Elect Magnet 7

Цахилгаан соронзонЦахилгаан соронзон

Лекц 7Лекц 7

www.zaluu.comwww.zaluu.com

Цахилгаан соронзонЦахилгаан соронзон 22

5.5. ГҮЙДЭЛ БА ЭСЭРГҮҮЦЭЛГҮЙДЭЛ БА ЭСЭРГҮҮЦЭЛ

5.1. Цахилгаан г5.1. Цахилгаан гүүйдэл ба гйдэл ба гүүйдлийн йдлийн

нягтнягт

5.2. Эсэрг5.2. Эсэргүүүүцэл ба Омын хуульцэл ба Омын хууль

5.3. Дамжуулагчийн хувийн эсэрг5.3. Дамжуулагчийн хувийн эсэргүүүүцэлцэл

5.4. Цахилгаан энерги ба чадал5.4. Цахилгаан энерги ба чадал

5.5. Металлын цахилгаан дамжуулал5.5. Металлын цахилгаан дамжуулал



5.1. Цахилгаан гүйдэл ба 5.1. Цахилгаан гүйдэл ба гүйдлийн нягтгүйдлийн нягт

Цэнэг урсах эрчим хугацаанаас хамаарч байвал Цэнэг урсах эрчим хугацаанаас хамаарч байвал ггүүйдэл бас адилйдэл бас адил

Ийм гИйм гүүйдлийг гэж бичиж болнойдлийг гэж бичиж болно ГГүүйдэл йдэл ((ггүүйдлийн хйдлийн хүүчч)) скаляр, нэгж ампер скаляр, нэгж ампер A, A, мА, мкАмА, мкА

Урсах цэнэгУрсах цэнэг эерэг, сэерэг, сөөррөөг, эсвэл хоѐул ч байж болног, эсвэл хоѐул ч байж болно Эерэг цэнэгийн чиглэлийг гЭерэг цэнэгийн чиглэлийг гүүйдлийн чиг болгодогйдлийн чиг болгодог Зэс мэт дамжуулагчид электрон урсанаЗэс мэт дамжуулагчид электрон урсана Иймд гИймд гүүйдлийн чиглэл электроны урсгалын эсрэгйдлийн чиглэл электроны урсгалын эсрэг Хагас дамжуулагч 2 тХагас дамжуулагч 2 төөрлийн цэнэгтэй, рлийн цэнэгтэй, II--ийн чиглэл ?ийн чиглэл ?

Цэнэг хЦэнэг хөөддөөлж байвал глж байвал гүүйдэл гйдэл гүүйнэйнэ АА талбайгаар цэнэг урсан байгталбайгаар цэнэг урсан байг Урсах эрчим нь гУрсах эрчим нь гүүйдэл йдэл II Гадаргуугаар Гадаргуугаар DDtt хугацаанд хугацаанд DDQQ цэнэг цэнэг

өөнгнгөөрсрсөөн болн бол QI

t

D

D

dQI

dt

A

_

_

+

+

+

I



A

Дрейфийн хурдДрейфийн хурд AA талбайтай дамжуулагчийн талбайтай дамжуулагчийн DDxx

урттай элементийн эзлэхурттай элементийн эзлэхүүүүн н AADDxx

Цэнэг зЦэнэг зөөөөгчийн концентрац гчийн концентрац nn Дээрх эзлэхДээрх эзлэхүүүүн дэх цэнэгийн тоо н дэх цэнэгийн тоо

nAnADDxx, , хэмжээхэмжээ DDQ=(nAQ=(nADDx)qx)q

Dx

vdDt

q vd

Цэнэг зЦэнэг зөөөөгчийн хурд гчийн хурд vvdd

DDtt хугацаанд туулах зайхугацаанд туулах зай DDx=vx=vddDDtt

Тухайн эзлэхТухайн эзлэхүүүүн дэх цэнэг н дэх цэнэг DDQ=(nAvQ=(nAvddDDt)qt)q

Дамжуулагчийн гДамжуулагчийн гүүйдэлйдэл

vvdd –– дундаж хурд, дундаж хурд, дрейфийн хурддрейфийн хурд

Физик утга нь:Физик утга нь:•• Дамжуулагчийн тДамжуулагчийн төөгсггсгөөллүүүүдэд потенциалын ялгавартайдэд потенциалын ялгавартай•• Цахилгаан орон Цахилгаан орон үүүүсч электроныг хсч электроныг хөөддөөлглгөөөөнд оруулнанд оруулна•• Электрон шулуун замын хялбар хЭлектрон шулуун замын хялбар хөөддөөлглгөөөөн хийхгн хийхгүүйй•• Металлын атомуудтай мМеталлын атомуудтай мөөргргөөлдлдөөж мухир хж мухир хөөддөөлглгөөөөн хийнэн хийнэ•• Дундаж хурд нь дрейфийн хурд Дундаж хурд нь дрейфийн хурд vvdd

•• Дрейфийн хурд мДрейфийн хурд мөөргргөөлдлдөөөөний хоорондох хурдаас маш баганий хоорондох хурдаас маш бага

d

QI nqv A

t

D

D



Жишээ 24.1Жишээ 24.1 A copper wire of crossA copper wire of cross--sectional area sectional area 331010--6 6 mm22 carries a carries a

current of current of 10 A10 A. Find the drift velocity of the electrons . Find the drift velocity of the electrons in this wire.in this wire.

