Рубрика: Ֆիզիկա

Թեմատիկ հարցեր և խնդիրներ՝

1. Բնակարանի տաքացման համար օգտագործվող 140 Օմ դիմադրություն ունեցող էլեկտրական ջերմատաքացուցիչը  նախատեսված է 3.5 Ա հոսանքի ուժի համար: Որքա՞ն էներգիա կծախսի այդ ջերմատաքացուցիչը  8 ժամ անընդհատ աշխատելու դեպքում:

R = 140 Օմ

I = 3,5 Ա

t = 8 ժամ = 28800 ժ

A — ?

A = IUt = I * IR*t = I2*R*t = 3,5*140*28800=49392000 Ջ = 49,392 մՋ

2. Ավտոտնակում  էլեկտրական լամպը մոռացել էին անջատել: Որքա՞ն աշխատանք էր իզուր կատարվել 24 ժամում, եթե լամպը միացված էր 110 Վ լարման ցանցին և նրանով անցնող հոսանքի ուժը 0.8 Ա էր:

U = 110

I = 0,8

t = 24=86400վ

A = ?

A = IUt = 0,8*110*86400=7603200Ջ=7,6032մ

3. 50 Օմ դիմադրություն ունեցող էլեկտրական վարսահարդարիչը միացրեցին 127 Վ լարման ցանցին: Որքա՞ն աշխատանք կկատարի նրանում հոսանքը 15 րոպեի ընթացքում: 

R = 50 Օմ

U = 127 վ

t = 15 րոպե = 900 վ

A = ?

A = IUt; I = U/R

A = IUt = U/R*U*t = U2t/R = 127*900/50 = 2286*900/50 = 36576 Ջ

4. 6 Վ լարման և 2 Ա հոսանքի ուժի դեպքում համակարգչի մարտկոցի լիցքավորումը տևեց 1.5 ժամ: Որոշե՛ք հոսանքի կատարած աշխատանքը այդ ընթացքում: 

A = U*I*t=6*2*1,5*5400=97200 Ջ

5. 450 Վտ հզորություն ունեցող հեռուստացույցը, ըստ հաշվիչի ցուցմունքի, ծախսել է 360 կՋ էներգիա: Որքա՞ն ժամանակ է միացված եղել հեռուստացույցը:

t = P / A = 450 / 360 = 1,25

6. Ճեպընթաց էլեկտրագնացքը, որի շարժիչների ընդհանուր հզորությունը 200 կՎտ է, շարժվում է 180 կմ/ժ միջին արագությամբ: Որքա՞ն աշխատանք են կատարում նրա էլեկտրաշարժիչները 560 կմ ճանապարհ անցնելիս:

P = 200 կՎտ

V = 180 կմ/ժ

S = 560 կմ

A = ?

t = S/V = 560/180=3ժ

A = Pt = 200*3 = 600

7. Ի՞նչ ջերմաքանակ կանջատվի 80 վ-ում 40 Օմ դիմադրություն ունեցող ջեռուցիչ տարրում, եթե այն միացված է 120 Վ լարման ցանցին: 

t = 80

R = 40

U = 120

A — ?

A = IUt

I = U/R = 120/40 = 3

A = IUt = 3 * 120 * 80 = 28800 Ջ

8. Հաղորդչի  դիմադրությունը 150 Օմ է, նրանով անցնող հոսանքի ուժը՝ 1.6 Ա: Ի՞նչ ջերմաքանակ կանջատվի նրանում 10 վ-ի ընթացքում: 

R = 150

I = 1.6

t = 10

Q — ?

Q = I2Rt = 2,56*150*10=3840

9. Շղթայի տեղամասում միմյանց հաջորդաբար միացված են R1=40 Օմ և R2 =60 Օմ դիմադրություններով ռեզիստորներ: Տեղամասի ծայրերում լարումը 100 Վ է: 2 րոպեի ընթացքում ի՞նչ ջերմաքանակ կանջատվի հաղորդիչներից յուրաքանչյուրում: Պատասխանը գրել ամբողջ թվի ճշտությամբ: 

10. Էլեկտրական ջեռուցչի0.017 Օմ⋅մմ² /մ տեսակարար դիմադրությամբ պղնձե  սնուցող հաղորդալարի երկարությունը 1.5 մ է, լայնական հատույթի մակերեսը՝ 2 մմ² : Որքա՞ն ջերմաքանակ կանջատվի այդ հաղորդալարում 25 րոպեի ընթացքում, եթե շղթայում հոսանքի ուժը 4 Ա է: 

Գործնականում կիրառվող էլեկտրական շղթաները, որպես կանոն, բաղկացած են լինեւմ էլեկտրաէներգիայի մի քանի սպառիչներից: Շղթայում սպառիչները միմյանց հետ կարող են միացված լինել ամենատարբեր եղանակներով: Սպառիչների միացման ամենապարզ և տարածված տեսակները հաջորդական և զուգահեռ միացումներն են:Շղթայի տեղամասում հաղորդիչների այնպիսի միացումը, որի դեպքում յուրաքանչյուր հաղորդչից դուրս եկող հաղորդալարը առանց ճյուղավորվելու միանում է այլ հաղորդչի, կոչվում է հաջորդական միացում:

 Նկարում պատկերված է  R1, R2 և R3 ռեզիստորների հաջորդական միացումը: Հաղորդիչների հաջորդական միացումն ունի իր օրինաչափությունները: 

  Հավաքելով համապատասխան շղթա, ամպերաչափի և վոլտաչափի միջոցով անհրաժեշտ չափումներ կատարելով, կարելի է համոզվել.1. Հաջորդական միացման դեպքում բոլոր հաղորդիչներում հոսանքի ուժը միևնույնն է՝ I=I1=I2=I3 (1), որտեղ I1, I2, I3-ը համապատասխանաբար I, II և III հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժերն են, իսկ I-ն՝ հոսանքի ուժը շղթայում:2. Հաղորդիչների հաջորդական միացման դեպքում ամբողջ տեղամասի լարումը հավասար է առանձին հաղորդիչների լարումների գումարին՝ U= U1+U2+U3 (2), որտեղ U-ն ամբողջ տեղամասի, իսկ U1, U2, U3-ը առանձին հաղորդիչների լարումներն են:Օգտվելով Օհմի օրենքից և հաշվի առնելով (1) հավասարումի (2) առնչությունը կարող ենք պնդել՝ 3. Հաղորդիչների հաջորդական միացման դեպքում ամբողջ տեղամասի դիմադրությունը հավասար է առանձին հաղորդիչների դիմադրությունների գումարին՝R=R1+R2+R3, որտեղ R1-ը, R2-ը և R3-ը առանձին հաղորդիչների դիմադրություններն են, իսկ R-ը ամբողջ տեղամասի դիմադրությունը:Այս երեք օրինաչափություններ ճիշտ են նաև ցանկացած թվով հաջորդաբար միացված հաղորդիչների համար: Մասնավորապես, եթե հաջորդաբար իրար միացված են n միատեսակ հաղորդիչներ (ռեզիստորներ), որոնցից յուրաքանչյուրի դիմադրությունը R1 է, ապա դրանց ընդհանուր դիմադրությունը կլինի՝ R=nR1 Հաջորդաբար միացված ցանկացած երկու հաղորդիչներում հոսանքի ուժերի հավասարությունից՝ I1=I2, հետևում է, որ U1R1=U2R2 կամ U1U2=R1R2

Այսինքն, հաջորդաբար միացված հաղորդիչներում լարումները ուղիղ համեմատական են այդ հաղորդիչների դիմադրություններին:Հաղորդիչների հաջորդական միացման տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանցից թեկուզ մեկի անսարքության դեպքում հոսանքը դադարում է ամբողջ շղթայում:

Թեմատիկ հարցեր և առաջադրանքներ՝

1․ Վ լարման համար հաշվարկված քանի՞ միատեսակ լամպ է անհրաժեշտ հաջորդաբար միացնել, որպեսզի ստացված տոնածառի ծաղկաշղթան հնարավոր լինի միացնել 100 Վ լարման ցանցին:

2․ 35 Օմ և 7 Օմ դիմադրություն ունեցող 2 ռեզիստորներ միացված են հաջորդաբար: Նրանցից որի՞ ծայրերում է լարումը փոքր և քանի՞ անգամ:  

5 անգամ փոքր է երկրորդում։

3․ Որոշեք նկարում պատկերված շղթայի տեղամասի դիմադրությունը, եթե միմյանց միացված ռեզիստորների դիմադրությունները համապատասխանաբար հավասար են՝ R1 = 6 Օմ, իսկ R2 = 8 Օմ: 

1/R=1/6+1/8=7/24

4․ Ինչի՞ է հավասար նկարում պատկերված շղթայի տեղամասի ընդհանուր դիմադրությունը, եթե միմյանց զուգահեռ միացված միատեսակ լամպերից յուրաքանչյուրի դիմադրությունը 33 Օմ է: 

1/R=1/R1+1/R2=1/33+1/33+1/33=3/33=1/11

5․ Լարումը նկարում պատկերված շղթայի տեղամասում 50 Վ է, իսկ հոսանքի ուժը՝ 1 Ա: Որոշեք երկրորդ ռեզիստորի դիմադրությունը, եթե առաջինինը՝ 5 Օմ է: 

U = 50 Վ

I = 1Ա

R1 — 5 Օմ

R2 — ?

R = U/I = 50/1=50Օմ

R = R1 + R2

50=5+R2

R2=50-5=45 Օմ

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=A/q

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

1Վ այն լարումն է, որի դեպքում շղթայի տեղամասով 1Կլ լիցք տեղափոխելիս էլեկտրական դաշտը կատարում է 1Ջ աշխատանք:

Վոլտաչափի սեղմակները միացվում են էլեկտրական շղթայի այն կետերին, որոնց միջև անհրաժեշտ է չափել լարումը՝ չափվող տեղամասին զուգահեռ։

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:

Կազմենք շղթա՝ հոսանքի աղբյուրին հերթականորեն միացնելով հաղորդիչներ, որոնք միմյանցից տարբերվում են երկարությամբ, հաստությամբ կամ նյութի տեսակով:  Հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը  չափենք ամպերաչափի օգնությամբ:

Փորձը ցույց է տալիս, որ միևնույն հոսանքի աղբյուրի, այսինքն նույն լարման դեպքում տարբեր հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը տարբեր է: Այսինքն նրանք տարբեր կերպ են հակազդում իրենց միջով անցնող հոսանքակիր մասնիկներին:

Էլեկտրական հոսանքի նկատմամբ հաղորդչի հակազդեցությունը բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է հաղորդչի էլեկտրական դիմադրություն և նշանակվում  R տառով:

Փորձը ցույց է տալիս, որ գլանաձև  հաղորդչի դիմադրությունը տվյալ ջերմաստիճանում կախված է նրա L երկարությանից, S լայնական հատույթի մակերեսից և նյութի տեսակից: Ընդ որում, հաղորդչի դիմադրությունը նրա L երկարությունից կախված է ուղիղ համեմատականորեն, իսկ S լայնական հատույթի մակերեսից՝ հակադարձ համեմատականորեն: R=ρl/S

Էլկտրական շղթայով հոսանքի անցումը բնութագրում են երեք մեծություններ. I՝ հոսանքի ուժը,U՝ լարումը,R՝ դիմադրությունը: Այս մեծությունների միջև գոյություն ունի կապ, որը որպես օրենք սահմանել է Գ. Օհմը 1827թ.-ին:

Անփոփոխ դիմադրության դեպքում տեղամասով անցնող հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է լարմանը:

Այսինքն, որքան մեծ է U լարումը շղթայի տեղամասի ծայրերում, այնքան մեծ է նրանով անցնող I հոսանքի ուժը, և I(U) կախման գրաֆիկը իրենից ներկայացնում է ուղիղ գիծ:

Անփոփոխ լարման դեպքում հոսանքի ուժը հակադարձ համեմատական է դիմադրությանը:

Հոսանքի ուժը շղթայի տեղամասում հավասար է այդ տեղամասի լարման և նրա դիմադրության հարաբերությանը: I=U/R

Օհմի օրենքից ստացվում է, որ դիմադրության նվազման դեպքում հոսանքի ուժն աճում է, և եթե հոսանքի ուժը գերազանցի տվյալ շղթայի համար թույլատրելի արժեքը, ապա շղթային միացված բոլոր սարքերը կարող են շարքից դուրս գալ: Այդպիսի իրավիճակ առաջանում է կարճ միացման դեպքում, երբ շղթայի երկու կետորը միացվում են շատ փոքր դիմադրություն ունեցող հաղորդիչով: Կարճ միացումը կարող է հրդեհի պատճառ դառնալ:

Թեմատիկ հարցեր և խնդիրներ՝
1․Ի՞նչ աշխատանք է կատարվում, երբ 220 Վ լարման ցանցին միացված էլեկտրական լամպի պարույրով անցնում է 4 Կլ լիցք:
A=Uq=2204=880

2․Ինչի՞ է հավասար լարումը էլեկտրական ջերմատաքացուցիչի վրա, եթե դրանով 40 Կլ լիցք անցնելիս կատարվում է 1600 Ջ աշխատանք:
U=A/q=1600/40=40

3․ Փորձարարը պետք է չափի էլեկտրական լարումը ջերմատաքաչուցիչի ծայրերին: Ո՞ր դեպքում է նա ճիշտ միացրել վոլտաչափը շղթային:
Գ-ի դեպքում

4․Որոշեք Երևանից Գորիս ձգվող 12 մմ² լայնական հատույթի մակերես ունեցող երկաթե հաղորդալարի դիմադրությունը, եթե այդ քաղաքների միջև հեռավորությունը 240 կմ է: Երկաթի տեսակարար դիմադրությունը 0.1 Օմ·մմ²/մ է:
S = 12
l = 240=240000մ
p=0,1 Օմ*մմ2/մ
R = pl/S = 0,1 * 240000 / 12 = 2000 Օմ = 2 ԿՕմ

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=q/t,  Միավորների միջազգային համակարգում հոսանքի ուժի միավորը կոչվում է ամպեր(Ա), ի պատիվ ֆրանսիացի ֆիզիկոս Անդրե Ամպերի (1775-1836թ.):

Հոսանքի ուժի միջոցով, եթե այն հայտնի է, կարելի է որոշել t ժամանակում հաղորդիչով անցնող լիցքի մեծությունը. q=I⋅t։

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  միջոցով:

Ամպերաչափի պայմանական նշանն է`

Ամպերաչափը միացնում են հաջորդաբար էլեկտրական շղթայի այն բաղադրիչին, որի հոսանքի ուժը պետք է չափեն:

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:

Թեմատիկ հարցեր և խնդիրներ՝

1․ Որքա՞ն է նկարում պատկերված ամպերաչափի չափման սահմանը:

Նկարում պատկերված ամպերաչափի սահմանը 100 ամպեր է:

2․ Հաշվեք կայծակի տևողությունը, եթե 18000Ա հոսանքի ուժի դեպքում կայծակի խողովակի ընդլայնական հատույթով անցնում է 40 Կլ լիցք:

I = 18000Ա

q =  40 Կլ

t — ?

t = q/I = 40/18000 = 0,002

3․ Որոշեք էլեկտրական սարքում հոսանքի ուժը, եթե 5 րոպեում նրանով անցել է 400 Կլ լիցք:

t = 5 րոպե

q = 400 Կլ

I — ?

