Сахилгаан гүйдэл

Сахилгаан гүйдэл — сахилгаан сэнэгэй урадхал (хүдэлөөн) юм. Сахилгаан сэнэгүүдэй сэгсэтэй хүдэлөөниие сахилгаан гүйдэл гэнэ.

Дамжуулагшад гүйдэл үүдэхэ буюу байжа байхын тулада дараахи 2 нүхэсэл зайлашагүй шаардалигтай.

1. Дамжуулагшад/ондоогоор хэлэбэл үгэгдэһэн оршондо/шэлжэн хүдэлжэ шадаха сахилгаан сэнэгүүд байха ёһотой. Жэшээнь: Металлда һөөргэ электронууд, электролитдэ эергэ һөөргэ ионууд, хиидэ һөөргэ электронууд, эергэ һөөргэ ионууд гэхэ мэтэ.
2. Сахилгаан сэнэгүүдые шэлжүүлхэдэ энерги зарадуулжа байдаг сахилгаан орон үгэгдэһэн оршондо байха ёһотой. Гүйдэлые таһаралтагүй удаан хугасаанд гүйлгэе гэбэл сахилгаан ороной энергиие үргэлжэ нүхэжэ байха хэрэгтэй. Өөрөөр хэлэбэл али нэгэ хэлбэриин энергиие сахилгаан ороной энерги болгон таһаралтагүй хубиргажа байха хэрэгсэл хэрэгтэй. Тиимэ хэрэгсэлые гүйдэл үүдхэгшэ гэнэ.

Гүйдэлэй СИ системэдэхи нэгэжэнь ампер болоод нэгэ ампер хадаа нэгэ секундада урдан үнгэрхэ нэгэ кулон сэнэгэй хэмжээнээр элирхэйлэгдэнэ.

Шэнжэ шанар

Гүйдэлэй хүсэн

Сахилгаан гүйдэлые гүйдэлэй хүсэн гэдэг скаляр хэмжэгдэхүүнээр тодорхойлдог. Нэгэжэ хугасаанда дамжуулагшын хүндэлэн огтололоор үнгэрхэ сэнэгэй хэмжээе гүйдэлэй хүсэн гэнэ

${\displaystyle I={\frac {\Delta q}{\Delta t}};}$ Нэгэжэнь [I] = 1Кл/1сек =1А (Ампер);

Хэмжээ ба шэглэлынь хугасааһаа хамааржа өөршэлэгдэхэгүй гүйдэлые тогтомол гүйдэл гэнэ.

${\displaystyle I={\frac {q}{t}};}$

${\displaystyle 1A=10^{-3}mA;}$

${\displaystyle 1A=10^{-6}mkA;}$

Гүйдэлэй нягта

Гүйдэлэй хүсые дамжуулагшын хүндэлэн огтололын талмайда харисуулһан харисаагаар тодорхойлогдохо хэмжэгдэхүүные гүйдэлэй нягта гэнэ.

${\displaystyle J={\frac {\Delta I}{\Delta S}},\Delta I\uparrow J,J\perp \Delta S}$ Талмайда перпендикуляр байна.

Тогтомол гүйдэлэй нягтань нэгэ түрэлэй дамжуулагшын хүндэлэн огтололдо адлихан байна. Иимэдэ ${\displaystyle I=J\cdot S}$ гэжэ оложо болоно. Янза бүриин огтолол бүхы дамжуулагшын гүйдэлэй нягтань тэдэгээрэй хүндэлэн огтололой талмайда урбуу пропорциональ байна.

${\displaystyle {\frac {I_{1}}{I_{2}}}={\frac {S_{1}}{S_{2}}}}$

Дамжууулагшын эергэ сэнэгэй хүдэлөөнэй шигые гүйдэлэй шиг болгон абадаг. Иимэдэ металл доторхи сэнэгэй хүдэлөөнэй шиглэлынь гүйдэлэй шигэй эсэргүү байна. Дамжуулагша доторхи сэнэгтэ хэһэгүүд хурдатай хүдэлдэг. Иимэдэ гүйдэлэй хурдан гэдэгынь дамжуулагша дотор тархаха ц/ороной хурдан юм.

Гүйдэлэй үйлэшэлэл

1. Гүйдэлтэй дамжуулагша халадаг.
2. Гүйдэлтэй дамжуулагшын дэргэдэ суранзан зүү табихад зүү эргэлдэн хүдэлдэг. Иимэдэ гүйдэл суранзан үйлэшэлгээтэй.
3. Зэдэй байбангай (CuSO₄) уудамал дундуур гүйдэл гүйлгэхэд катод дээрэ зэд илгарна. Иимэдэ гүйдэл химиин үйлэшэлгээтэй.

Янза бүриин гэрэл гүйдэлээр ажаллана. Үүнһээс үзэхэд саха/гүйдэл гэрэл, дулаан, суранзан, химиин үйлэшэлгээтэй. Металл доторхи электронуудай журамлагдаһан хүдэлөөнэй хурдые дараахи томьёогоор тодорхойлно. ${\displaystyle v={\frac {I}{q_{0}\cdot n\cdot S}},q_{0}=e;}$.

Эндэһээ гүйдэлэй хүсэн ${\displaystyle I=e\cdot n\cdot v\cdot S}$ байна.

${\displaystyle n}$ — нэгэжэ эзэлхүүн дэхи электроной тоо;

${\displaystyle S}$ — дамжуулагшын хүндэлэн огтололой талмай;

${\displaystyle e}$ — электрон бүриин зөөхэ сэнэгэй хэмжээ;

Омой хуули

Хэлхээнэй хэһэгэй Омой хуули

Хэлхээнэй хэһэгэй гүйдэлэй хүсэниинь үйлэшэлхэ хүсэдэлдэ шууд дамжуулагчшын эсэргүүсэлдэ урбуу хамааралтай.

${\displaystyle U={\frac {I}{R}};}$

Бүтүү хэһэгэй Омой хуули

Ямаршье сахилгаан хэлхээ гадаада дотоодо хэһэгтэй байдаг. Хэлхээнэй хэрэглэгшэтэй хэһэгые гадаада, гүйдэл үүдхэгшэтэй хэһэгые дотоодо хэһэг гэнэ. Үүнтэй уялдажа хэрэглэгшын / дамжуулагшын / эсэргүүсэлые гадаада, гүйдэл үүдхэгшын эсэргүүсэлэй дотоодо эсэргүүсэл гэнэ. ${\displaystyle R}$ эсэргүүсэлтэй дамжуулагша, ${\displaystyle r}$ дотоодо эсэргүүсэлтэй, ${\displaystyle \varepsilon }$ — СХХ-тэй бүтүү хэлхээ абажа үзэе.

Эндэ Джоуль–Ленц хоёрой энерги хубирха ба хадгалагдаха хуулиие ашаглан бүтүү хэлхээн дэхи гүйдэлэй хүсэн ${\displaystyle I,\varepsilon ,(R+r)}$-ын хоорондо холбоо тогтооё. Дамжуулагшын хүндэлэн огтололоор ${\displaystyle \Delta t}$ хугасаанда ${\displaystyle \Delta q}$ сэнэг үнгэрһэн гэбэл, энэ сэнэгые шэлжүүлхэ гаднын хүсэнэй ажал ${\displaystyle A=\varepsilon \cdot \Delta q}$ байна.

${\displaystyle I={\frac {q}{t}}\Rightarrow q=I\cdot t}$ ушар ${\displaystyle A=\varepsilon \cdot I\cdot \Delta t}$ болоно. Хэлхээнэй гадаада дотоодо хэһэгтэ энэ ажал хэхэд дулаан илгарха болоод түүнэй хэмжээнь Джоуль-Ленцын хуули ёһоор ${\displaystyle Q=I^{2}R\cdot \Delta t-I^{2}r\Delta t}$ байна. Энерги хадгалагдаха хуули ёһоор ${\displaystyle A=Q\cdot \varepsilon I^{2}R\cdot \Delta t=I^{R}\cdot \Delta t(R+r)\Rightarrow \varepsilon =IR+Ir}$ болоно. ${\displaystyle IR=U_{1};Ir=U_{2}}$ гадаада, дотоодо хэһэг дээрэхи хүсэдэлэй уналта. Иимэдэ ${\displaystyle \varepsilon =U_{1}+U_{2}}$ болоно. ${\displaystyle I={\frac {\varepsilon }{R+r}}}$ томьёое бүтүү хэлхээнэй Омой хуули гэнэ.

Хэрэб ${\displaystyle R\gg r}$ байбал гүйдэл хамагай ехэ удхада хүрэнэ. ${\displaystyle R\approx 0;r+R=r}$

${\displaystyle I={\frac {\varepsilon }{r}}}$ — гүйдэлые богони холболтын гүйдэл гэнэ. Энэ үедэ дамжуулагша утаһан шатана. Хэрэб ${\displaystyle r\gg R}$ байбал энэ хэлхээнэй хүсэдэл ойролсоогоор СХХ-тэй тэнсүү ${\displaystyle U=\varepsilon =I\cdot R}$ байна.