331010--66 мм22 ххөөндлндлөөн огтлолын талбайтай зэс н огтлолын талбайтай зэс дамжуулагч утсаар дамжуулагч утсаар 10 А10 А ггүүйдэл гйдэл гүүйж байв. Энэхйж байв. Энэхүүүүдамжуулагч дахь электроны дрейфийн хурдыг ол.дамжуулагч дахь электроны дрейфийн хурдыг ол.

Бодолт:Бодолт: Зэсийн нэг атомд нэг чЗэсийн нэг атомд нэг чөөллөөөөт электрон т электрон ноогддогноогддог

ЧЧөөллөөөөт электроны нягт т электроны нягт nn,, атомын нягтатомын нягт NN00rr/M/M

•• NN00-- Авогадрогийн тооАвогадрогийн тоо

•• MM –– зэсийн атом жинзэсийн атом жин

rr –– зэсийн нягтзэсийн нягт

ИймдИймд23 3

0

6,02 10 атом / моль 8,95 г/см 1 электрон/атомn N

M 63,5 г / моль

r

22 3 28 38,48 10 электрон / см 8,48 10 электрон/м



ҮргэлжлэлҮргэлжлэл I=nqvI=nqvddAA байдгийг ашиглавалбайдгийг ашиглавал дрейфийн хурддрейфийн хурд

Эндээс ердийн дрейфийн хурд маш багаЭндээс ердийн дрейфийн хурд маш бага Ж нь: ийм хурдтай электрон Ж нь: ийм хурдтай электрон 1 м1 м замыг замыг 68 минут68 минут

туулнатуулна Гэтэл унтраалгыг дармагц гэрэл асдагийн учирГэтэл унтраалгыг дармагц гэрэл асдагийн учир Цахилгаан оронгийн Цахилгаан оронгийн өөөөрчлрчлөөлт дамжуулагчийн дотор лт дамжуулагчийн дотор

гэрэлтэй дгэрэлтэй дөөххүүүү хурдтай тархдагхурдтай тархдаг Электрон нь хоолойд байгаа шахагддаггЭлектрон нь хоолойд байгаа шахагддаггүүй й

шингэнтэй адил шинжтэйшингэнтэй адил шинжтэй Хоолойн уртын дагууд шингэн урсан Хоолойн уртын дагууд шингэн урсан өөнгнгөөррөөххөөд д

ихээхэн хугацаа шаардагдах боловч даралтын ихээхэн хугацаа шаардагдах боловч даралтын долгион хоолойгоор агшин зуурт тархаж хоолойн долгион хоолойгоор агшин зуурт тархаж хоолойн нэг тнэг төөгсггсгөөллөөөөс эхэлсэн урсгал эсрэг тс эхэлсэн урсгал эсрэг төөгсггсгөөлд лд дорхнооо хдорхнооо хүүрнэ рнэ

d 28 3 19 6 2

I 10 Кл / сv

neA ( 8,48 10 м )(1,6 10 Кл )( 3 10 м )

42,46 10 м / с



5.2. Эсэргүүцэл ба Омын хууль5.2. Эсэргүүцэл ба Омын хууль Дамжуулагчийн дотуур цэнэг зДамжуулагчийн дотуур цэнэг зөөөөгчид хгчид хөөддөөлснлснөөөөр р

ггүүйдэл гйдэл гүүйнэйнэ Цахилгаан хЦахилгаан хүүч ч үүйлчилж байгаа хэрэг йлчилж байгаа хэрэг Дамжуулагчийн дотор цахилгаан орон байнаДамжуулагчийн дотор цахилгаан орон байна ҮүҮүгээрээ цахилгаан статик тэнцвэрээс ялгаатайгээрээ цахилгаан статик тэнцвэрээс ялгаатай AA талбайтай дамжуулагчаар талбайтай дамжуулагчаар II ггүүйдэл гйдэл гүүйж байвйж байв ГГүүйдлийн нягт йдлийн нягт –– нэгж талбайд ноогдох гнэгж талбайд ноогдох гүүйдэлйдэл

ГГүүйдлийн нягт вектор. Чиглэл дрейфийн хурдын йдлийн нягт вектор. Чиглэл дрейфийн хурдын дагуу: дагуу:

Иймд нягтын вектор эерэг цэнэгийн хИймд нягтын вектор эерэг цэнэгийн хөөддөөлглгөөөөний ний чиглэлтэй давхцаначиглэлтэй давхцана

jj нь цахилгаан оронтой пропорциональнь цахилгаан оронтой пропорциональ

Энэ бол Энэ бол Омын хуульОмын хууль. . gg-- цахилгаан дамжуулалтцахилгаан дамжуулалт

Омын хууль тулгуур хууль биш, туршлагын харьцааОмын хууль тулгуур хууль биш, туршлагын харьцаа

2dd

nqv AIj nqv Нэгж А / м

A A

dj nqv

j Eg


МУИС, МТСМУИС, МТС Цахилгаан соронзонЦахилгаан соронзон 88

Омын хуулийн практик хэлбэрОмын хуулийн практик хэлбэр

ҮүҮүний дний дүүнд цахилгаан орон, улмаар гнд цахилгаан орон, улмаар гүүйдэл йдэл үүүүснэснэ Цахилгаан орон жигд бол Цахилгаан орон жигд бол V=VV=Vbb--VVaa=El=El

