Skip to main content
Global

5: Mashtaka ya umeme na Mashamba

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    175948

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Katika sura hii, tunaanza kujifunza nguvu ya umeme, ambayo hufanya vitu vyote na mali inayoitwa malipo. Nguvu ya umeme ni nguvu zaidi kuliko mvuto (katika mifumo mingi ambapo wote wanaonekana), lakini inaweza kuwa nguvu ya kivutio au nguvu ya kukataa, ambayo inasababisha athari tofauti sana juu ya vitu. Nguvu ya umeme husaidia kuweka atomi pamoja, hivyo ni ya umuhimu wa msingi katika suala. Lakini pia inasimamia mwingiliano wa kila siku tunaoshughulikia, kuanzia mwingiliano wa kemikali hadi michakato ya kibiolojia.

    • 5.1: Utangulizi wa Mashtaka ya Umeme na Mashamba
      Nyuma tulipokuwa tukijifunza sheria za Newton, tulitambua matukio kadhaa ya kimwili kama vikosi. Tulifanya hivyo kulingana na athari waliyokuwa nayo juu ya kitu kimwili: Hasa, wao unasababishwa kitu kuharakisha. Baadaye, tulipojifunza msukumo na kasi, tulipanua wazo hili kutambua nguvu kama jambo lolote la kimwili lililobadilisha kasi ya kitu. Katika hali yoyote, matokeo ni sawa: Tunatambua nguvu na athari ambayo ina juu ya kitu.
    • 5.2: Malipo ya umeme
      Wewe ni hakika ukoo na vifaa vya elektroniki kwamba kuamsha na click ya kubadili, kutoka kompyuta kwa simu za mkononi kwa televisheni. Na hakika umeona umeme katika flash ya umeme wakati wa mvua nzito. Lakini pia una uwezekano mkubwa wa madhara ya umeme kwa njia nyingine, labda bila kutambua kwamba nguvu ya umeme ilihusika. Hebu tuangalie baadhi ya shughuli hizi na tuone nini tunaweza kujifunza kutoka kwao kuhusu mashtaka ya umeme na nguvu.
    • 5.3: Wafanyabiashara, Wahamiaji, na Malipo kwa Induction
      Katika sehemu iliyotangulia, tulisema kuwa wanasayansi waliweza kuunda malipo ya umeme tu juu ya vifaa vya nonmetallic na kamwe kwenye metali. Ili kuelewa kwa nini hii ndio kesi, unapaswa kuelewa zaidi kuhusu asili na muundo wa atomi. Katika sehemu hii, tunazungumzia jinsi na kwa nini mashtaka ya umeme hufanya-au si-hoja kupitia vifaa. Maelezo kamili zaidi yanatolewa katika sura ya baadaye.
    • 5.4: Sheria ya Coulomb
      Majaribio ya mashtaka ya umeme yameonyesha kwamba ikiwa vitu viwili kila mmoja vina malipo ya umeme, basi hutumia nguvu za umeme kwa kila mmoja. Ukubwa wa nguvu ni sawa sawa na malipo ya wavu kwenye kila kitu na inversely sawia na mraba wa umbali kati yao. (Kushangaza, nguvu haitegemei wingi wa vitu.) Mwelekeo wa vector nguvu ni pamoja na mstari wa kufikiri kujiunga na vitu viwili na inatajwa na ishara za mashtaka.
    • 5.5: Umeme shamba
      Shamba la umeme, ambalo linajitegemea malipo ya mtihani. Inategemea tu usanidi wa mashtaka ya chanzo, na mara moja kupatikana, inatuwezesha kuhesabu nguvu kwenye malipo yoyote ya mtihani.
    • 5.6: Kuhesabu Mashamba ya Umeme ya Mgawanyiko wa malipo
      Mgawanyo wa malipo ambao tumeona hadi sasa umekuwa wazi: uliofanywa na chembe za uhakika za mtu binafsi. Hii ni kinyume na usambazaji wa malipo ya kuendelea, ambayo ina angalau moja ya nonzero mwelekeo. Ikiwa usambazaji wa malipo unaendelea badala ya kutolewa, tunaweza kuzalisha ufafanuzi wa uwanja wa umeme. Tunagawanya tu malipo katika vipande vidogo na kutibu kila kipande kama malipo ya uhakika.
    • 5.7: Mistari ya Umeme ya
      Mfano wetu ni kwamba malipo kwenye kitu (malipo ya chanzo) hubadilisha nafasi katika kanda inayozunguka kwa namna ambayo wakati kitu kingine cha kushtakiwa (malipo ya mtihani) kinawekwa katika eneo hilo la nafasi, malipo ya mtihani hupata nguvu za umeme. Dhana ya mistari ya uwanja wa umeme, na ya michoro ya mstari wa uwanja wa umeme, inatuwezesha kutazama njia ambayo nafasi inabadilishwa, na kutuwezesha kutazama shamba.
    • 5.8: Dipoles za umeme
      Mapema tulijadili, na tukahesabu, uwanja wa umeme wa dipole: mashtaka mawili sawa na kinyume ambayo ni “karibu” kwa kila mmoja. (Katika muktadha huu, “karibu” inamaanisha kuwa umbali d kati ya mashtaka mawili ni mengi, chini ya umbali wa hatua ya shamba P, mahali ambapo unahesabu shamba.) Hebu sasa tuchunguze kile kinachotokea kwa dipole wakati imewekwa kwenye uwanja wa nje.
    • 5.A: Mashtaka ya umeme na Mashamba (Jibu)
    • 5.E: Mashtaka ya umeme na Mashamba (Mazoezi)
    • 5.S: Mashtaka ya umeme na Mashamba (muhtasari)

    Thumbnail: mashtaka nane chanzo kila kuomba nguvu kwenye moja mtihani malipo Q. nguvu Kila inaweza kuwa mahesabu kwa kujitegemea ya vikosi vingine saba. Hii ni kiini cha kanuni ya superposition.