Posted in Ֆիզիկա տնային աշխատանք, Uncategorized

Կայծակ։Շանթահարում

Ամպերից երկրին հարվածող կայծակ։

Կայծակը հարվածում է Էյֆելյան աշտարակին։ 1902 թ։

Կայծակ նաև՝ շանթ, մթնոլորտում՝ ամպերի կամ ամպի և երկրի միջև տեղի ունեցող կայծային էլեկտրական պարպում է։ Սովորաբար դրսևորվում է պայծառ լույսի բռնկումով և ուղեկցվում որոտով։ Պարպման ժամանակ հոսանքի ուժը հասնում է 10-100 հազար ամպերի, լարումը՝ տասնյակ միլիոնավորներից մինչև միլիարդավոր վոլտի։

Հատկություններ 

Երկրագնդի վրա ամենահաճախ կայծակները տեղի են ունենում Կոնգոյի Դեմոկրատական Հանրապետության արևելքի լեռներում գտնվող փոքրիկ Կիֆուկա գյուղի մոտ։ Մեկ քառակուսի կիլոմետր տարածքի վրա տարեկան տեղի է ունենում կայծակի 158 բռնկում։ Կայծակները հաճախակի են նաև Վենեսուելայում, Սինգապուրում, Բրազիլիայի հյուսիսում և Կենտրոնական Ֆլորիդայում։

Որոտ

Կայծակին ուղեկցող որոտի առաջացման բացատրությունը հետևյալն է. էլեկտրական հոսանքի արագ աճի պատճառով կայծակի անցուղու ներսում օդը խիստ տաքանում է և արագ ընդարձակվում։ Հոսանքի հանկարծակի ընդհատումից հետո ջերմաստիճանը կայծակի անցուղում ընկնում է, քանի որ ջերմությունը հաղորդվում է մթնոլորտին. անցուղին արագ սառչում է, օդը կտրուկ սեղմվում, որի հետևանքով առաջանում են ձայնային ալիքներ։

Տեսակները

Կայծակները լինում են գծային, գնդային և օղաձև։ Ավելի հաճախ հանդիպում է գծային կայծակ, որի երկարությունը հասնում է մի քանի կմ-ի, տևողությունը՝ 10-4 վրկ-ի, հոսանքի ուժը՝ 100 կիլո ամպեր-ի։ Գնդային կայծակի բնույթը դեռևս բացահայտված չէ։

Կայծակի ավերիչ հետևանքներից պաշտպանվելու համար կիրառվում են շանթարգելներ։

Առաջացման անհրաժեշտ պայմանները

Կայծակներն առաջանում են լիցքավորված մասնիկների կուտակման տեղերում։

Կայծակի փոխադրած լիցքերի հավաքումը կատարվում է վայրկյանի հազարերորդական մասերի ընթացքում, մի քանի կմ³ տարածությունում գտնվող իրարից լավ մեկուսացված միլիարդավոր մասնիկներից։

Կայծակի առաջացման համար անհրաժեշտ է, որ ամպի համեմատաբար փոքր ծավալի մեջ ձևավորվի էլեկտրական պարպում սկսելու համար անհրաժեշտ լարում (≈1ՄՎ/մ) ունեցող էլեկտրական դաշտ, իսկ ամպի նշանակալի մասում լինի սկսված պարպմանն աջակցելու համար անհրաժեշտ միջին լարումով (≈0.1-0.2 ՄՎ/մ) դաշտ։ Կայծակի միջոցով ամպի էլեկտրական էներգիան վերափոխվում է ջերմային, լուսային և ձայնային էներգիաների։ Ձայնային էներգիայի անջատումն արտահայտվում է ամպրոպի ձևով։

Կայծակի էլեկտրական բնույթը

Կայծակի էլեկտրական բնույթը բացահայտել է ամերիկացի ֆիզիկոս Բենջամին Ֆրանկլինը, որի գաղափարների հիման վրա փորձեր են կատարել ամպրոպաբեր ամպից էլեկտրականություն ստանալու ուղղությամբ։ Ամպրոպաբեր ամպի տարբեր մասերն ունենում են տարանուն լիցքեր։ Առավել հաճախ ամպի ստորին մասը լիցքավորված է լինում բացասական, վերևինը՝ դրական լիցքով։ Տարանուն լիցք ունեցող մասերով միմյանց մոտենալիս, ամպերի միջև Կայծակ է առաջանում։