ГГүүйдлийн нягт йдлийн нягт j=j=ggE=E=ggV/l.V/l. j=I/Aj=I/A учиручир Дамжуулагчийн эсэргДамжуулагчийн эсэргүүүүцэлцэл

Нэгж Нэгж ОмОм: : 1 Ом1 Ом= = 1 В1 В//А А

Дамжуулалтын урвууДамжуулалтын урвуу--хувийн эсэргхувийн эсэргүүүүцэл: цэл: rr=1/=1/gg, , Ом Ом мм

ИймдИймд

Материалын эсэргМатериалын эсэргүүүүцэл тцэл түүүүний шинж чанар, ний шинж чанар, геометрээс хамаарна: геометрээс хамаарна: ll--тэй шууд,тэй шууд, AA--тай урвуу тай урвуу ~~

Урт 2 дахин ихэсвэл эсэргУрт 2 дахин ихэсвэл эсэргүүүүцэл мцэл мөөн 2 дахин н 2 дахин өөснснөө

AA ххөөндлндлөөн огтлолтой, н огтлолтой, ll урттай урттай нэгэн тнэгэн төөррөөл шулуун утасны л шулуун утасны тасархайтасархай

VVbb--VVaa потенциалын ялгавартайпотенциалын ялгавартай

A

l

I

EVa Vb

l lV j I

Ag g

lR

Ag

lR

Ar



ВольтВольт--амперийн тодорхойлолтамперийн тодорхойлолт ВольтВольт--амперийн тодорхойлолт амперийн тодорхойлолт

((ВАТВАТ) ) гэж юу болохгэж юу болох Материал омын ба омын биш Материал омын ба омын биш

хоѐр янзхоѐр янз ВАТ нь шулуун бол омын гэнэВАТ нь шулуун бол омын гэнэ Шулууны налуу Шулууны налуу RR--ийн хэмжээг ийн хэмжээг

зааназаана

ВольтВольт--амперийн тодорхойлолт амперийн тодорхойлолт нь шулуун бишнь шулуун биш

ӨөӨөррөөөөр хэлвэл Омын хуульд р хэлвэл Омын хуульд захирагдахгзахирагдахгүүй болй бол

Омын биш материалОмын биш материал Жишээ: Диод, транзистор ...Жишээ: Диод, транзистор ...

I

V

Налуу=1

R

I

V



Жишээ 24.2Жишээ 24.2 аа)) Нихром утасны радиус Нихром утасны радиус 0,321 мм0,321 мм бол нэгж уртад бол нэгж уртад

ноогдох эсэргноогдох эсэргүүүүцлийг ол.цлийг ол. Утасны хУтасны хөөндлндлөөн огтлолын талбайн огтлолын талбай

илэрхийллийг ашигланаилэрхийллийг ашиглана

Нихромын хувийн эсэргНихромын хувийн эсэргүүүүцэл цэл rr==1,51,51010--6 6 ОмОмммбайдгийг бодолцволбайдгийг бодолцвол

бб)) Хэрэв Хэрэв 1 м1 м урттай нихром утсанд урттай нихром утсанд 10 В10 В потенциалын потенциалын ялгавар ялгавар өөгсгсөөн бол утасны гн бол утасны гүүйдэл ямар байх вэ?йдэл ямар байх вэ?

1 1 мм урт нихром утасны эсэргурт нихром утасны эсэргүүүүцэл цэл 4,63 Ом4,63 Ом

Омын хуулиарОмын хуулиар

2 3 2 7 2A r (0,321 10 м) 3,24 10 м l

RA

r

R

l A

r

V 10 ВI 2,16 А

R 4,63Ом

6

7 2

1,5 10 Ом м4,63Ом / м

3,24 10 м



ҮргэлжлэлҮргэлжлэл вв)) Нихром утсаар Нихром утсаар 2,16 А2,16 А ггүүйдэл гйдэл гүүйж байгаа бол йж байгаа бол

утсан дахь гутсан дахь гүүйдлийн нягт ба цахилгаан оронг ол.йдлийн нягт ба цахилгаан оронг ол.

I=jAI=jA тэгшитгэлийг ашиглавалтэгшитгэлийг ашиглавал

j=sEj=sE ба байдаг учир цахилгаан оронба байдаг учир цахилгаан орон

Зэсийн Зэсийн rr=1,7=1,71010--88 ОмОммм байдаг нь нихромынхоос байдаг нь нихромынхоос ойролцоогоор ойролцоогоор 1010--22--оор багаоор бага

Иймд дээрх нихромтой адил голчтой зэс утасны Иймд дээрх нихромтой адил голчтой зэс утасны нэгж уртад ноогдох эсэргнэгж уртад ноогдох эсэргүүүүцэл ердцэл ердөөөө 0,052 Ом0,052 Ом//мм

Тэгвэл Тэгвэл 1 м1 м урттай ийм зэс утсаар урттай ийм зэс утсаар 2,16 А2,16 А ггүүйдлийг йдлийг ддөөнгнгөөж ж 0,11 В0,11 В ххүүчдэлээр гаргаж болно чдэлээр гаргаж болно

