలవబడేది, ఇది ఆమ్లీకృత నీటిలో ముంచిన తోలుతో కప్పబడిన రాగి మరియు జింక్ వృత్తాల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఎలక్ట్రోమోటివ్ శక్తిని పొందే మార్గాలలో ఒకటి కొన్ని పదార్ధాల రసాయన పరస్పర చర్య, దీని ఫలితంగా రసాయన శక్తి విద్యుత్ శక్తిగా మార్చబడుతుంది. ఈ విధంగా ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ సృష్టించబడిన ప్రస్తుత మూలాలను అంటారు రసాయన ప్రస్తుత మూలాలు.

ప్రస్తుతం, రసాయన కరెంట్ మూలాలు గాల్వానిక్ కణాలుమరియు బ్యాటరీలు - ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు పవర్ ఇంజనీరింగ్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు పవర్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క అన్ని రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే కరెంట్ యొక్క మరొక ప్రధాన వనరు జనరేటర్లు.

జనరేటర్లు పవర్ స్టేషన్లలో వ్యవస్థాపించబడ్డాయి మరియు పారిశ్రామిక సంస్థలకు విద్యుత్ సరఫరా, నగరాల విద్యుత్ లైటింగ్, ఎలక్ట్రిక్ రైల్వేలు, ట్రామ్‌లు, సబ్‌వేలు, ట్రాలీబస్సులు మొదలైన వాటికి విద్యుత్ సరఫరా చేయడానికి ఏకైక వనరుగా పనిచేస్తాయి.

విద్యుత్ ప్రవాహం (కణాలు మరియు బ్యాటరీలు) యొక్క రసాయన వనరులతో మరియు జనరేటర్లతో, ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ యొక్క చర్య సరిగ్గా ఒకే విధంగా ఉంటుంది. ఇది EMF ప్రస్తుత మూలం యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని సృష్టిస్తుంది మరియు దానిని చాలా కాలం పాటు నిర్వహిస్తుంది.

ఈ టెర్మినల్‌లను కరెంట్ సోర్స్ పోల్స్ అంటారు. ప్రస్తుత మూలం యొక్క ఒక ధ్రువం ఎల్లప్పుడూ ఎలక్ట్రాన్ల కొరతను అనుభవిస్తుంది మరియు అందువల్ల, ధనాత్మక చార్జ్ కలిగి ఉంటుంది, మరొక ధ్రువం ఎలక్ట్రాన్ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అందువల్ల, ప్రతికూల చార్జ్ ఉంటుంది.

దీని ప్రకారం, ప్రస్తుత మూలం యొక్క ఒక పోల్ సానుకూల (+), మరొకటి - ప్రతికూల (-) అని పిలుస్తారు.

వివిధ పరికరాలకు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సరఫరా చేయడానికి ప్రస్తుత మూలాలు ఉపయోగించబడతాయి -. ప్రస్తుత వినియోగదారులు ప్రస్తుత మూలం యొక్క స్తంభాలకు కండక్టర్లను ఉపయోగించి కనెక్ట్ చేయబడి, క్లోజ్డ్ ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌ను ఏర్పరుస్తారు. క్లోజ్డ్ ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌లో కరెంట్ సోర్స్ యొక్క స్తంభాల మధ్య ఏర్పడే సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని వోల్టేజ్ అంటారు మరియు ఇది U అక్షరంతో సూచించబడుతుంది.

EMF వంటి వోల్టేజ్ కోసం కొలత యూనిట్ వోల్ట్.

ఉదాహరణకు, ప్రస్తుత మూలం యొక్క వోల్టేజ్ 12 వోల్ట్లు అని వ్రాయడం అవసరం అయితే, వారు వ్రాస్తారు: U - 12 V.

వోల్టేజీని కొలవడానికి వోల్టమీటర్ అనే పరికరం ఉపయోగించబడుతుంది.

ప్రస్తుత మూలం యొక్క EMF లేదా వోల్టేజ్‌ని కొలవడానికి, మీరు వోల్టమీటర్‌ను నేరుగా దాని స్తంభాలకు కనెక్ట్ చేయాలి. ఈ సందర్భంలో, అది తెరిచి ఉంటే, వోల్టమీటర్ ప్రస్తుత మూలం యొక్క EMFని చూపుతుంది. మీరు సర్క్యూట్‌ను మూసివేస్తే, వోల్టమీటర్ ఇకపై EMFని చూపదు, కానీ ప్రస్తుత మూలం యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద వోల్టేజ్.