Posted in Ֆիզիկա տնային աշխատանք, Uncategorized

Էլեկտրական լարում: Վոլտաչափ

Էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում է, որն առաջանում է, երբ էլեկտրական դաշտի կողմից նրանց վրա ուժ է ազդում և հետևաբար աշխատանք է կատարվում:
Հոսանքի աշխատանքը համեմատական է տեղափոխված լիցքի քանակին՝ q-ին, հետևաբար նրա հարաբերությունը այդ լիցք քանակին հաստատուն մեծություն է և  կարող է բնութագրել էլեկտրական դաշտը հաղորդչի ներսում: Այդ ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է լարում և նշանակվում է U տառով:
Լարումը  ցույց է տալիս տվյալ տեղամասով 1Կլ լիցք անցնելիս էլեկտրական դաշտի կատարած աշխատանքը:
Լարումը սկալյար ֆիզիկական մեծություն է, որը հավասար է դաշտի կատարած աշխատանքի  հարաբերությանը հաղորդչով տեղափոխված լիցքի քանակին:

U=Aq

Էլեկտրական լարման միավորը կոչվում է վոլտ (Վ) հոսանքի առաջին աղբյուր ստեղծող Ա. Վոլտայի պատվին:

-1731122369_w472h598.png
  այն լարումն է, որի դեպքում շղթայի տեղամասով 1Կլ լիցք տեղափոխելիս էլեկտրական դաշտը կատարում է 1Ջ աշխատանք:

1Վ=1Ջ1կլ=1Ջ/Կլ

Գործածվում են նաև 1մՎ, 1կՎ և 1ՄՎ միավորները:
Ընդ որում՝
1մՎ =103Վ1կՎ =103Վ1ՄՎ =106Վ
Լարումը չափող սարքը կոչվում է վոլտաչափ:
1173714.jpg
Վոլտաչափի  պայմանական նշանն է `
fiz9gromrod-448.png
Էլեկտրական շղթային վոլտաչափ միացնելու դեպքում անհրաժեշտ է պահպանել հետևյալ կանոնները.
  1. Վոլտաչափի սեղմակները միացվում են էլեկտրական շղթայի այն կետերին, որոնց միջև անհրաժեշտ է չափել լարումը՝ չափվող տեղամասին զուգահեռ:
  2. Վոլտաչափի «+» նշանով սեղմակն անհրաժեշտ է միացնել էլեկտրական շղթայի չափվող տեղամասի այն կետի հետ, որը միացված է հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռին, իսկ «» նշանով սեղմակը՝ բացասական բևեռին:
v.gif          54.jpg

 

Posted in Ֆիզիկա տնային աշխատանք, Uncategorized

Հոսանքի ուժ․․․Ամպերաչափ

Էլեկտրական հոսանքի ազդեցությունները կարող են լինել թույլ կամ ուժեղ, ունենալ իրենց քանակական բնութագիրը:
Էլեկտրական հոսանքը քանակապես բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է հոսանքի ուժ:
Հոսանքի ուժը ցույց է տալիս հողորդիչի լայնական հատույթով մեկ վայրկյանի ընթացքում անցնող լիցքի քանակը:
Եթե կամայական հավասար ժամանակներում հաղորդչի լայնական հատույթով անցնում են լիցքի նույն քանակը, ապա ադպիսի հոսանքն անվանում են հաստատուն հոսանք:
Հաստատուն հոսանքի ուժը նշանակում են I  տառով:
Հաստատուն հոսանքի ուժը դրական սկալյար մեծություն է, որը հավասար է հաղորդչի լայնական հատույթով հոսանքի ուղղությամբ t ժամանակում անցած q լիցքի հարաբերությանը այդ ժամանակին:
I=qt (1)
Միավորների միջազգային համակարգում հոսանքի ուժի միավորը կոչվում է ամպեր(Ա), ի պատիվ ֆրանսիացի ֆիզիկոս Անդրե Ամպերի (1775-1836թ.): 
  