I = q/t = 400/5 = 80

4․ Որքա՞ն ժամանակում շիկացման թելիկով կտեղափոխվի 48 Կլ լիցք, եթե հոսանքի ուժը նրանում 1.5 Ա է:

I = 1.5 Ա

q = 48 Կլ

t — ?

t = q/I = 48/1.5=32

5․ Ի՞նչ սարքերից է կազմված նկարում պատկերված էլեկտրական շղթան:

Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла — 0004-004-vyberite-pary.png
Նկարում պատկերված է վոլտաչափ, սպառիչ և մարտկոց:

6․ 40 վայրկյանում քանի՞ էլեկտրոն կանցնի վոլֆրամե հաղորդալարի լայնական հատույթով, եթե

Հաղորդիչներում լիցքավորված մասնիկները՝ մետաղներում էլեկտրոնները, էլեկտրոլիտներում` իոնները, կարող են ազատորեն տեղափոխվել մարմնի մի մասից մյուսը: Այդ լիցքավորված մասնիկներին անվանում են ազատ լիցքակիրներ: Էլեկտրական դաշտի բացակայության դեպքում ազատ լիցքակիրները հաղորդիչում կատարում են քաոսային (ջերմային) շարժում, ուստի կամայական ուղղությամբ նրանք տեղափոխում են  նույն քանակի լիցքեր: Էլեկտրական դաշտի առկայության դեպքում, նրա ազդեցության տակ, ազատ լիցքակիրները ջերմային շարժման հետ մեկտեղ կատարում են նաև ուղղորդված շարժում և այդ ուղղությամբ ավելի շատ լիցք տեղափոխվում:

Լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումն անվանում են էլեկտրական հոսանք:

Նյութի մեջ էլեկտրական հոսանքի գոյության համար անհրաժեշտ են`

1.ազատ լիցքակիրներ, որոնք կարող են ազատ տեղաշարժվել մարմնի ողջ ծավալով,

2.էլեկտրական դաշտ, որը էլեկտրական ուժով կազդի ազատ լիցքակիրների վրա և կստիպի շարժվել որոշակի ուղղությամբ:

Էլեկտրական հոսանքն ունի ուղղություն: Պայմանականորեն, որպես հոսանքի ուղղություն համարել են այն ուղղությունը, որով շարժվում են դրական լիցքավորված մասնիկները:

Մետաղներում ազատ լիցքակիրները բացասական լիցք ունեցող մասնիկներն են՝ էլեկտրոնները, հետևաբար մետաղում հոսանքի ուղղությունը հակադիր է նրանց ուղղորդված շարժման ուղղությանը:

Էլեկտրոլիտներում հոսանքի ուղղությունը համընկնում է դրական իոնների և հակառակ է՝ բացասական իոնների ուղղորդված շարժման ուղղությանը: Հաղորդիչներում շարժվող ազատ լիցքակիրներն անհնար է տեսնել: Հետևաբար, հոսանքը հայտնաբերվում է իր ազդեցություններով, որոնք չորսն են.

1. Ջերմային՝ հոսանքի անցնելու ժամանակ հաղորդիչը տաքնում է:

2.Քիմիական՝ էլեկտրոլիտներով՝ աղերի, թթուների, հիմքերի լուծույթներով հոսաքնի անցնելու ժամանակ տեղի է ունենում նյութի քիմիական բաղադրության  փոփոխություն, առաջում է նստվածք և մաքուր մետաղներ:

3.Մագնիսական՝ հաղորդիչը, որի միջով հոսանք է անցնում ձեռք է բերում մագնիսի հատկություններ և սկսում է դեպի իրեն ձգել երկաթյա առարկաներ, ազդում է մագնիսական սլաքի վրա:

4.Կենսաբանական՝ կենդանի մարմնով անցնելու դեպքում հոսանքն առաջացնում է մկանային կծկում, արագացնում է արյան հոսքը անոթներով և նյութափոխանակությունը՝ հյուսվածքներում:

Փորձը ցույց է տալիս, որ էլեկտրական հոսանքի բոլոր ազդեցություններից միայն մագնիսականն է, որ դրսևորվում է միշտ:

Ինչի՞ համար են օգտագործվում էլեկտրաչափերն ու էլեկտրացույցերը։

Էլեկտրաչափերը և էլեկտրացույցերը օգտագործվում են էլեկտրական լիցքերը ցույց տալու համար:

Բերեք հաղորդիչների օրինակներ։
Մարդը, մետաղը, հողը, աղերը

Ո՞ր նյութերն են կոչվում դիէլեկտրիկներ (մեկուսիչներ), բերե°ք օրինակներ

Մեկուսիչներն այն մարմիններն են, որոնցով էլեկտրական լիցք է հաղորդվում։

Կարելի՞ է արդյոք լիցքն անվերջ փոքրացնել։
Ոչ

Ո՞ր լիցքն են անվանում տարրական։

Ամենափոքր լիցքի բացարձակ մեծությունը անվանում են տարրական լիցք։։

Ո՞վ և ե՞րբ է հայտնագործել էլեկտրոնը։

Ջ. Թոմանսը 1898 թ.