ప్రస్తుత మూలం ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడిన EMF ఎల్లప్పుడూ దాని టెర్మినల్స్ వద్ద వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

పరిస్థితిని పరిశీలిద్దాం: ఛార్జ్ q 0 ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఈ ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ కూడా కొన్ని చార్జ్డ్ బాడీ లేదా బాడీల సిస్టమ్ ద్వారా క్రియేట్ చేయబడింది, కానీ మాకు దీనిపై ఆసక్తి లేదు. ఫీల్డ్ నుండి ఛార్జ్ q 0పై ఒక శక్తి పనిచేస్తుంది, ఇది పని చేయగలదు మరియు ఫీల్డ్‌లో ఈ ఛార్జ్‌ని తరలించగలదు.

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క పని పథంపై ఆధారపడి ఉండదు. మూసివేసిన మార్గంలో ఛార్జ్ కదులుతున్నప్పుడు ఫీల్డ్ చేసే పని సున్నా. ఈ కారణంగా, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ ఫోర్స్ అంటారు సంప్రదాయవాది, మరియు ఫీల్డ్ కూడా అంటారు సంభావ్య.

సంభావ్య

"ఛార్జ్ - ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్" లేదా "ఛార్జ్ - ఛార్జ్" వ్యవస్థ సంభావ్య శక్తిని కలిగి ఉంటుంది, "గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం - శరీరం" వ్యవస్థ సంభావ్య శక్తిని కలిగి ఉంటుంది.

ఫీల్డ్ యొక్క శక్తి స్థితిని వర్ణించే భౌతిక స్కేలార్ పరిమాణాన్ని అంటారు సంభావ్యఫీల్డ్‌లో ఇచ్చిన పాయింట్. ఛార్జ్ q అనేది ఫీల్డ్‌లో ఉంచబడుతుంది, ఇది సంభావ్య శక్తిని కలిగి ఉంటుంది W. సంభావ్యత అనేది ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ యొక్క లక్షణం.

మెకానిక్స్‌లో సంభావ్య శక్తిని గుర్తుంచుకోండి. శరీరం నేలపై ఉన్నప్పుడు సంభావ్య శక్తి సున్నా. మరియు శరీరాన్ని ఒక నిర్దిష్ట ఎత్తుకు పెంచినప్పుడు, శరీరానికి సంభావ్య శక్తి ఉంటుందని చెప్పబడింది.

విద్యుత్తులో సంభావ్య శక్తికి సంబంధించి, సంభావ్య శక్తి యొక్క సున్నా స్థాయి లేదు. ఇది యాదృచ్ఛికంగా ఎంపిక చేయబడింది. కాబట్టి, సంభావ్యత అనేది సాపేక్ష భౌతిక పరిమాణం.

మెకానిక్స్‌లో, శరీరాలు తక్కువ సంభావ్య శక్తితో ఒక స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తాయి. విద్యుత్తులో, ఫీల్డ్ ఫోర్స్ ప్రభావంతో, ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన శరీరం అధిక సంభావ్యత ఉన్న బిందువు నుండి తక్కువ సంభావ్యత కలిగిన బిందువుకు మరియు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన శరీరానికి విరుద్ధంగా మారుతుంది.

పొటెన్షియల్ ఫీల్డ్ ఎనర్జీ అనేది ఫీల్డ్‌లోని ఇచ్చిన పాయింట్ నుండి సున్నా పొటెన్షియల్ ఉన్న పాయింట్‌కి ఛార్జ్‌ను తరలించేటప్పుడు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫోర్స్ చేసే పని.

విద్యుత్ ఛార్జ్ Q ద్వారా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్ సృష్టించబడినప్పుడు ప్రత్యేక సందర్భాన్ని పరిశీలిద్దాం. అటువంటి ఫీల్డ్ యొక్క సంభావ్యతను అధ్యయనం చేయడానికి, దానిలో ఛార్జ్ qని పరిచయం చేయవలసిన అవసరం లేదు. ఛార్జ్ Q నుండి r దూరంలో ఉన్న అటువంటి ఫీల్డ్‌లోని ఏదైనా పాయింట్ యొక్క సంభావ్యతను మీరు లెక్కించవచ్చు.