mediapreview.jpg 
 
Ամպերի սահմանման հիմքում ընկած է հոսանքի մագնիսական ազդեցությունը: 1Ա-ին զուգահեռ հաճախ գործածվում են 1մԱ =103Ա և 1մկԱ =106Ա  միավորները:
Հոսանքի ուժի միջոցով, եթե այն հայտնի է, կարելի է որոշել t ժամանակում հաղորդիչով անցնող լիցքի մեծությունը.
q=It (2)
(2) բանաձևը թույլ է տալիս սահմանել էլեկտրական լիցքի միավորը՝ կուլոնը (Կլ).  1Կլ=1Ա1վ=1Ավ
Մեկ կուլոնն այն լիցքն է, որն անցնում է հաղորդչի լայնական հատույթով 1 վայրկյանում, երբ հոսանքի ուժը հաղորդչում  1Ա է:
Հոսանքի ուժը չափում են հատուկ սարքի՝ ամպերաչափի կամ միլիամպերաչափի միջոցով:
DOC000697281.jpg               M4250.jpg
Ամպերաչափի պայմանական նշանն է`
el-pr14.gif
Ամպերաչափն այնպես է կառուցված, որ շղթային միացնելիս, հոսանքի ուժը շղթայում գրեթե չի փոխվում: Ամպերաչափը էլեկտրական շղթային միացնելու ժամանակ անհրաժեշտ է պահպանել հետևյալ կանոնները.
Ամպերաչափը միացնում են հաջորդաբար էլեկտրական շղթայի այն բաղադրիչին, որի հոսանքի ուժը պետք է չափեն:
Ընդ որում, ոչ մի նշանակություն չունի ամպերաչափը միացվել է հետազոտվող սպառիչի աջ, թե ձախ կողմում: Հետևաբար, հոսանքի ուժը շղթայի հաջորդաբար միացված տեղամասում նույնն է:
Ամպերաչափի «+» սեղմակը անհրաժեշտ է միացնել այն հաղորդալարի հետ, որը գալիս է հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռից, իսկ «» նշանով սեղմակը՝ այն հաղորդալարի հետ, որը գալիս է բացասական բևեռից:
Screenshot_4.png
Աղբյուրները
Posted in Ֆիզիկա տնային աշխատանք, Uncategorized

Էլեկտրական հոսանքը մետաղներում

Картинки по запросу էլեկտրական հոսանքը մետաղներում

Մետաղները կազմվացծ են դրական (+) իոններից ,որոնք տատանվում են բյուրեղացանցի հանգույցներում , և ազատ էլեկտրոններից ։ Էլեկտրական դաշտի բացակայությամբ ազատ էլեկտրոնները շարժվում են քաոսային ձևով ։ Այդ պատճառով էլ ազատ էլեկտրոնների համախումբն անվանում են էլեկտրոնային գազ։ Էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ ազատ էլեկտրոնները ձեռք են բերում նույն կողմն ուղղված լրացուցիչ արագություն և անկանոն շարժման հետ մեկտեղ շարժվում որպես մեկ ամբողջություն ՝ ստեղծելով Էլեկտրական հոսանք ։ Մետաղի բյուրեղացանցի իոններն էլեկտրական հոսանք չեն ստեղծում ։ Այս ենթադրությունը փորձով հաստատել է գերմանացի ֆիզիկոս Կառլ Ռիկեն XIX դարավերջին ։Բայց Ռիկեի փորձն անուղղակիորեն էր ապացուցում ,որ մետաղներում էլեկտրական հոսանքը պայմանավորված է ազատ էլեկտրոններով ։ 1916 թվականին ֆիզիկոսներ Թոմաս Ստյուարտը և Ռիչարդ Թոլմենը ,փորձով չափելով մետաղներում էլեկտրական հոսանք ստեղծող մասնիկների Տեսակարար լիցքը ՝ մասնիկի լիցքի հարաբերությունը նրա զանգվածին , ցույց են տվել ,որ այդ մասնիկներն ,իրոք էլեկտրոններ են ։