6

7 2 2

I 2,16 A Aj 6,67 10

A 3,24 10 м м

1

r

6 6

2

j А НE j (1,5 10 Ом м ) 6,67 10 10,0

м Клr



5.3. Дамжуулагчийн хувийн 5.3. Дамжуулагчийн хувийн эсэргүүцэлэсэргүүцэл

Хувийн эсэргХувийн эсэргүүүүцэл цэл rr олон холон хүүчин зчин зүүйлээс йлээс хамаардгийн нэг нь температурхамаардгийн нэг нь температур

Ихэнх металлын Ихэнх металлын rr температуртемператур ихсэхэд ихсэхэд өөсдсдөөгг Илэрхийлэл нь: Илэрхийлэл нь: rr==rr00[1+[1+aa(t(t--tt00)])]

rr –– t t температур дахь хувийн эсэргтемператур дахь хувийн эсэргүүүүцэлцэл rr00-- tt00 температур дахь хувийн эсэргтемператур дахь хувийн эсэргүүүүцэлцэл aa-- хувийн эсэргхувийн эсэргүүүүцлийн температурын коэффициентцлийн температурын коэффициент

Янз бЯнз бүүрийн материалын рийн материалын rr маш маш өөргргөөн хязгаарт н хязгаарт (10(10--88--10101616 ОмОммм)) оршдогоршдог

0

1

t

Dra

r D

МатериалМатериал r, r, ОмОммм a, a, градград--11 НихромНихром 1501501010--88 0,40,41010--33

ЗэсЗэс 1,71,71010--88 3,93,91010--33 ЦахиурЦахиур 640640 --75751010--33

ХХөөнгнгөөн н цагаанцагаан

2,822,821010--88 3,93,91010--33БолорБолор 757510101616 3,93,91010--33



ҮргэлжлэлҮргэлжлэл R~R~rr учир учир R(t)R(t) хамаарал хамаарал R=RR=R00[1+a(t[1+a(t--tt00)])]

Энэ шинж чанарыг ашиглан Энэ шинж чанарыг ашиглан tt --ийг ийг хэмжинэхэмжинэ

Ихэнх Омын материалын Ихэнх Омын материалын r r температураас шугаман хамааралтайтемператураас шугаман хамааралтай

Маш бага температурт энэ хамаарал Маш бага температурт энэ хамаарал алдагданаалдагдана

Абсолют тэгд ойртоход Абсолют тэгд ойртоход rr хязгаартайхязгаартай ӨөӨөррөөөөр р үүлдэгдэл эсэрглдэгдэл эсэргүүүүцэлтэйцэлтэй Учир нь электронууд хольцын атом, Учир нь электронууд хольцын атом,

торын гажигтай мторын гажигтай мөөргргөөлдлдөөннөө

Хагас дамжуулагчийн Хагас дамжуулагчийн rr гол тгол төөллөөв в температур ихсэхэд буурдаг температур ихсэхэд буурдаг ((aa<0)<0)

Учир нь Учир нь өөндндөөр температурт цэнэг р температурт цэнэг ззөөөөгчийн тоо олширдоггчийн тоо олширдог

Термисторын тухай Термисторын тухай

r

T0

r

T0



Хэт дамжуулагчХэт дамжуулагч Критик температур Критик температур TTCC--ээс доош температурт ээс доош температурт rr 00

болдог хэсэг металл ба хайлш байдагболдог хэсэг металл ба хайлш байдаг Эдгээрийг Эдгээрийг хэт дамжуулагчхэт дамжуулагч гэнэгэнэ TTCC>0 >0 үүед жирийн дамжуулагчед жирийн дамжуулагч 1911, О.Камерлинг, м1911, О.Камерлинг, мөөнгнгөөн ус, н ус, 4,2 К4,2 К

TTCC<0 <0 үүед ед rr<4<41010--2525 ОмОммм

Энэ нь зэсийнхээс Энэ нь зэсийнхээс 10101717 дахин багадахин бага Тоо нь хэдэн мянга, Тоо нь хэдэн мянга, TTCC>192 K>192 K

Хэт дамжуулагчаар гХэт дамжуулагчаар гүүйдэл гйдэл гүүйлгэвэл хйлгэвэл хүүчдэлгчдэлгүүй й байхад байхад үүргэлжлэн гргэлжлэн гүүйсээр байнайсээр байна

БитБитүүүү цагираг хийвэл гцагираг хийвэл гүүйдэл хэдэн ч жил гйдэл хэдэн ч жил гүүйж йж мэднэмэднэ

Хэт дамжуулагчийн дотор талаас соронзон орон Хэт дамжуулагчийн дотор талаас соронзон орон дайжин гардагдайжин гардаг

Хэт дамжуулагчийн хэрэглээ: Цахилгаан дамжуулах Хэт дамжуулагчийн хэрэглээ: Цахилгаан дамжуулах шугам, соронз, электрон багаж ...шугам, соронз, электрон багаж ...

r

T0 Tc

Хэвийн

Хэт



Жишээ 24.3Жишээ 24.3 Цагаан алтан эсэргЦагаан алтан эсэргүүүүцлийн термометр.цлийн термометр.

Цагаан алтаар хийсэнЦагаан алтаар хийсэн эсэргэсэргүүүүцлийн цлийн термометр термометр 2020СС--дд 50 Ом50 Ом эсэргэсэргүүүүцэлтэй байв. цэлтэй байв. ТТүүүүнийг шингэн индий агуулсан шилэн нийг шингэн индий агуулсан шилэн бортогонд дбортогонд дүүрэхэд эсэргрэхэд эсэргүүүүцэл нь цэл нь 80,7 Ом80,7 Омболов. Эдгээр мэдээллийг ашиглаад индийн болов. Эдгээр мэдээллийг ашиглаад индийн хайлах температурыг ол. Цагаан алтны хайлах температурыг ол. Цагаан алтны эсэргэсэргүүүүцлийн температурын коэффициент цлийн температурын коэффициент a=3,92 a=3,92 1010--33 градград--11..

Бодолт: Бодолт: R=RR=R00[1+a(t[1+a(t--tt00)])] тэгшитгэлээстэгшитгэлээс

DDt=tt=t--tt00 ба ба tt00=20=20CC учир учир t=157t=157CC

00 3 1

0

R R 80,7 Ом 50.0 Омt t t 137 C

R ( 3,92 10 град ) 50,0 ОмD

a



5.4. Цахилгаан энерги ба чадал5.4. Цахилгаан энерги ба чадал Зай хэрэглэж дамжуулагчаар гЗай хэрэглэж дамжуулагчаар гүүйдэл гйдэл гүүйлгэейлгэе Зайн химийн энерги цэнэг зЗайн химийн энерги цэнэг зөөөөгчдийн кинетик гчдийн кинетик

энерги болж тасралтгэнерги болж тасралтгүүй хувирнай хувирна Цэнэг зЦэнэг зөөөөгч торын ионтой мгч торын ионтой мөөргргөөлдслдсөөннөөөөс энергээ с энергээ

хурдан алданахурдан алдана Улмаар дамжуулагчийн температур Улмаар дамжуулагчийн температур өөснснөө

Ингэснээр: химийн энерги Ингэснээр: химийн энерги дулааны энергидулааны энерги Тодруулая. Тодруулая. RR резистортой холбосон зай брезистортой холбосон зай бүүхий хий

хялбар хэлхээ байвхялбар хэлхээ байв

Зайн эерэг туйл их потенциалтайЗайн эерэг туйл их потенциалтай DDQQ цэнэг цэнэг аа цэгээс гарч зайн дундуур цэгээс гарч зайн дундуур

явж резисторыг дайраад явж резисторыг дайраад аа цэгтээ цэгтээ эргэн очноэргэн очно

аа цэг газардсан, тэг потенциалтай, цэг газардсан, тэг потенциалтай, энд цэнэг тэг потенциал энергитэйэнд цэнэг тэг потенциал энергитэй

Цэнэг зайн дундуур Цэнэг зайн дундуур өөнгнгөөррөөххөөд д потенциал энергиийн потенциал энергиийн өөссөөлт лт DDU=VU=VDDQQ

+_E

a

b c

d

R

I



ҮргэлжлэлҮргэлжлэл Зайн химийн энерги иймээр буурнаЗайн химийн энерги иймээр буурна

VV бол бол bb цэгийн потенциал: цэгийн потенциал: V=VV=Vbb--VVaa=V=Vbb

Цэнэг Цэнэг cc цэгээс цэгээс dd--ррүүүү резистороор резистороор өөнгнгөөррөөххөөд потенциалын ялгаврын дд потенциалын ялгаврын дүүнд нд үүүүссэн цахилгаан орноор хурдсанассэн цахилгаан орноор хурдсана

Цэнэгийн потенциал энерги Цэнэгийн потенциал энерги кинетик энергикинетик энерги

Атомуудтай мАтомуудтай мөөргргөөлдлдөөж кинетик энерги ж кинетик энерги дулаандулаан

bcbc баба dada замд энерги буурахгзамд энерги буурахгүүйй

Учир нь утасны эсэргУчир нь утасны эсэргүүүүцэл тэгцэл тэг

Ингэж цэнэг Ингэж цэнэг аа цэгт ирэхэд тэг потенциал энергитэй цэгт ирэхэд тэг потенциал энергитэй хэвээр байнахэвээр байна

Эс тэгвэл цэнэг хэлхээгээр тойрох бЭс тэгвэл цэнэг хэлхээгээр тойрох бүүрд энерги рд энерги хожиж энерги хадгалагдах хууль зхожиж энерги хадгалагдах хууль зөөрчигднрчигднөө

ИйнхИйнхүүүү үүүүсгсгүүүүрийн химийн энерги дулааны энерги рийн химийн энерги дулааны энерги болоход цэнэг зуучланаболоход цэнэг зуучлана

+_E

a

b c

d

R

Iwww.zaluu.comwww.zaluu.com


ЧадалЧадал DDQQ цэнэг резистороор цэнэг резистороор өөнгнгөөррөөххөөд потенциал д потенциал

энергийн буурах хурдэнергийн буурах хурд

Цэнэг зайн дотуур Цэнэг зайн дотуур өөнгнгөөррөөхдхдөөөө л энерги олж авнал энерги олж авна Цэнэгийн энергийн буурах хурд резистор дээр Цэнэгийн энергийн буурах хурд резистор дээр

ялгарах чадалтай тэнцялгарах чадалтай тэнцүүүү

Энэ нь Энэ нь II ггүүйдэлтэй йдэлтэй VV потенциалын ялгавартай потенциалын ялгавартай үүүүсгсгүүүүрийн ялгаруулах чадалрийн ялгаруулах чадал

