3.2. Зай хураагуурын цэнэг яагаад дуусдаг вэ?


Зураг 10. Шинэ болон дууссан зай хураагуур

... Зай хураагуур нь дотроо 2 хэсгээс бүтнэ. Шинэ зай хураагуурын нэг хэсэг нь асар олон илүүдэл электронтой бол нөгөө хэсэг нь маш цөөн электронтой байдаг.

Олон электронуудтай хэсэг нь нөгөө хэсгээ бодвол харьцангуйгээр илүү хасах цэнэгтэй тул тэр үзүүрийг хасах туйл, харин нөгөө үзүүрийг нь нэмэх туйл гэж тэмдэглэдэг.

Энэхүү электроны тооны зөрүүнээс болоод зай хураагуурын хоёр үзүүрийн хооронд цэнэгийн ялгаа үүссэн байдаг. Энэ ялгаа нь электронуудыг хөдөлгөөнд оруулах гол хүч болно. Энэ хүчийг бид цахилгаан хөдөлгөх хүч, потенциалын ялгавар, ХҮЧДЭЛ гэх мэтээр олон янзаар нэрлэдэг юм. Цаашид бид энэ хүчийг нэрлэхдээ голдуу ХҮЧДЭЛ гэдэг нэрийг ашиглах болно.

Хураагуурын хоёр хэсэг хоорондоо электронуудыг үл нэвтрүүлэх тусгаарлагчтай тул түүнийг хэрэглээгүй үед электронууд хөдөлгөөнд орж чаддаггүй.

Харин түүний хоёр үзүүрт гэрлийн шил эсвэл жижиг цахилгаан хөдөлгүүр зэргийг дамжуулагч утас ашиглан битүү цахилгаан хэлхээ үүсгэн холбовол электронууд нь олон электронтой хэсгээсээ нөгөө хэсэг рүүгээ тэмүүлэн хөдөлгөөнд орно. Энэ хөдөлгөөнийг өдөөгч нь дээр дурдсан потенциалын ялгавар билээ. Харин электроны хөдөлгөөнийг цахилгаан гүйдэл гэдгийг бид өмнө судалсан.

Улмаар гэрлийн шил доторх тусгай утсаар цахилгаан гүйдэл гүйхэд тэр нь халж улайн гэрэл цацруулдаг. (Зураг 11)


Зураг 11. Зай хураагуур, дамжуулагч утас ашиглан гэрлийн шил асаах энгийн цахилгаан хэлхээ


Бид холболтоо салгахгүй бол дээрх гэрлийн шилний гэрэлтсээр зай хураагуурын хоёр туйлын хооронд байсан хүчдэл буюу "цахилгаан хөдөлгөх хүч"/"потенциалын ялгавар" дуустал үргэлжлэх болно.

Хоёр туйлын хооронд байсан хүчдэл байхгүй болно гэдэг нь хоёр туйлын хоорондох цэнэгийн ялгаа байхгүй болно гэсэн үг. Энэ нь хураагуурын хоёр хэсгийн цэнэг буюу электроны тоо тэнцүү болно гэсэн үг. Үүнийг л бид зай хураагуур суулаа, зай хураагуурын цэнэг дууслаа гэхчлэн ярьдаг билээ.

Зай хураагуурын цэнэг багасах, дуусах нь цахилгаан эрчим хүч буюу энерги өөр төрлийн эрчим хүч болон хувирсаныг илтгэнэ. Дээрх тохиолдолд цахилгаан энерги нь гэрлийн энерги болсон байна.

Ахуй хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг зайнуудын тогтсон тэмдэглэгээ, нэршилийг Зураг 12-д үзүүлжээ. Эдгээрээс гадна дахин цэнэглэдэг зай байдаг ба дээрээ “Rechargeable” гэсэн бичигтэй байдаг.


Зураг 12. Ахуйн зай хураагуурууд 

Зай хураагуур хийхэд химийн хорт бодис ордог тул дараах анхааруулгыг байнга санаж яваарай:



  • Тухайн төхөөрөмжид тохирсон, үйлдвэрлэгчээс зөвлөсөн зайг хэрэглэх.
  • Зайг хуурай газар, тасалгааны хэмд хадгалах.
  • Дахин цэнэглэдэггүй зайг цэнэглэгчээр цэнэглэхийг бүү оролд. Дэлбэрэх осолтой.
  • Зайг задлахыг бүү оролд. Хорт бодис биеийн түлнэ.
  • Хэрэглээд дууссан зайг байгаль орчин бохирдуулалгүй хаях.
  • Төхөөрөмжөө удаан хугацаагаар хэрэглэхгүй бол зайг нь салган тусад нь хадгалах.

Дахин цэнэглэдэггүй зайг цэнэглэгчээр цэнэглэж болохгүй хэдий ч харин нарны гэрлийн тусламжаар бага зэргийн цэнэг өгч болдог. Элчилгүй элсэн цөлд гар чийдэнгийн чинь цэнэг дуусчихвал хэрхэх вэ?
 AA, AAA, 9V төрлийн ихэнх зайнуудын гадар нь нимгэн төмөрлөг ялтас байдаг тул наранд түр тавихад багахан цэнэг авдаг. Энэ нь нарны цацраг дахь электронууд зайны хасах туйлтай хэсэгт нэвтэрч шингэдэгээр тайлбарлагдана.


Цааш нь...

3.1. Таталцах, түлхэлцэх хүч

Ижил цэнэгүүд түлхэлцэнэ, эсрэг цэнэгүүд таталцдагыг бид мэднэ. Тэгвэл ижил цэнэгтэй хоёр бие чухамдаа ямар хүчээр бие биеээ түлхэх болоо? Тэдний хоорондын зай хир байх бол гэдэг нь сонирхол татах нь гарцаагүй. Ер нь цэнэгтэй биесийн таталцах, түлхэлцэх хүч нь юунаас хамаардаг вэ?
Энэхүү хүчийг тооцоолох арга буюу томъёог францын физикч Чарльз Колумб 1785 онд анх олжээ. Таталцах эсвэл түлхэлцэх хүчийг ерөнхийд нь латин ‘F’ үсгээр тэмдэглэж заншжээ.


... Агаарын хэмийг градус гэдэг нэгжээр илэрхийлдэг шиг цахилгаан цэнэгийн хэмжээг ч ямар нэг нэгжээр илэрхийлэх хэрэгтэй. Эрдэмтэд хэлэлцээд дээрх томъёог нээсэн Чарльз Колумбийн дурсгалд зориулж цэнэгийн хэмжээг колумб гэж нэрлэн ‘Q’ үсгээр тэмдэглэхээр тогтжээ.
Дээрх томъёоноос таталцах, түлхэлцэх хүч F нь цэнэгийн хэмжээ ихсэх тусам ихсэх нь харагдаж байна. Харин цэнэгтэй биесийн хоорондын зай холдох тусам F нь багасах нь байна.
Үүнийг таталцах, түлхэлцэх хүч нь цэнэгүүдийн хэмжээтэй шууд, тэдгээрийн хоорондын зайтай урвуу хамааралтай гэж хэлж болдог.

Цэнэгийг ‘Q’ үсгээр тэмдэглэдэг гэсэн. Харин зайг ‘d’ үсгээр тэмдэглэвэл:



Эцэст нь хэдэн электрон нийлж байж 1 колумб цэнэгийг үүсгэх вэ гэж сониуч нэг нь асууж болох юм. Эрдэмтэд үүнийг хэмжиж тооцоолоод 6’ 250’ 000’ 000’ 000’ 000’ 000 ширхэг электроны нийлбэр цэнэг нь 1 колумб болно гэдгийг тогтоожээ.


Дээрх тоог монгол тооны нэрээр уншвал "Зургаан хямралгүй хоёр зуун тавин тунамал" гэж унших юм.


Цааш нь...