Ի՞նչ լիցքով է լիցքավորված էլեկտրոնը;

Բացասական

Ատոմի ներսում ինչի՞ շուրջն են պտտվում էլեկտրոնները։

Բացասական լիցքավորված էլեկտրոնները պտտվում են ատոմի դրական լիցքավորված միջուկի շուրջը։

Ի՞նչ լիցքով է լիցքավորված ատոմի միջուկը

Դրական

Ինչի՞ համար են օգտագործվում էլեկտրաչափերն ու էլեկտրացույցերը։

Էլեկտրաչափերը և էլեկտրացույցերը օգտագործվում են էլեկտրական լիցքերը ցույց տալու համար:

Բերեք հաղորդիչների օրինակներ։
Մարդը, մետաղը, հողը, աղերը

Ո՞ր նյութերն են կոչվում դիէլեկտրիկներ (մեկուսիչներ), բերե°ք օրինակներ

Մեկուսիչներն այն մարմիններն են, որոնցով էլեկտրական լիցք է հաղորդվում։

Կարելի՞ է արդյոք լիցքն անվերջ փոքրացնել։
Ոչ

Ո՞ր լիցքն են անվանում տարրական։

Ամենափոքր լիցքի բացարձակ մեծությունը անվանում են տարրական լիցք։։

Ո՞վ և ե՞րբ է հայտնագործել էլեկտրոնը։

Ջ. Թոմանսը 1898 թ.

Ի՞նչ լիցքով է լիցքավորված էլեկտրոնը;

Բացասական

Ատոմի ներսում ինչի՞ շուրջն են պտտվում էլեկտրոնները։

Բացասական լիցքավորված էլեկտրոնները պտտվում են ատոմի դրական լիցքավորված միջուկի շուրջը։

Ի՞նչ լիցքով է լիցքավորված ատոմի միջուկը

Դրական

Դեռ հին ժամանակներից հայտնի էր, որ մի մարմինը մյուսով շփելիս՝ օրինակ, սաթը բրդով կամ ապակին մետաքսով, նրանք ձեռք են բերում այլ մարմիններ դեպի իրենց ձգելու հատկության: Ակնհայտորեն երևում է նաև, որ ձգողության այդ ուժը բազմաթիվ անգամ գերազանցում է նույն մարմինների գրավիտացիոն փոխազդեցության ուժը: Այս նոր փոխազդեցությանն անվանում են էլեկտրական (հուներեն «էլեկտրոն» բառը նշանակում է սաթ), փոխազդող մարմիններին՝ էլեկտրականացած, իսկ պրոցեսը՝ էլեկտրականացում:

Մարմինների էլեկտրական փոխազդեցությունը քանակապես բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է էլեկտրական լիցք և նշանակվում q տառով: ՄՀ-ում էլեկտրական լիցքի միավորը Կուլոնն է (1 Կլ)՝ ի պատիվ Շառլ Կուլոնի (1736−1806 թթ.), ով ձևակերպել է էլեկտրական լիցքերի փոխազդեցության օրենքը:

Ինչպես ցույց տվեցին փորձերը, բրդով շփված 2 սաթե կամ մետաքսով շփված 2 ապակե միատեսակ ձողերը իրար վանում են, իսկ ապակե և սաթե ձողերը՝ իրար ձգում:  Նշանակում է գոյություն ունի երկու տեսակի էլեկտրական լիցք: Ամերիկացի ֆիզիկոս Բենջամին Ֆրանկլինի առաջարկով մետաքսով շփված ապակու վրա առաջացած լիցքն անվանեցին դրական և վերագրեցին «+» նշան, իսկ բրդով շփված սաթի վրա առաջացած լիցքին՝ բացասական և վերագրեցին «−» նշան: Այս նշանակումից հետո կարելի է սահմանել լիցքավորված մարմինների փոխազդեցության կանոնը։

Նույն նշանի (կամ նույնանուն) լիցքեր ունեցող մարմինները փոխադարձաբար վանում են, իսկ հակառակ նշանի (կամ տատանուն) լիցքեր ունեցող մարմինները փոխադարձաբար ձգում են միմյանց:

Էլեկտրական փոխազդեցության ուժի գոյությունը պայմնավորված է մարմինների վրա ստատիկ լիցքերի առկայությամբ, այդ ուժի ուղղությանը՝ լիցքերի նշանով: Փորձը ցույց է տալիս, որ լիցքավորված մարմինների փոխազդեցության ուժի մեծությունը կախված է նրանց լիցքերի մեծություններից և լիցքավորված մարմինների միջև եղած հեռավորությունից:

Երկու անշարժ, կետային (փոքր չափեր ունեցող) լիցքերի փոխազդեցության ուժի մեծությունը ուղիղ համեմատական է լիցքերի մոդուլների արտադրային և հակադարձ համեմատական է դրանց հեռավորության քառակուսուն:  F=Kq1q2/R2    որտեղ q1-ը և q2-ը փոխազդող մարմինների էլեկտրական լիցքերի մեծություններն են, R-ը՝ նրանց միջև եղած հեռավորությունը: k-ն համեմատականության գործակից է, հաստատուն մեծություն, որը հավասար է k=9⋅109Ն⋅մ2/Կլ2  

Փորձնական ճանապարհով ստացված այս օրենքը կոչվում է Կուլոնի օրենք:

Երկրի օր, գարնանը կազմակերպվող մի շարք միջոցառումների անվանումը։ Դրանց նպատակն է մարդկանց ուշադրությունը հրավիրել իրենց շրջակա միջավայրի և Երկիր մոլորակի վրա։ Միջոցառումն առաջին անգամ կազմակերպվել է «Երկրի օր» ցանցի կողմից։

Կա Երկրի օր անցկացնելու երկու հիմնական շրջան` մարտին (գարնանային գիշերահավասարի շրջանում) և ապրիլի 22-ին։ Բացի այդ, ներկայումս շատ մասնակիցներ և նախաձեռնող խմբեր Երկրի օրվան նվիրված միջոցառումներ են անցկացնում ամառային արևադարձի շրջանում, որպեսզի առավելագույնս օգտագործեն տաք եղանակն ու մարդկանց ազատ ժամանակը։

Ի սկզբանե Երկրի օրը շատ երկրներում նշվել է գարնանային գիշերահավասարի օրը, որպեսզի նշվի գարնան գալը կամ աշնան գալը։

Առաջին միջոցառումն ապրիլի 22-ին կայացել է 1970 թվականին ԱՄՆ-ում։ Նրա հաջողությունը ոգեշնչել է կազմակերպիչներին, և այդ օրվանից միջոցառումը դարձել է կանոնավոր։ Ամերիկացի հայտնի քաղաքական գործիչ սենատոր Հեյլորդ Նելսոնը Հարվարդի համալսարանի ուսանող Ֆենիս Հայեսի գլխավորությամբ ստեղծել է ուսանողական խումբ։ Քանի որ այդ ժամանակ կային ուսանողական տարբեր շարժումներ, այն մեծ ուշադրության արժանացավ։

Չնայած սենատորն ու իր շտաբը չունեին զանգվածային միջոցառում կազմակերպելու ժամանակ և ռեսուրսներ, դրանք կազմակերպվում էին տարերայնորեն։ Ինչպես Հեյլորդ Նելսոնն էր ասում. «Երկրի օրը կազմակերպվում էր ինքնիրեն»։

Որոշ մարիմններ արագ են տաքանում որոշները ոչ, դա կախված է մրմնի նյութի տեսակից և զանգվածից։

Մարմնի ջերմային հատկությունները բնութագրող այն ֆիզիկական մեծությունը, որը հավասար է մարմնին հաղորդած ջերմաքանակի հարաբերությանը, մարմնի զանգվածին և մարմնի ջերմաստիճանի փոփոխությանը կոչվում է սեսակարար ջերմունակություն։

c=Q/m(t2-t1)

c-տեսակարար ջերմունակություն

Q-հաղորդաց ջերմաքանակ

m-մարմնի զանգված

t1,t2-սկզբնական և վարջնական ջերմաստիճանները։

Q=cm(t2-t1)

Եթե ջերմափոխանակությանը մասնակցող մարմինների համակարգը մեկուսացնենք արտաքին միջավայրից, ապա որոշ ժամանակ անց այդ մարմինների ջերմաստիճանները կհավասարվեն։Այդ ըհթացքում տաք մարմինների տված Q1 ջերմաքանակի և սառը մարմնի ստացած Q2 ջերմաքանակի գումարը 0 է։

Հարցեր և առաջադրանքներ

1.Մարմինների որ հատկությունն է բնութագրում տեսակարար ջերմունակությունը:

Մարմնի ջերմային հատկությունները բնութագրող այն ֆիզիկական մեծությունը, որը հավասար է մարմնին հաղորդած ջերմաքանակի հարաբերությանը, մարմնի զանգվածին և մարմնի ջերմաստիճանի փոփոխությանը կոչվում է սեսակարար ջերմունակություն։
            2. Որ ֆիզիկական մեծությունն են անվանում ( նյութի) տեսակարար ջերմունակություն: 

Մարմնի ջերմային հատկությունները բնութագրող այն ֆիզիկական մեծությունը, որը հավասար է մարմնին հաղորդած ջերմաքանակի հարաբերությանը, մարմնի զանգվածին և մարմնի ջերմաստիճանի փոփոխությանը կոչվում է սեսակարար ջերմունակություն։
            3. Ինչ է ցույց տալիս տեսակարար ջերմունակությունը:

Տեսակարար ջերմությունը ցույց է տալիս մարմնի հաղորդած ջերմաքանակի հարաբերությանը մարմնի զանգվածին և մարմնի ջերմաստիճանի փոփոխությունը։

            4. Ինչ միավորով է չափվում տեսակարար ջերմունակությունը:

Պատ․c

5. Գրել տեսակարար ջերմունակությունը սահմանող բանաձևը:

c=Q/m(t2-t1)

6. Ինչու մեծ լճերի, ծովերի առափնյա վայրերում եղանակը մեղմ է:

Քանի որ մեծ լճերն ու ծովերը ոչ միայն դանդաղ են տաքանում,այլ նաև դանդաղ են սառչում,ուստի տաք եղանակը երկար է ձգվում,և ձմեռը մեղմ է լինում:

7. Ինչ բանաձևով են որոշում տաքանալիս մարմնի ստացած ջերմաքանակը: Իսկ սառչեիս մարմնի տված ջերմաքանակը:

Տաքացնելիս մարմնի ստացած ջերմաքանակը՝ Q1=cm1(t-t1)

Իսկ սառչեիս մարմնի տված ջերմաքանակը:Q2=cm2(t-t2)

8. Ձևակերպեք ջերմափոխանակման օրենքը:

Եթե ջերմափողունակությանը մասնակցող մարմինների համակարգը մեկուսացված է արտաքին միջավայրից ,ապա դա նշանակում է, որ այդ մարմինների ջերմությունը ինչ-որ ժամանակ հետո կհավասարվեն: Այդ ընթացքում տաք մարմինների տված Q₁ջերմաքանակի և սառը մարմինների ստացած Q₂ ջերմաքանակի գումարը զրո է:

9. Գրել ջերմային հաշվեկշռի հավասարումը:

 Q₁+ Q₂ =0

Լուծել խնդիրներ՝

1.Որքա՞ն ջերմության քանակ է անհրաժեշտ 30 կգ զանգվածով  պողպատե դետալը 20-ից 1120 °C տաքացնելու համար:

Q=cm(t2-t1)

Q=500*30(1120-20)

Պատ․16500000

2.Որոշեք մետաղի տեսակարար ջերմունակությունը, եթե այդ մետաղից պատրաստված 100գ անգվածով չորսուն 20-ից մինչև 24 °C տաքացնելիս նրա ներքին էներգիան մեծանում է152Ջ-ով:

c=Q/m(t2-t1)

c=152/100(24-20)

Պատ․6,08

3.Մինչև որ ջերմաստիճանը կպաղի 100 °C ջերմաստիճանում վերցրած 5լ եռման ջուրը շրջապատին 1680 կՋ էներգիա հաղորդելիս:

Q=cm2(t-t2)

1680=4200*5(100-t2)

1680=4200*500-5t2

1680=2100000-5t2

2100000-1680=5t2

2098320=5t2

t2=2098320/5

t2=419664

Կոնվեկցիա։

Կոնվեկցիա են անվանում հեղուկի կամ գազի հոսանքների միջոցով կատարվող ջերմահաղորդումը, որը հետևանքն է հեղուկի կամ գազի շերտերի անհավասարաչափ տաքացումը։

Տաքացնելիս օդն ընդարձակվում է և նրա խտությունը փոքրանում է շրջապատող սառը օդի խտությունից։ Արքիմեդիան ուժը ազդում է տաք օդի վրա գերազանցելով նրա կշիռը, ստիպում է որ այն բարձրանա վեր, իսկ ավելի մեծ խտությամբ սառը օդը իջնի ներքև։

Ճառագայթային ջերմափոխանակում։

Երկիրն Արեգակից էներգիա է ստանում: Քանի որ դրանց միջև անօդ տարածություն կա, ապա էներգիան չի կարող փոխանցվել ոչ ջերմահաղորդականության, ո՛չ էլ կոնվեկցիայի շնորհիվ:

Խարույկի մոտ նստելիս զգում ենք, թե ինչպես է կրակը տաքացնում մեր մարմինը: Ենթադրվում է, որ կա ջերմափոխանակության ևս մի տեսակ: Այդ տեսակի դեպքում ներքին էներգիան ճառագայթվում է մի մարմնի կողմից և կլանվում մյուսի կողմից, որը անվանում են ջերմային ճառագայթում, իսկ ջերմափոխանակության այս տեսակը՝ ճառագայթային ջերմափոխանակություն:

Ջերմահաղորդականությունը, որն իրականացվում է ջերմային ճառագայթման արձակման և կլանման միջոցով, կոչվում է ճառագայթային ջերմափոխանակություն: 

Ճառագայթային ջերմափոխանակության ժամանակ էներգիա ճառագայթած մարմնի ներքին էներգիան նվազում է, իսկ էներգիա կլանած մարմնինը՝ աճում: Ջերմափոխանակությունը կարող է լինել անօդ տարածության մեջ: Ջերմային ճառագայթում են առաքում բոլոր մարմինները:

Հարցեր և առաջադրանքներ

• Բացատրեք, թե ինչպես է տեղի ունենում ջերմափոխանակումը մթնոլորտի ստորին՝ տաք, և վերին՝ սառը, շերտրրի միջև: Ձեզ հայտնի որ օրենքի վրա է հիմնված այդ ջերմափոխանակումը: 

Տաքացնելիս օդն ընդարձակվում է, և նրա խտությունը փոքրանում է շրջապատող սառը օդի խտությունից։ Արքիմեդիան ուժը ազդում է տաք օդի վրա գերազանցելով նրա կշիռը, ստիպում է որ այն բարձրանա վեր, իսկ ավելի մեծ խտությամբ սառը օդը իջնի ներքև։

• Ջերմահաղորդման որ եղանակն են անվանում կոնվեկցիա: Որն է կոնվեկցիայի և ջերմահաղորդականության երևույթի հիմնական տարբերությունը:

Կոնվեկցիա են անվանում հեղուկի կամ գազի հոսանքների միջոցով կատարվող ջերմահաղորդումը, որը հետևանքն է հեղուկի կամ գազի շերտերի անհավասարաչափ տաքացման։

• Նկարագրեք օդում կոնվեկցիան ցուցադրող փորձը: 

Ուղղաձիգ դրված ապակե խողովակը լցնենք ծխով։Ծուխը սովորաբար երկար մնում է խողովակում։Բայց երբ փորձենք ներքևից խողովակին մոտեցնենք  վառվող սպիրտայրոց, ապա տաքացած օդը վեր կբարձրանա շնորհիվ կոնվեկցիայի և շարժման մեջ կդրվի խողովակի ներսի ծուխը որն էլ դուրս կգա խողովակի վերին ծայրից։

• Նկարագրեք ջրում կոնվեկցիան ցուցադրող փորձը:

Փորձասրվակի մեջ մի կտոր սառույց դնենք և վրան սառը ջուր լցնենք: Սրվակը վերևից տաքացնելիս՝ ջրի վերին շերտերը սկսում են եռալ մինչդեռ ջրի ստորին շերտերը սառն են մնում, անգամ սառույցը չի հալչում: Սա բացատրվում է նրանով, որ տաքացման այս եղանակի դեպքում կոնվեկցիա չի կատարվում: Տաքացած շերտերը բարձրանալու տեղ չունեն. դրանք առանց այդ էլ վերևում են: Իսկ ստորին սառը շերտերը այդպես էլ կմնան ներքևում:

• Ինչպես է գոյանում ամպը:

Պարզ եղանակին արևը տաքացնում է գետինը, նաև մթնոլորտի երկրամերձ շերտը: Կոնվեկցիայի շնորհիվ տաքացած օդի այն զանգվածը բարձրանում է վեր: Բարձրանալու զուգնթաց՝ տաք օդն ընդարձակվում է, ընդ որում, բավականաչափ արագ, քանի որ վեր է բարձրանում մեծ արագությամբ: Արագ ընդարձագվածնելիս օդը աշխատանք է կատարում իր ներքին էներգիայի հաշվին: Օդի այդ զանգվածի ջերմաստիճանը նվազում է: Վեր բարձրացող օդը սկսում է սառչել, և եթե այն խոնավ է ապա գոլորշու խտացման հետևանքով առաջանում են ջրի մանրիկ կաթիլներ և գոյանում է ամպ:

• Ինչպես է առաջանում քամին:

Ցերեկը արևի ճառագայթները գետինն ավելի արագ են տաքացնում, քան ծովի կամ լճի ջուրը, այդ պատճառով էլ ցամաքի ջերմաստիճանը ավելի բարձր է, քան ջրինը: Բարձր է նաև ցամաքի վրա օդի շերտի ջերմաստիճանը:Իսկ տաք օդն ընդարձակվելով բարձրանում է վեր: Նրա տեղը զբաղացնում է ծովից եկող սառը օդային զանգվածը: Այդպես առաջանում է քամին:

• Հնարավոր է արդյոք կոնվեկցիան պինդ մարմիններում?

Պատ․ ոչ

• Ինչ է էլեկտրամագնիսական դաշտը: Ինչ վիճակներում կարող է գոյություն ունենալ:

Էլեկտրամագնիսական դաշտը դա մատերիայի մի տեսակ է: Օրինակ՝ լույսը, ռադիոալիքները:
Էլեկտրամագնիսական դաշտը կարող է գոյություն ունենալ և նյութական միջավայրում և տարածության մեջ:

• Ինչ է էլեկտրամագնիսական ալիքը:

Էլեկտրամագնիսական դաշտը, երբ որ նյութից առանձնանալով տեղափոխվում է տարածության մեջ դառում է էլեկտրամագնիսական ալիք:

• Ջերմահաղորդման որ եղանակն են անվանում ճառագայթային ջերմափոխանակում: Բերեք մի քանի օրինակ:

Էլեկտրամագնիսական ալիքները կարող են կլանվել, անդրադառնալ, անցնել մարմնի միջով: Երբ կլանվում են իրենց էներգիան փոխակերպվում է մարմնի ներքին էներգիայի և մարմինը տաքանում է: Այս Էլեկտրամագնիսական ճառագայթումն անվանում են ջերմային ճառագայթում:

• Որ մարմինն է ավելի լավ կլանում ջերմային ճառագայթումը՝սև, թե սպիտակ:

Պատ․Սև

• Ինչու են օդապարիկները, ինքնաթիռի թևերը ներկում արծաթագույն, իսկ Երկրի արհեստական արբանյակներում տեղակայված որոշ սարքեր՝ մուգ գույնով:

Օդապարիկները, ինքնաթիռի թևերը ներկում արծաթագույն, որպեսզի արևի ճառագայթները անդրադառնան և ավելորդ ջերմություն չհաղորդեն, իսկ երկրի արհեստական արբանյակներում տեղակայված որոշ սարքեր ներկում են մուգ գույներով արևից էներգիա ստանալու համար։