ვიცით, რომ გამტარებში მუხტების წონასწორობისას, ანუ დენის არ არსებობის დროს, გამტარის ყველა წერტილის პოტენციალი ერთნაირია. რა ხდება გამტარში მუდმივი დენის გავლისას? ელექტრომეტრით ჩატარებული ცდები აჩვენებს, რომ პოტენციალი ეცემა ასეთი გამტარის გასწვრივ. მართლაც, გამტარის შიგნით მუხტების გადატანა ხდება ელექტრული ველის მიერ მუშაობის შესრულების ხარჯზე!

დენის ძალასა და გამტარის გასწვრივ პოტენციალის ვარდნას შორის თანაფარდობის ზუსტი რაოიდენობრივი კანონზომიერების, ასევე მუდმივი დენის სხვა კანონზომიერებების დადგენას მიუძღვნა თავისი ექსპერიმენტები გეორგ ომმა XIX საუკუნის პირველ ნახევარში. ომის კანონი წრედის ერთგვაროვანი (ემძ-ს არ შემცველი) უბნისთვის ამბობს:

დენის ძალა წრედის ერთგვაროვანი უბნის ბოლოებს შორის პოტენციალთა სხვაობის პირდაპირპროპორციულია:

მეტი კომპაქტურობისთვის  პოტენციალთა სხვაობა ავღნიშნოთ ასოთი u. ამის გათვალისწინებით კანონი შეიძლება ამ სახით ჩავწეროთ:

                                     (20.6)

\(\Lambda\) კოეფიციენტს უწოდებენ გამტარებლობას, ხოლო მის შებრუნებულს R უწოდებენ ელექტრულ წინაღობას R. ასე რომ, ელექტრული წინაღობის (მას ასევე ომურსაც უწოდებენ) განსაზღვრებად შეიძლება ჩაითვალოს შემდეგი თანაფარდობა:

(განსაზღვრება)                                                           (20.7)

ხოლო ომის კანონის საბოლოო სახე მიიღებს ჩვეულ ფორმა:

    ან                            (20.6,а)

ომმა ასევე ექსპერიმენტულად გამოიკვლია რაზეა დამოკიდებული R ელექტრული წინაღობა. l სიგრძის  განიკვეთის მქონე უბრალო ცილინდრული ფორმის გამტარის ერთგვაროვანი უბნისთვისვის ის ტოლია

.                                     (20.8)

აქ  არის გამტარი მასალის კუთრი წინაღობაა. კუთრ წინაღობას განსაზღვრავს მასალის ელექტრული თვისებები, ასევე ის მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული ნივთიერების მდგომარეობაზე. უმნიშვნელოვანესი ფაქტორი, ამ შემთხვევაში, არის ტემპერატურა.

მან დაადგინა, რომ ლითონის გამტარებისთვის, არა ძალიან მაღალი და არც ძალიან დაბალი ტემპერატურების დროს  კუთრი წინაღობა პირდაპირპროპორციულად არის დამოკიდებულია  ტემპერატგურაზე:

                                    (20.9)

აქ  არის კუთრი წინაღობა   ტემპერატურის დროს, ხოლო  არის წინაღობის ტემპერატურული კოეფიციენტი.

 

(განსაზღვრება) ელექტრული დენი არის დამუხტული ნაწილაკების (სხეულების) მიმართული მოძრაობა ნივთიერებაში ან ვაკუუმში.

ნაწილაკებს, რომლებსაც გადააქვთ მუხტი "მუხტის მატარებელი" ეწოდებათ. ლითონებში ეს არის ელექტრონები, ელექტროლიტებში – იონები, აირებში – ელექტრონები და იონები, ნახევარგამტარებში – ელექტრონები და ხვრელები. დენის დადებით მიმართულებად მიჩნეულია დადებითი მუხტის გადატანის მიმართულება. წირებს, რომელთა მხებები ემთხვევა  დადებითი მუხტის მატარებლების მიმართულ სიჩქარეს, დენის წირებს უწოდებენ. აქ   არის ე.წ. "დრეიფული სიჩქარე". გავიხსენოთ, რომ დრეიფული სიჩქარე გაცილებით ნაკლებია ვიდრე უწესრიგო, ქაოტური, სითბური მოძრაობის სიჩქარე.

ელექტრული დენის რაოდენობრივი მახასიათებლები არის დენის ძალა და დენის სიმკვრივე. 

(განსაზღვრება) დენის ძალა  ეწოდება რაღაც  ზედაპირში dt მცირე დროის შუალედში გადატანილი dq მუხტის ფარდობას მისი გადატანის დროის შუალედზე:

                                       (20.1)

როგორც განსაზღვრებიდან ჩანს, დენის ძალა არის სკალარული სიდიდე. ელექტრული დენი ითვლება მუდმივად თუ დენის ძალის სიდიდე და მიმართულება არ იცვლება.