Нэгж нь ватт: Нэгж нь ватт: ВтВт. . ӨөӨөррөөөөрр

RR эсэргэсэргүүүүцэл дээр ялгарах дулаанцэл дээр ялгарах дулаан-- ЖЖүүүүлийн дулаанлийн дулаан Практик хэрэглээ: Цахилгаан зуух, индПрактик хэрэглээ: Цахилгаан зуух, индүүүү ...... Цахилгаан энерги Цахилгаан энерги үүүүсгэдэг зай мэтийг сгэдэг зай мэтийг цахилгаан цахилгаан

ххөөддөөлглгөөх хх хүүчч ((цххцхх))--ний ний үүүүсгсгүүүүр гэнэр гэнэ Зайн дотоод эсэргЗайн дотоод эсэргүүүүцлийг эс тооцвол цлийг эс тооцвол V=VV=Vbb--VVaa==EE

Иймд Иймд I=V/R=I=V/R=EE/R/R ббөөггөөөөд д P=IP=IEE

Энэ нь резистор дээр ялгарах чадалтай тэнцЭнэ нь резистор дээр ялгарах чадалтай тэнцүүүү

U QV IV

t t

D D

D D

P IV

22 V

P I RR



Жишээ 2Жишээ 244.4.4 An electric heater is constructed by applying a An electric heater is constructed by applying a

potential difference of potential difference of 110 V110 V to a nichrome wire of total to a nichrome wire of total resistance resistance 8 8 WW. Find the current carried by the wire . Find the current carried by the wire and the power rating of the heater.and the power rating of the heater.

Цахилгаан халаагуурыг Цахилгаан халаагуурыг 110 В110 В ххүүчдэлд ажиллахаар чдэлд ажиллахаар нийт нийт 8 Ом8 Ом эсэргэсэргүүүүцэлтэй нихром утсаар хийжээ.цэлтэй нихром утсаар хийжээ.

Утасны гУтасны гүүйдлийн хйдлийн хүүч ба халаагуурын чадлыг ол.ч ба халаагуурын чадлыг ол. Бодолт: Бодолт: ХХүүчдэл нь гчдэл нь гүүйдэл, эсэргйдэл, эсэргүүүүцэл 2цэл 2--ын ын үүржвэр ржвэр

V=IRV=IR

Эндээс гЭндээс гүүйдлийн хйдлийн хүүчч

Чадлыг Чадлыг P=IP=I22RR томъѐог ашиглан олнотомъѐог ашиглан олно P=IP=I22R=(13,8 A)R=(13,8 A)22(8 (8 ОмОм)=1,52 )=1,52 кВткВт

Хэрэв тэжээлийн хХэрэв тэжээлийн хүүчдэл 2 дахин нэмэгдвэл чдэл 2 дахин нэмэгдвэл ггүүйдлийн хйдлийн хүүч 2 дахин нэмэгдэнэч 2 дахин нэмэгдэнэ

Харин чадал 4 дахин нэмэгдэнэХарин чадал 4 дахин нэмэгдэнэ

V 110 BI 13,8 A

R 8 Ом



Жишээ 24.5Жишээ 24.5 A light bulb is rated at A light bulb is rated at 120 V/75 W120 V/75 W. That is, its operating . That is, its operating

voltage is voltage is 120 V120 V and it has a power rating of and it has a power rating of 75 W75 W. The . The bulb is powered by a bulb is powered by a 120 V120 V directdirect--current power current power supply. Find the current in the bulb and its resistance.supply. Find the current in the bulb and its resistance.

Чийдэн дээр Чийдэн дээр 120 В120 В//75 Вт75 Вт гэж бичжээ.гэж бичжээ. Энэ нь Энэ нь 120 В120 В ххүүчдэл чдэл өөггөөххөөд д 75 Вт75 Вт чадал хэрэглэнэ чадал хэрэглэнэ

гэсэн гэсэн үүг. г. Чийдэнг Чийдэнг 120 В120 В ххүүчдэлтэй тогтмол гчдэлтэй тогтмол гүүйдлийн йдлийн үүүүсгсгүүүүртэй ртэй

холбожээ.холбожээ. Чийдэнгийн эсэргЧийдэнгийн эсэргүүүүцэл ба гцэл ба гүүйдлийг ол.йдлийг ол. Бодолт: Бодолт: ГГүүйдлийг олохдоо йдлийг олохдоо P=IVP=IV томъѐог ашигланатомъѐог ашиглана

V=IRV=IR:: Омын хуулиас эсэргОмын хуулиас эсэргүүүүцлийг олволцлийг олвол

P 75 ВтI 0,625 A

V 120 В

V 120 BR 192 Ом

I 0,625 A



5.5. Металлын цахилгаан дамжуулал5.5. Металлын цахилгаан дамжуулал Металлын цахилгаан дамжууллын сонгодог Металлын цахилгаан дамжууллын сонгодог

загварыг загварыг үүзьезье

Дамжуулагч бол чДамжуулагч бол чөөллөөөөт электрон бт электрон бүүхий атомуудын хий атомуудын үүелсэн гинжелсэн гинж

ЧЧөөллөөөөт электронт электрон-- дамжууллындамжууллын буюу буюу валентынвалентын

Эдгээр нь дамжуулагчийн дотуур чЭдгээр нь дамжуулагчийн дотуур чөөллөөөөтэй хэрэн тэй хэрэн явах ба ойролцоогоорявах ба ойролцоогоор атомын тоотой тэнцатомын тоотой тэнцүүүү