Փորձի հիմքում ընկաց էր հետևյալ գաղափարը ։ Եթե արագ շարժվող հաղորդիչը կտրուկ արգելակի ,ապա նրա մեջ առկա լիցքավորված մասնիկները , շնորհիվ իներտության ,որոշ ժամանակ դեռևս կշարունակեն շարժվել , և այդ ընթացքում հաղորդչում կառաջանա կարճատև հոսանք ։ Ստյուարտի և Թոլմենի փորձում մետաղալարով փաթաթված կոճը պտտական շարժման մեջ էր դրվում և ապա կտրուկ արգելակվում։ Արգելակելիս մետաղալարի ծայրերին սահուն հպակներով միացված գալվանաչափը գրանցում էր կարճատև հոսանք , որի ուղղությունը ցույց էր տալիս , որ այն ստեղծվել է բացասական լիցքով մասնիկի շարժմամբ ։ Չափելով հաղորդալարով անցած ընդհանուր լիցքի քանակը ՝ Ստյուարտը և Թոլմենը հաշվել են ազատ մասնիկի տեսակարար լիցքը , որի արժեքը մեծ ճշտությամբ համընկնում է էլեկտրոնի համար այլ եղանակով որոշված տեսակարար լիցքի արժեքին ։

Այսպիսով ՝ ապացուցվել է ,որ մետաղներում էլեկտրական հոսանքն ազատ էլեկտրոնների ուղղորդված շարժումն է ։

Posted in Ֆիզիկա տնային աշխատանք, Uncategorized

Հոսանքի աղբյուրներ: Էլեկտրական շղթա

Եթե լիցքավորված էլեկտրաչափի մետաղե գունդը միացնենք չլիցքավորված էլեկտրաչափի գնդին մետաղալարով, որին միացված է էլեկտրական լամպ, ապա կստանանք կարճատև լուսարձակում՝ այսինքն կարճատև հոսանք: Հոսանքը կտևի այնքան ժամանակ, մինչև էլեկտրաչափի լիցքերը հավասարվեն:
Screenshot_1.png
Որպեսզի հոսանքը տևական ժամանակ գոյություն ունենա, անհրաժեշտ է հոսանքի աղբյուրի առկայություն:

Հոսանքի աղբյուրը հատուկ սարք է, որը հաղորդիչում էլեկտրական դաշտ է առաջացնում:
Առաջին պարզագույն հոսանքի աղբյուրը, որը մինչ այժմ գործածվում է, գալվանական տարրն է, որն այդպես է կոչվում ի պատիվ իտալացի կենսաբան, բժիշկ Լուիջի Գալվանիի:
art232-galvani-luigi.jpg
Գալվանական մարտկոցները միանվագ օգտագործման հոսանքի աղբյուրներ են: Ավտոմեքենայում, բջջային հեռախոսներում մեծ կիրառություն ունեն բազմակի օգտագործման հոսանքի աղբյուրները՝ լիցքակուտակիչները (ակումուլյատորները), որոնք կարելի է լիցքավորել և նորից օգտագործել:
b3.jpg               AASG-166_big.jpg                203087.jpg
Հոսանքի ցանկացած նմանօրինակ աղբյուր երկու բևեռ ունի՝ դրական (+) և բացասական (-): Այդ բևեռների մոտ կուտակված տարբեր լիցքերը պայմանավորված են հոսանքի աղբյուրի ներսում ընթացող քիմիական ռեակցիաներով: Ռեակցիաները տեղի են ունենում հատուկ լուծույթի մեջ խորասուզված հաղորդիչների՝ էլեկտրոդների միջև:

Դրական էլեկտրոդն անվանում են անոդ, իսկ բացասականը՝ կաթոդ:
Եթե հաղորդալարերի միջոցով հոսանքի սպառիչը՝ օրինակ լամպը կամ զանգը միացվի հոսանքի աղբյուրին, ապա նրանց միջով հոսանք կանցնի՝ լամպը կլուսարձակի, զանգը կհնչի:
0004-004-Vyberite-pary.png
Հոսանքի աղբյուրը և հոսանքի սպառիչը միացված հաղորդալարերով կազմում են էլեկտրական շղթա:
Էլեկտրական շղթաները ներկայացնող գծագրերը կոչվում են էլեկտրական սխեմաներ:
Էլեկտրական շղթայի յուրաքանչյուր տարր սխեմայում պատկերվում է հատուկ պայմանական նշանով: Նշաններից մի քանիսը ներկայացված են աղյուսակում:
Screenshot_3.png
Շղթաները բացի հոսանքի աղբյուրից և սպառիչներից, պարունակում են անջատիչներ, որոնց միջոցով կարելի է բացել կամ փակել շղթան՝ կարգավորելով հոսանքի անցումը, և չափիչ սարքեր՝ չափումներ կատարելու համար:
13.gif
Շղթայում էլեմենտները միմյանց կարող են միացվել հաջորդական կամ զուգահեռ:
Բացի հոսանքի քիմիական աղբյուրիցկան նաև հոսանքի ֆիզիկական աղբյուրներ, որտեղ մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրամագնիսական, լուսային և այլ էներգիաներ փոխակերպվում են էլեկտրականի: Այդպիսի հոսանքի աղբյուրի օրինակ է էլեկտրական գեներատորը:
‘Внутренний вид электрической станции в Гундукуше’ [Иолотань].jpg
Posted in Ֆիզիկա տնային աշխատանք, Uncategorized

էլեկտրական հոսանք․․․

Էլեկտրական լիցքերը կարող են տեղաշարժվել, հաղորդվել, առաջացնելով էլեկտրական հոսանք: Ըստ իրենց լիցք հաղորդելու հատկության, նյութերը բաժանվում են հաղորդիչների և մեկուսիչների:
 
Էլեկտրականության հաղորդիչներ են. մետաղները, գրաֆիտը, մարդու և կենդանիների մարմինները, խոնավ հողը և այլն։
Ոչ հաղորդիչներ կամ մեկուսիչներ են. ապակին, չոր փայտը, ռետինը, մարմարը և այլն։
Հաղորդիչներով լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումը, որի արդյունքում տեղի է ունենում լիցքի տեղափոխություն, կոչվում է էլեկտրական հոսանք:
Էլեկտրական հոսանքի շնորհիվ են լուսավորվում քաղաքներն ու գյուղերը, ջեռուցվում բնակարանները: Էլեկտրական հոսանքով են աշխատում բազմաթիվ կենցաղային սարքեր:
85c32b8bb97ef198923b6eb99af2ca1c.jpg    technika_podarok.jpg
Էլեկտրական հոսանքի առաջացման համար անհրաժեշտ են հոսանքի աղբյուրներ և հաղորդալարեր, որոնց միջոցով էլեկտրական հոսանքն էլեկտրակայաններից մեր բնակարաններ կհասնի:
120e9d27a56cd7603ea1_content_big_87fde87d.jpg
Հոսանքի աղբյուրներն ունեն երկու բևեռ` դրական «+» և բացասական «»: Հոսանքի աղբյուրը սարքին պետք է միացնել այնպես, որ աղբյուրի «+» բևեռը համընկնի սարքի «+» բևեռին, իսկ աղբյուրի «» բևեռը` սարքի «» բևեռին:
Soprot1.gif
Էլեկտրական սարքը աշխատեցնելու համար այն հաղորդալարերով միացնում են հոսանքի աղբյուրին՝ կազմելով էլեկտրական շղթա:
Օրինակ
Շարժանկարում պատկերված է պարզագույն էլեկտրական շղթան՝ կազմված հոսանքի աղբյուրից, լամպից, անջատիչից և դրանք իրար միացնող հաղորդալարերից:
Երբ շղթան փակ է, դրանով հոսանք է անցնում, երբ բաց է՝ ոչ:
lamp_animate.gif
Աղբյուրներ ՝․
Posted in Ֆիզիկա տնային աշխատանք, Uncategorized

Էլեկտրականության հաղորդիչներ և մեկուսիչներ։ Էլեկտրական դաշտ

Ինչպես ջերմային երևույթները ուսումնասիրելիս իմացանք, որ մարմնները բաժանվում են ջերմության լավ և վատ հաղորդիչների։Մարմինները նաև բաժանվում են էլեկտրականության հաղորդիչների և մեկուսիչների:

Ըստ էլեկտրական լիցք հաղորդելու ունակության՝ նյութերը պայմանականորեն բաժանվում են էլեկտրականության հաղորդիչների և անհաղորդիչների:

Բոլոր մետաղները, հողը, աղերը, թթուները և հիմքերի ջրային լուծույթները էլեկտրականության հաղորդիչներ են: Մարդու մարմինը նույնպես հաղորդիչ է: Մետաղներից էլեկտրականության լավագույն հաղորդիչներն են արծաթը, պղինձը և ալյումինը:

Մեկուսիչներ են ռետինը, սաթը և տարբեր պլաստմասներ, նաև մետաքսը, կապրոնը, յուղը, օդը:

Էլեկտրական դաշտ

Լիցքավորված մարմինների փոխազդեցությունը ներկայացնող փորձերից երևում է, որ նրանք ի վիճակի են միմյանց վրա ազդել տարածության վրա: Ընդ որում, որքան մոտիկ են էլեկտրականացված մարմիններն, այնքան ուժեղ է նրանց միջև փոխազդեցությունը:
Screenshot_5.png
Նմանատիպ փորձեր կատարելով անօդ տարածության մեջ, երբ պոմպի միջոցով անոթի միջից օդը դուրս էր մղված, գիտնականները համոզվեցին, որ էլեկտրական փոխազդեցություն հաղորդելու գործին օդը չի մասնակցում:
Screenshot_6.png
Լիցքավորված մարմինների փոխազդեցության մեխանիզմն իրենց գիտական աշխատանքներում ներկայացրեցին անգլիացի գիտնականներՄ. Ֆարադեյը և Ջ. ՄաքսվելլըՆրանց ուսմունքի՝ մերձազդեցության տեսության համաձայն, լիցքավորված մարմիններն իրենց շուրջը ստեղծում են էլեկտրական դաշտ, որի միջոցով էլ իրագործվում է էլեկտրական փոխազդեցությունը:
Էլեկտրական դաշտը մատերիայի հատուկ տեսակ է, որը գոյություն ունի ցանկացած լիցքավորված մարմնի շուրջ:
Մեր զգայարանների վրա այն չի ազդում, հայտնաբերվում է հատուկ սարքերի օգնությամբ:
Էլեկտրական դաշտի հիմնական հատկություններն են.
 
1. Լիցքավորված մարմնի էլեկտրական դաշտը որոշ ուժով ազդում է իր ազդեցության գոտում հայտնված ցանկացած այլ լիցքավորված մարմնի վրա:
  
zar1.gif               zar2.gif
2. Լիցքավորված մարմնի էլեկտրական դաշտը մարմնին մոտ տիրույթում ուժեղ է, իսկ նրանցից հեռանալիս թուլանում է:  
         
images.jpg 
Այն ուժը, որով էլեկտրական դաշտն ազդում է լիցքավորված մարմնի վրա, անվանում են էլեկտրական ուժ՝  Fէլ:
Այդ ուժի ազդեցության տակ էլեկտրական դաշտում հայտնված լիցքավորված մասնիկը ձեռք է բերում արագացում, որն ըստ Նյուտոնի II օրենքի հավասար է a=Fէլm, որտեղ mը մասնիկի զանգվածն է:
Էլեկտրական դաշտը կարելի է գրաֆիկորեն պատկերել ուժագծերի օգնությամբ:
Էլեկտրական դաշտի ուժագծերն այն ուղղորդված գծերն են, որոնք ցույց են տալիս դրական լիցքավորված մասնիկի վրա ազդող ուժի ուղղությունն այդ դաշտում:
  silovielinii2.jpg     electric-field.jpg    image002.png
Նկարում պատկերված են կետային լիցքերի և լիցքավորված թիթեղների էլեկտրական դաշտի ուժագծերը:
Եթե մասնիկի լիցքը դրական է, ապա ուժագծերի ուղղությամբ շարժվելիս նրա արագությունը կաճի, հակառակ ուղղությամբ շարժվելիս՝ կնվազի: Իսկ եթե մասնիկի լիցքը բացասական է, ապա նրա արագությունը կաճի ուժագծերին հակառակ շարժման դեպքում: