LËNDA :FIZIKË

NE KETE DETYRE DO TE TRAJTOJME TEMAT:

2

Fjala elektricitet vjen nga fjala greke elektron qe do te thote“qelibar”.Elektriciteti e ka burmin nga brendesia e atomit.Pra ne perberjen e trupave kemi ngarkesa elektrike pozitive, ashtu edhe negative, ndersa ne trupin e pangarkuar ato jane ne sasi te barabarta.Si rrjedhim I ferkimit behet ndarja e ngarkesave, d.m.th nje pjese e ngarkesave kalon nga njeri trup ne tjetrin.Ai trup ku mbizoterojne ngarkesat pozitive quhet I ngarkuar pozitivisht, ndersa kur mbizoterojne ngarkesat negative quhert I ngarkuar negativisht.

Ligji I Coulombit :ka vend per bashkeveprimin e ngarkesave elektrike pikesore ne prehje me nje force drejtimi I se ciles shtrihet sipas vijes qe bashkon ngarkesat dhe vlera e saj eshte:

Per te karakterizuar fushen elektrike nge pikepamja e forces ne cdo pike te saj perdoret nje madhesi fizike e re qe quhet intensitet I fushes elektrike E.Vleresimi I I intensitetit te fushes elektrike behet me ndihmen e e nje ngarkese pikesore q0 te quajtur ngarkese prove.Intensiteti I fushes elektrike ne nje pike cfaredo quhet vektori E numerikisht I barabarte me :

Vijat e intensitetit te fushes elektrike: Vije e intensiteti quhet ajo vije imagjinare ,tangentja e se ciles perputhet me vektorin e intesitetit E ne ate pike.

5

Keto jane vijat ekuipotenciale te dy ngarkesave qe bashkeveprojne me njera tjetren.

Per te karakterizuar fushen elektrike , krahas kuptimit te intensitetit te fushes (I cili e karakterizon fushen nga pikepamja e forces) perdoret edhe kuptimi I I nje madhesie fizike tjeter qe quhet potencial elektrik ose potencial I fushes elektrike.Ne te njejten menyre si intensitetin e fushes elektrike, potencialin elektrik eshte e dobishme ta perkufizojme si energjine potenciale te njesise se ngarkeses.Pra:

Ku w-eshte energjia potencialee ngarkeses q0 e vendosur ne fushen elektrike potencialin e se ciles ne vlersojme.Pra potenciali I fushes V eshte madhesia fizike numerikisht e barabarte me energjine potenciale te njesise se ngarkeses pozitive te vendosur ne ate pike.

Tensioni elektrik dhe puna:Nëse mes pikave (1) dhe (2) egziston tensioni elektrik U12, me ç’vendosjen e ngarkesës Q nga pika (1) në (2) kryhet puna:

A12= W1-W2 = Q φ1-Q φ2 = Q(φ1- φ2) = QU12

Diferenca e potencialeve quhet Tension Elektrik (U) [φ] = [U] = V (volt)Potenciali elektrik është tensioni ndaj pikës me potencial zero.

Punën e ç’vendosjes së ngarkesës e definojmë si diferencë e energjisë fillestare dhe asaj të fundme: A12=W1-W2

Çvendosja e ngarkesës +Q0 në fushën homogjene me intensitet E (mes pllakave paralele me distancë d) nga pllaka e parë (1) deri te e dyta (2), në vijat e forcës së fushës (pa përfillur energjinë kinetike të bartësit të ngarkesës dhe gravitacionin) duke ndikuar përkundrejt forces se fushës Fel=Q0E, në rrugën S=d, kryen punë:

dEQsFsFsFA elelel 00

12 )180cos(

që është ekuivalente me energjinë e bartësit të ngarkesës. Kjo energji është rezultat i pozitës së ngarkesës në fushë elektrike dhe e quajmë energjia potenciale elektrike e ngarkesës (W)

Funa A e forcës F në rrugën s:

Për ta ç’vendosur ngarkesën elektrike Q2 në drejtim të ngarkesës Q1, duhet të veprohet përkundrejt forcave të fushës elektrike dhe me forcë të jashtme të kryhet punë (pra, rritet energjia e strukturës)

Për ta larguar ngarkesën e njejtë nga Q1, punën e kryejnë forcat e fushës (pra, energjia e strukturës zvoglohet)

Energjia e strukturës së ngarkesave ndryshon, varësisht nga pozicioni i fushës ku ndodhet ngarkesa Q2! Ky ndryshim i energjisë mund të sqarohet përmes kuptimit të energjisë potenciale të ngarkesës!

),(cos sFsFsFA

10

Ngarkesat ne nje percjelles ,sic kemi treguar, vendosen ne siperfaqen e percjellesit; pervec kesaj te gjith apikat e siperfaqes se percjellesit te ngarkuar kane te njejtin potencial.Lidhja qe ekziston ndermjet sasise se ngarkesave te nje percjellesi te ngarkuar dhe potencialit te tij jepet nga raporti:

Ky raport karkaterizon percjellesine vecuar dhe ai nuk varet nga q apo V, por nga forma e tij .Kjo karakteristike e percjellesit quhet kapacitet elektrik te percjellesitte vecuar dhe njehsohet me ane te formules :

Ne sistemin SI,njesia e kapaciteit quhet farad dhe shenohet me germen F.Theksojme se kapaciteti nuk varet nga lloji dhe masa e tij, por nga madhesia e siperfaqes dhe forma e tij .Kondesatoret perbehen nga dy percjellesa te ngarkuar me ngarkesa te njejta ne madhesi , por me shenje te kundert te vendosur njeri prane tjetrit ne menyre te tille qe fusha elektrike e perfituar te jete e perqendruar krejtesisht ne hapesiren mes dy percjellsave.

Simboli :

Ne varesi nga forma e percjellsave kondesatoret ndahen ne 1.Te rafshte 2. Sferike

3.Cilindrike Kondesatori I rrafshet perbehet nga dy pllaka metalike paralele secila me siperfaqe S dhe te vendosura ne nje largesi d njera prej tjetres ne menyre te tille qe d te jete shume e vogel ne krahasim me permasat e pllakave.Nese pllakave u jepen perkatesisht ngarkesat +q dhe –q, atehere fusha elektrike e perqendruar ndermjet tyre si homogjene.

SHEMBULL I PERDORIMIT TE KONDESATOREVE :

Kondensatorë qeramik

Kondensatorë elektrolit

Kondensatorë Tantali

Kondensatorë të ndryshueshëm

LIDHJA E KONDESATOREVE NE SERI DHE NE PARALEL

LIDHJA NE SERI1) I1=I2=I3=….=In

2) UT=U1+U2+U3+…+Un

3) Q1=Q2=Q3=…=Qn

4) 1\CT=1\C1+1\C2+1\C3+….+1\Cn

LIDHJA NE PARALEL1) IT=I1+I2+….+In

2) UT=U1=U2=U3=…=Un

3) QT=Q1+Q2+…+Qn

ENERGJIA E AKUMULUAR NE KONDESATOR

3.DIELEKTRIKËT a) Dielektriket ne fushen elektrike.Dielektriket ,te quajtur ndryshe izolatore ,jane trupa te cilat ne dallim nga metalet nuk kane ngarkesa te lira.Si çdo trup tjeter edhe dielektriket perbehen nga atome pra nga berthame , elektronet dhe protonet. Dielektriketriket, ne varesi nga ndertimi, mund t’i ndajme ne dy grupe te medhenj. Grupi i pare : dielektriket me molekula jopolare(dmth ato lende ne molekulat e te cilave perputhet qendra e ngarkesave pozitive me ate negative).Ne rast se dielektriku me molekula jopolare futet ne nje fushe elektrike , qendrat e ngarkesave pozitive dhe negative do te zhvendosen ne drejtime te kunderta ne nje largesi qe eshte natyrisht e vogel.Formohen keshtu dipole me moment elektrik dipolar.atehere ne njeren ane te dielektrikut do te na shfaqen vetem nje lloj ngarkesash dhe ne anen tjeter ngarkesa me shenje te kundert.

Procesi i orientimit te molekulave dipolare nen veprimin e fushes elektrike quhet polarizim i dielektrikut.

Ngarkesat me shenje te kundert te molekulave fqinje ne brendesi te dielektrikt mund t’i shqyrtojme si te vendosura ne pika qe perputhen.Duke qene se ato jane te barabarta ne madhesi, por me shenje te kundert atehere kuptohet se ato nuk ushtrojne asnje ndikim .Persa i perket ngarkesave qe shfaqen ne dy siperfaqet e jashtme te dielaektrikut, ato jane larg njera-tjetres dhe per kete arsye krijojne ne hapsiren rrethuese nje fushe elektrike jo te vogel.Me heqjen e fushes se jashtme molekulat kthehen ne gjendjen fillestare.

Grupi i dyte : dielektriket ne molekulat e te cileve qendra e ngarkesave pozitive nuk perputhet me ate negative.Siç e dimemolekula e lendes ne teresi eshte elektrikisht neutrale.Por kjo nuk do te thote se molekulat e lendes nuk gezojne cilesi elektrike.

oDuke i zevendesuar keshtu ngarkesat pozitive te berthanave me nje ngarkese te vetme pozitive, ndersa ato negative me nje ngarkese te vetme negative , mund ta marrim perafersisht molekulen e dielektrikut si nje dipol te perbere nga ngarkesa +q dhe –q.

oKur dielektriku futet ne fushe, dipolet orientohen sipas fushes elektrike dhe ne te dyja faqet e dielektrikut shfaqen ngarkesa me shenje te kundert, ndersa ne brendesi gjendja paraqitet njelloj si ne rastin e dielektrikut me molekula jopolare.

oNese dielektrikun e largojme nga fusha elektrike, atehere ai do te çpolarizohet pasi molekulat do te marrin formen e tyre normale simetrike dhe dipolet molekulare nen veprimin e levizjes termike orientohen ne menyre te çrregullt.Por ekzistojne lende, ne te cilar bjne pjese disa lloje qelqesh dhe rreshirsh te cilat quhen elektrete.

Ndikimi qe ka dielektriku ne fushen elektrike.

Le te perfytyrojme dy pllaka paralele te pafundme te ngarkuara me shenje te kundert por me te njejten vlere.Le te jete E0 intensiteti i fushes kur midis tyre kemi zbrazeti. Pas kesaj ne hapesiren midis pllakave vendosim nje dielektrik homogjen.dielektriku siç e shpjeguam me lart do te polarizohet.(fig me poshte) Ngarkesat e polarizura te shfaqura fare prane pllakave do te krijojne per llogari te vete nje fushe elektrike me intensitet E1 dhe siç duket nga figura ka kah te kundert me ate te E0 . intensiteti i fushes E ne nje pike ne hapsire tani do te jete me i vogel dhe pikerisht : E = E0 - E1 .

Raporti ndermjet intensitetit te fushes ne zbrazeti me intensitetin e saj ne nje mjedis dielektrik izotrop eshte nje madhesi konstante qe karakterizon vetite e dielektrikut. Ajo quhet pershkueshmeri dielektrike dhe shenohet me germen ε. Ajo eshte madhesi pa permasa dhe tregon sa here zvogelohet forca e bashkeveprimit ndermjet ngarkesave (qe ndodhen fillimisht ne zbrazeti) kur mjedisin e mbushim me nje lende dielektrike izotrope.

ε =

Po ashtu provohet eksperimentalisht se kapaciteti I ne kondesatori rritet ε here nese hapsira ndermjet pllakave ( armaturave) te tij mbushet me dielektrik.

Shqyrtojme tani rastin nese mjedisi eshte nje dielektrik joizotrop. Intensiteti ne çdo dielektrik do te jete : E1=(per shtresen e pare )

per shtresen e dyte : E2= Per shtresen e trete e njejta gje e me rradhe.shihet se E1≠E2≠E3….,

gje qe do te thote se vijat e intensitetit pesojne keputje kur kalojne nga nje dielektrik ne nje tjeter(sepse numri I vijave te intensitetit ne njesine e siperfaqes pingul me keto vija eshte sa vlera e intansitetit. Meqe E1≠E2≠E3…., atehere ne njesine e siperfaqes kemi nje numer te ndryshem te vijave te intensitetit).

Per te pershkuar fushen elektrike ne mjedise jo izotrope nevojitet nje karakteristike tjeter e fushes e ndryshme nga intensiteti I fushes elektrike.Per secilen nga shtresat e mesiperme shkruajme : E0=ε1E1 ; E0=ε2E2 ;E0=ε3E3 ;…….

Qe nga : ε1E1 =ε2E2 =ε3E3 ……. . Vektori : D=εoεE quhet vektor I induksionit elektrik. Kjo madhesi fizike eshte e pandryshueshme kur kalojme nga nje dielektrik ne nje tjeter(per te njejten fushe elektrike te jashtme). Per rrjedhoje edhe vijat e induksionit (qe perkufizohen njelloj si vijat e intensitetit) nuk pesojne keputje.

Ligji i Gauss-it do te shkruhet vetem per fluksin e vijave te induksionit duke arsyatyar njelloj gjejme se : ND

26

PUNOI : MARKELIAN LAHO MIRLIND KOÇI

27