Орон Орон үүггүүй й үүед эмх журамгед эмх журамгүүй хй хөөдлдлөөннөө

Дундаж хурд Дундаж хурд ~10~1066 мм//сс, электронон хий гэж , электронон хий гэж үүзнэзнэ

Электронууд яг чЭлектронууд яг чөөллөөөөтэй биш, оронт торын тэй биш, оронт торын ионуудтай мионуудтай мөөргргөөлдлдөөж явнаж явна

Энэ нь металлын эсэргЭнэ нь металлын эсэргүүүүцлийн гол шалтгаанцлийн гол шалтгаан

Орон Орон үүггүүй й үүед чед чөөллөөөөт электроны дундаж хурд тэг т электроны дундаж хурд тэг учир гучир гүүйдэл гйдэл гүүйхгйхгүүйй


МУИС, МТСМУИС, МТС Цахилгаан соронзонЦахилгаан соронзон 2222

ҮргэлжлэлҮргэлжлэл

Энэ загварыг ашиглан электроноос дамжуулагчид Энэ загварыг ашиглан электроноос дамжуулагчид өөггөөх энергийг олдогх энергийг олдог

Одоо электроны дрейфийн хурдыг олъѐоОдоо электроны дрейфийн хурдыг олъѐо mm масстай, масстай, qq цэнэгтэй бцэнэгтэй бөөөөм м EE цахилгаан оронд цахилгаан оронд

байвал тбайвал түүүүнд нд qEqE ххүүч ч үүйлчилнэйлчилнэ F=maF=ma учир учир a=qE/ma=qE/m

Хоѐр мХоѐр мөөргргөөлтийн хоорондох багахан хугацаанд олж лтийн хоорондох багахан хугацаанд олж авсан энэ хурдатгал электронд дейфийн хурд авсан энэ хурдатгал электронд дейфийн хурд өөгнгнөө

Орон байвал электронууд Орон байвал электронууд аажмаар шилжин хаажмаар шилжин хөөддөөлнлнөө

Шилжих дундаж хурд Шилжих дундаж хурд маш бага маш бага 1010--44 мм//сс

Электрон дрейфийн Электрон дрейфийн мухир хмухир хөөддөөлглгөөөөн хийнэн хийнэ

Зам муруйдаг нь Зам муруйдаг нь хурдатгалтай болсонтой хурдатгалтай болсонтой холбоотойхолбоотой



ҮргэлжлэлҮргэлжлэл ССүүүүлчийн млчийн мөөргргөөлтийн дараах хурд лтийн дараах хурд vv00 бол бол tt хугацаанд хугацаанд

электроны хурдэлектроны хурд

vv00 анхны хурдын танхны хурдын түүгэлт эмх журамггэлт эмх журамгүүй гэвэл дундаж й гэвэл дундаж утга нь тэгутга нь тэг

Тэгвэл Тэгвэл

ММөөргргөөлтийн хоорондох дундаж хугацаа лтийн хоорондох дундаж хугацаа tt болбол ГГүүйдлийн нягтйдлийн нягт

ҮүҮүнийг Омын хууль нийг Омын хууль (j=(j=ggE)E) ––тэй харьцуулвалтэй харьцуулвал

•• t=l/vt=l/v

•• ll--ччөөллөөөөт замын дундажт замын дундаж

0 0

qEv v at v t

m

qEv t

m

d

qEv t

m

2

d

nq Ej nqv

m

2

2

nq 1 m,

m nq

g r

g



Сонгодог загварын дутагдалСонгодог загварын дутагдал

ЭнэхЭнэхүүүү сонгодог загвар ѐсоор дамжуулалт ба сонгодог загвар ѐсоор дамжуулалт ба хувийн эсэргхувийн эсэргүүүүцэл цахилгаан оронгоос цэл цахилгаан оронгоос хамаарахгхамаарахгүүй ажээй ажээ

Сонгодог загвар Омын хуультай тохирох Сонгодог загвар Омын хуультай тохирох боловч зарим боловч зарим үүзэгдлийг тайлбарлаж зэгдлийг тайлбарлаж чаддаггчаддаггүүйй

Жишээ: хурдны дундажийн тоон утгын зЖишээ: хурдны дундажийн тоон утгын зөөррөөөө

ЭсэргЭсэргүүүүцэл температураас хамаарах хуулийн цэл температураас хамаарах хуулийн ялгааялгаа

2

2

nq 1 m,

m nq

g r

g



Жишээ 24.6Жишээ 24.6 a) a) Жишээ 24.1Жишээ 24.1--ийн ийн өөггөөгдгдөөл, л, үүр др дүүн болон н болон

электронон дамжууллын сонгодог загварыг электронон дамжууллын сонгодог загварыг ашиглан ашиглан 2020CC--д байгаа зэсийн электроны д байгаа зэсийн электроны хоѐр мхоѐр мөөргргөөлтийн хоорондох дундаж лтийн хоорондох дундаж хугацааг тодорхойл.хугацааг тодорхойл.

ӨӨмнмнөөх илэрхийллээсх илэрхийллээс

Зэсийн Зэсийн rr=1,7=1,71010--8 8 ОмОммм 24.1 жишээнд олсноор 24.1 жишээнд олсноор n=8,48n=8,4810102828 мм--33

Эдгээр утгыг дээрх томъѐонд орлуулвалЭдгээр утгыг дээрх томъѐонд орлуулвал

2

1 m

nqr

g

2

m

nq

r

3114

28 3 19 2 8

9,11 10 кг2,5 10 с

( 8,48 10 м )(1,6 10 Кл ) (1,7 10 Ом м )



ҮргэлжлэлҮргэлжлэл бб)) Зэсийн чЗэсийн чөөллөөөөт электроны дулааны т электроны дулааны

дундаж хурд дундаж хурд 1,61,610106 6 мм//сс гэж гэж үүзээд азээд а))--ийн ийн үүр др дүүнг ашиглаж зэсийн электроны нг ашиглаж зэсийн электроны ччөөллөөөөт замын дундажийг бод.т замын дундажийг бод.

Энэ нь Энэ нь 400400ÅÅ--тай эквивалент тай эквивалент

Атом Атом 22ÅÅ орчим хэмжээтэй байдагтай орчим хэмжээтэй байдагтай харьцуулвалхарьцуулвал

Электрон атомтай мЭлектрон атомтай мөөргргөөлдлдөөхийн хийн өөмнмнөө200200 орчим атомын хэмжээтэй зайг орчим атомын хэмжээтэй зайг туулдаг ажээ туулдаг ажээ

6 14 8l v (1,6 10 м / с )( 2,5 10 с ) 4,0 10 м



АсуултуудАсуултууд 1. Эсэрг1. Эсэргүүүүцэл, хувийн эсэргцэл, хувийн эсэргүүүүцэл хоѐрын ялгаа юу цэл хоѐрын ялгаа юу

вэ?вэ?

2. Дамжуулагчийн эсэрг2. Дамжуулагчийн эсэргүүүүцлийн хэмжээнд ямар цлийн хэмжээнд ямар ххүүчин зчин зүүйлйлүүүүд нд нөөллөөөөлдлдөөг вэ?г вэ?

3. 3. АА ба ба ВВ гэсэн хоѐр утсыг ижил материалаар гэсэн хоѐр утсыг ижил материалаар үүйлдсэн бйлдсэн бөөггөөөөд тэнцд тэнцүүүү урттай. Харин урттай. Харин АА утасны утасны эсэргэсэргүүүүцэл цэл ВВ утасныхаас утасныхаас 33 дахин их байжээ. Тэгвэл дахин их байжээ. Тэгвэл эдгээрийн хэдгээрийн хөөндлндлөөн огтлолын харьцаа ямар байх вэ? н огтлолын харьцаа ямар байх вэ? Эдгээрийн радиусыг харьцуулж Эдгээрийн радиусыг харьцуулж үүз.з.

4. Ямар нэгэн дамжуулагч дээрх х4. Ямар нэгэн дамжуулагч дээрх хүүчдэлийг 2 дахин чдэлийг 2 дахин ихэсгэхэд гихэсгэхэд гүүйдэл нь 3 дахин ихэсч байв. йдэл нь 3 дахин ихэсч байв. Дамжуулагчийн тухай ямар дДамжуулагчийн тухай ямар дүүгнэлт хийж болох вэ?гнэлт хийж болох вэ?

5. Нихром утсыг халаагч элемент болгон авч 5. Нихром утсыг халаагч элемент болгон авч цахилгаан тулга хийх болжээ. Тодорхой нэг, цахилгаан тулга хийх болжээ. Тодорхой нэг, тухайлвал тухайлвал 1000 Вт1000 Вт чадал гаргаж авахын тулд утасны чадал гаргаж авахын тулд утасны ямар параметрийг ямар параметрийг өөөөрчлрчлөөх хэрэгтэй вэ?х хэрэгтэй вэ?



АсуултуудАсуултууд 6. Дамжуулагчийн дотор тогтворжсон г6. Дамжуулагчийн дотор тогтворжсон гүүйдэл йдэл

байлгахын тулд юу шаардагдах вэ?байлгахын тулд юу шаардагдах вэ?

7. Б7. Бүүх дамжуулагч Омын хуульд захирагдах уу? х дамжуулагч Омын хуульд захирагдах уу? Хариултаа батлахын тулд жишээ хэл.Хариултаа батлахын тулд жишээ хэл.

8. Тус б8. Тус бүүр р 110 В110 В ххүүчдэлд ажилладаг хоѐр чийдэнгийн чдэлд ажилладаг хоѐр чийдэнгийн нэг нь нэг нь 25 Вт25 Вт, н, нөөггөөөө нь нь 100 Вт100 Вт чадалтай. Аль чийдэн чадалтай. Аль чийдэн нь их эсэргнь их эсэргүүүүцэлтэй вэ? Аль чийдэнгээр их гцэлтэй вэ? Аль чийдэнгээр их гүүйдэл йдэл ггүүйх вэ?йх вэ?

9. Ижил урт ба тэнц9. Ижил урт ба тэнцүүүү радиустай хоѐр радиустай хоѐр дамжуулагчийг адил потенциалын ялгавартай дамжуулагчийг адил потенциалын ялгавартай цэгцэгүүүүдэд холбожээ. Нэг дамжуулагч нь ндэд холбожээ. Нэг дамжуулагч нь нөөггөөөөггөөөөссөөөө3 дахин их эсэрг3 дахин их эсэргүүүүцэлтэй. Аль дамжуулагч дээр их цэлтэй. Аль дамжуулагч дээр их чадал ялгарах вэ?чадал ялгарах вэ?


Documents

Elect Magnet 7