మాధ్యమం యొక్క విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం తెలిసిన విలువను కలిగి ఉంటుంది (పట్టిక) మరియు ఫీల్డ్ ఉనికిలో ఉన్న మాధ్యమాన్ని వర్గీకరిస్తుంది. గాలికి అది ఏకత్వంతో సమానం.

సంభావ్య వ్యత్యాసం

ఛార్జ్‌ను ఒక పాయింట్ నుండి మరొక పాయింట్‌కి తరలించడానికి ఫీల్డ్ చేసే పనిని పొటెన్షియల్ డిఫరెన్స్ అంటారు

ఈ సూత్రాన్ని మరొక రూపంలో ప్రదర్శించవచ్చు

ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలం (లైన్)- సమాన సంభావ్యత యొక్క ఉపరితలం. ఈక్విపోటెన్షియల్ ఉపరితలం వెంట చార్జ్‌ని తరలించడానికి చేసిన పని సున్నా.

వోల్టేజ్

సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కూడా అంటారు విద్యుత్ వోల్టేజ్బాహ్య శక్తులు పనిచేయవు లేదా వాటి ప్రభావాన్ని నిర్లక్ష్యం చేయవచ్చు.

ఒకే విధమైన తీవ్రత రేఖలో ఉన్న ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్రంలో రెండు పాయింట్ల మధ్య వోల్టేజ్ ఫీల్డ్ స్ట్రెంత్ వెక్టర్ యొక్క మాడ్యులస్ యొక్క ఉత్పత్తికి మరియు ఈ పాయింట్ల మధ్య దూరానికి సమానంగా ఉంటుంది.

సర్క్యూట్లో కరెంట్ మరియు చార్జ్డ్ పార్టికల్ యొక్క శక్తి వోల్టేజ్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.

సూపర్ పొజిషన్ సూత్రం

అనేక ఛార్జీల ద్వారా సృష్టించబడిన ఫీల్డ్ యొక్క సంభావ్యత బీజగణితానికి సమానంగా ఉంటుంది (సంభావ్య సంకేతాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం) ప్రతి ఫీల్డ్‌లోని ఫీల్డ్‌ల పొటెన్షియల్‌ల మొత్తానికి విడిగా ఉంటుంది

సమస్యలను పరిష్కరించేటప్పుడు, సంభావ్యత, సంభావ్య వ్యత్యాసం మరియు పని యొక్క సంకేతాన్ని నిర్ణయించేటప్పుడు చాలా గందరగోళం ఏర్పడుతుంది.

ఫిగర్ టెన్షన్ లైన్‌లను చూపుతుంది. ఫీల్డ్‌లో ఏ సమయంలో సంభావ్యత ఎక్కువగా ఉంటుంది?

సరైన సమాధానం పాయింట్ 1. టెన్షన్ లైన్లు ధనాత్మక చార్జ్‌తో ప్రారంభమవుతాయని గుర్తుంచుకోండి, అంటే ధనాత్మక చార్జ్ ఎడమవైపున ఉంటుంది, కాబట్టి ఎడమవైపు ఉన్న పాయింట్ గరిష్ట సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

ప్రతికూల ఛార్జ్ ద్వారా సృష్టించబడిన ఫీల్డ్‌ని అధ్యయనం చేస్తున్నట్లయితే, ఛార్జ్‌కు సమీపంలో ఉన్న ఫీల్డ్ సంభావ్యత ప్రతికూల విలువను కలిగి ఉంటే, ఫార్ములాలో మైనస్ గుర్తుతో కూడిన ఛార్జ్‌ని భర్తీ చేసినట్లయితే ఇది సులభంగా ధృవీకరించబడుతుంది. ప్రతికూల ఛార్జ్ నుండి మరింత దూరంగా, ఫీల్డ్ సంభావ్యత ఎక్కువ.

ధనాత్మక చార్జ్ ఉద్రిక్తత రేఖల వెంట కదులుతున్నట్లయితే, సంభావ్య వ్యత్యాసం మరియు పని సానుకూలంగా ఉంటాయి. ప్రతికూల ఛార్జ్ ఉద్రిక్తత రేఖల వెంట కదులుతున్నట్లయితే, సంభావ్య వ్యత్యాసం "+" గుర్తును కలిగి ఉంటుంది మరియు పనికి "-" గుర్తు ఉంటుంది.