2-р бүлгийн давталт

Өмнөх сэдвүүдээр бид дараах ойлголтуудыг судаллаа:

  • Цахилгаан цэнэгийн үндсэн хууль; 
  • Цэнэгтэй биесийн харилцан үйлчлэлийн туршилт; 
  • Цэнэгийг харьцуулах цэг ба туйл; 
  • Цахилгаан гүйдлийн үүсгүүрүүд.
... 
Санамж:
  • Ижил цэнэгүүд түлхэлцэнэ, эсрэг цэнэгүүд таталцана; 
  • Хасах туйл нь нэмэх туйлаасаа илүү олон электронтой; 
  • Ө.х нэмэх туйл нь хасах туйлаасаа цөөн электронтой; 
  • Цахилгаан эрчим хүчийг атом дахь электроны тоон тэнцвэрийг алдагдуулан гарган авдаг.


Цааш нь...

2.3. Цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр

Атомын цэнэгийн тэнцвэржилт алдагдвал цахилгаан гүйдэл хүч үүсдэг. Өөрөөр хэлбэл цэнэг нь саармаг буюу цэнэггүй атомын электроныг нь салган авах эсвэл атомд электрон нэмбэл цэнэгийн тэнцвэр алдагддаг. Үүнийг олон аргаар хийж болно:

     1. Дулаанаар – жишээ нь дулаан хүйтний ялгааг цахилгаан гүйдэл болгоод уг гүйдлээ      ашиглан халуун хүйтнийг хэмждэг хэмжүүр байдаг.
     2. Соронзоор – соронзонтой эргэх бултай хөдөлгүүр
     3. Химийн аргаар – хуруу зай
     4. Механикаар– түлшээр ажилладаг цахилгаан үүсгүүр
     5. Гэрлээр – нарны эрчим хүчний хавтан
     6. Үрэлтээр – чичирхийллийн эрчим сарнилын төхөөрөмж...

 Зураг 9. Энэ зурагт бие дэхь атомуудын электроны тоог өөрчлөн цахилгаан эрчим хүч үүсгэдэг төрөл бүрийн төхөөрөмжүүдийг харуулжээ. 



Эдгээрийн дэлгэрэнгүй ажиллагааг өөрсдөө судлаарай.


Цааш нь...

2.2. Харьцуулах цэг ба туйл

Биеийн тухайн нэг цэг дээр ямар цэнэг байгааг тодорхойлохын тулд танд харьцуулан үзэх өөр нэг цэг байх хэрэгтэй. Харьцуулж буй цэг дээрх цэнэгээс хамааран тухайн цэгийн цэнэгийг нэмэх эсвэл хасах гэж тодорхойлдог.

...

Зураг 8. Зай хураагуур 

Хуруу болон машины зай дээрх (+) , (-) тэмдэгтэй А, В хэсгүүдийг бид туйлууд гэж нэрлэдэг.(Зураг 8) Өмнөх сэдвээр нэмэх цэнэгтэй байна гэдэг нь тухайн хэсэгт протон нь илүү олон байна гэсэн үг гэдгийг бид мэддэг болсон.
Үүнийг хойноос нь “протон нь электроноосоо илүү олон байгаа учраас л тэр хэсэг нь нэмэх цэнэгтэй болдог” гэж хэлсэн ч болох юм. Өөрөөр хэлбэл электрон нь протоноосоо цөөн байгаа нь нэмэх цэнэгтэй байгаагийн шалтгаан юм.

Харин туйлын тухай яригдаж байгаа бол бидэнд заавал харьцуулан үзэх өөр хэсэг буюу цэг хэрэгтэй. Зураг 8 дээр электроныг зураасаар тэмдэглэжээ. В хэсгийн протон нь электроноосоо олон буюу В хэсэг нь цэнэггүй биеийг бодвол нэмэх цэнэгтэй байна гэж төсөөлье. Гэтэл А хэсэгт В-гээсээ ч цөөн электрон байна.
Өөрөөр хэлбэл В хэсэг дэх электроны тоо нь А хэсгээсээ олон тул В-г бид хасах туйл гэдэг. Харин А нь нэмэх туйл болно.
Үүнийг дараах байдлаар дүгнэе.
     1. Нэг бие нь нөгөөгөөсөө олон электронтой бол тэр биеийг хасах цэнэгтэй гэнэ.
     2. Нэг бие нь нөгөөгөөсөө цөөн электронтой бол тэр биеийг нэмэх цэнэгтэй гэнэ.


Цааш нь...