თუ დენი გადის წვრილ სადენში, მაშინ ზედაპირი   (20.1) განსაზღვრებაში არის სადენის განიკვეთი. თუმცა დენი შეიძლება გადიოდეს ნებისმიერი ფორმის გამტარ გარემოში. ამსთან დენი  ზედაპირში შეიძლება არათანაბრად იყვეს განაწილებული. უფრო დეტალური დახასიათებისთვის იყენებენ დენის სიმკვრივეს .
(განსაზღვრება) ელექტრული დენის სიმკვრივე  არის ვექტორი, რომლის მიმართულებაც ემთხვევა დადებითი მუხტის მატარებლების მოწესრიგებული მოძრაობას . ამ ვექტორის მოდული ტოლია დენის ძალის ფარდობისა იმ მცირე ზედაპირის ელემენტის ფართობთან, რომელიც დენის პერპენდიკულარულია:

                                            (20.2)

სურვილის შემთხვევაში მიმართულებაზე ინფორმაცია შეიძლება გავითვალისწინოთ განსაზღცრების ვექტორულ-ანალიზური ფორმით ჩაწერით:

                                        (20.3)

განსაზღვრებიდან ადვილი მისახვედრია, რომ მატარებელთა მუხტი არის , ხოლო მათი კონცენტრაცია n (ერთეულ მოცულობაში ნაწილაკთა რიცხვი), მაშინ დენის სიმკვრივე იქნება

                                            (20.4)

დენის სიმკვრივე არის ლოკალური მახასიათებელი, ანუ, ზოგადად, ის შეიძლება გამტარი გარემოს სხვადასხვა წერტილებში იცვლებოდეს ! თუ გვეცოდინება ვექტორი  სივრცის ყოველ წერტილში, შეიძლება დენის ძალის პოვნა ნებისმიერ ზედაპირში :

.                                             (20.5)

ა) დიელექტრიკს შევსებული აქვს მთელი ერთგვაროვანი ველი

ასეთი მდგომარეობა შეიძლება განხორციელდეს, მაგალითად, დამუხტული ბრტყელი კონდენსატორის ფირფიტებს შორის. როგორც ადრე გავარკვიეთ, ველის დაძაბულობა ტოლია გვერდული და ბმული მუხტების დაძაბულობების ჯამის  . გვერდითა მუხტები კონდენსატორის ფირფიტების ზედაპირებზე თანაბრად არის განაწილებული, ხოლო გაუკომპენსირებელი ბმული მუხტები - მათზე მიკრული დიელექტრული ფენების ზედაპირებზე.

ადვილი დასანახია, რომ ბმული მუხტების ველი მიმართულია გვერდითა მუხტების ველის შემხვედრად, ამიტომ შედეგობრივი ველის დაძაბულობის მოდული ტოლი:

                       (19.17)

თითოეული სიდიდე Е₀ და Е' განისაზღვრება, როგორც ცნობილია, შესაბამისი მუხტის ზედაპირული სიმკვრივით და ტოლია:

                   (19.18)

ამას გარდა   (იხ. 19.16).  განსახილვევ შემთხვევაში E_n=E , შესაბამისად 

                      (19.19)

საიდანაც ვიღებთ ძალიან მნიშვნელოვან შედეგს:

                       (19.20)

სიდიდესეწოდება გარემოს დიელექტრული შეღწევადობა. ის აჩვენებს რამდენჯერ სუსტდება ველი დიელექტრულ გარემოში. ეს ჩვენ უკვე გამოყენებული გვაქვს ადრეც.

ბ) დიელექტრულ გარემოში წერტილოვანი მუხტის (ასევე სფერულ სიმეტრულად განაწილებული მუხტის)  ველი 

დავუშვათმ რომ a რადიუსის მქონე დამუხტული ბირთვის გარეშემო სივრცე მთლიანად შევსებულია დიელექტრული გარემოთი. ამ შემთხვევაში ველი რადიალურად სიმეტრიულია და შექმნილია ორი ურთიერთსაპირისპიროდ მიმართული ველის – \(\vec{E}_{0}\) და \(\vec{E}'\)  შეკრებით. ამიტომ

   ანუ

 

                     (19.21)

სადაც  . ამას გარდა, რადგან დაძაბულობის ძალწირების სიხშირე წყარო მუხტიდან დაშორების კვადრატის უკუპროპორციულად იცვლება, ამიტო შეიძლება დავწეროთ

ამ ტოლობის გამოყენებით გამოსახულება (19.21) შეიძლება გარდავქმნათ ასე:

მარტივი გარდაქმნების შემდეგ:

                                    (19.19,а)

და ჩვენ კვლავ ვღებულობთ (19.20) გამოსახულებას.  \(\vec{E}_{0}\) და \(\vec{E}'\) ვექტორების თანამიმართულობის გათვალისწინებით შეიძლება ჩავწეროთ ვექტორული ტოლობებიც:

                          (19.22)

ველის პოტენციალიც, ცხადია, მცირდება \(\varepsilon\)-ჯერ: 

                               (19.23)

გ) განზოგადება. იმ შემთხვევებში, როცა, ერთგვაროვანი იზოტროპული დიელექტრიკი ავსებს მთელ სივრცეს სადაც გვაქვს ელექტრული ველი, მაშინ დიელექტრიკის არსებობა დაიყვანება ველის  \(\varepsilon\)-ჯერ შესუსტებაზე. შესაბამისად მცირდება მუხტებს შორის ურთიერთქმედების ძალები.