Superpozitsiya prinsipi (Superposition Principle) bizga istalgan zaryadga (charge) ta’sir qilayotgan ko‘plab nuqtaviy zaryadlar (point charges) sababli hosil bo‘ladigan umumiy kuchni (total force) hisoblash imkonini beradi. Har bir zaryadlangan zarracha koinotda, o‘zini o‘rab turgan fazoda elektr maydon (electric field) hosil qiladi. Zaryad hosil qilgan elektr maydon boshqa zaryadlar bor-yo‘qligidan qat’i nazar, ularga bog‘liq bo‘lmaydi (independent). Hosil bo‘lgan elektr maydonni Kulon qonuni (Coulomb’s law) yordamida hisoblash mumkin. Superpozitsiya prinsipi ikki yoki undan ortiq elektr maydonlarni birlashtirish (kombinatsiya qilish) imkonini beradi.

“Superpozitsiya prinsipi shuni bildiradiki, fazodagi har bir zaryad muhitdagi boshqa zaryadlar mavjudligidan qat’i nazar, ma’lum bir nuqtada elektr maydon hosil qiladi. Natijaviy elektr maydon esa alohida zaryadlar hosil qilgan elektr maydonlarning vektor yig‘indisi (vector sum)dir.”

Superpozitsiya prinsipi tizimning umumiy oqimi (net flux), umumiy maydoni (net field) va umumiy potensial energiyasi (net potential energy)ni hisoblashda qo‘llanadi.

Keyingi bo‘limda superpozitsiya prinsipi elektrostatikada (electrostatics) qanday qo‘llanishini muhokama qilamiz.

Elektrostatikada superpozitsiya prinsipi

Superpozitsiya prinsipi tizimda juda ko‘p zaryadlar bo‘lganda ayniqsa foydali bo‘ladi. Quyidagi holatni ko‘rib chiqaylik:

Qulaylik uchun bitta musbat zaryad va unga ta’sir qilayotgan ikkita manfiy zaryadni tasavvur qilaylik. Superpozitsiya teoremasidan (superposition theorem) bilamizki, natijaviy kuch (resultant force) jismga ta’sir qilayotgan barcha kuchlarning vektor yig‘indisiga teng. Shunday qilib, natijaviy kuch F_r quyidagicha ifodalanadi:

Bu yerda:

 

— q¹ va q² yo‘nalishlari bo‘ylab olingan birlik vektorlar (unit vectors).

ε — zaryadlar joylashgan muhitning dielektrik singdiruvchanligi (permittivity) doimiysi.

Q, q₁ va q₂ — mos ravishda zaryadlarning kattaliklari (magnitudes).

r₁₂ va r₁₃ — mos ravishda Q bilan q₁ orasidagi hamda Q bilan q₂ orasidagi masofalar (distances).

Uzluksiz zaryad taqsimoti

Biz bilamizki, olina oladigan eng kichik zaryad +e yoki −e bo‘ladi, ya’ni elektron (electron) yoki proton (proton) zaryadi. Demak, zaryadlar kvantlangan (quantized). Uzluksiz zaryad taqsimoti (continuous charge distribution) deganda zaryadlar bir-biriga juda yaqin joylashgan, ular orasidagi bo‘shliq juda kichik bo‘lgan holat tushuniladi.

Zaryadlar turlicha taqsimlanishi mumkin:

1. Chiziqli zaryad taqsimoti (Linear charge distribution).
2. Sirt zaryad taqsimoti (Surface charge distribution).
3. Hajmiy zaryad taqsimoti (Volume charge distribution).

Chiziqli zaryad taqsimoti

Chiziqli zaryad taqsimoti — zaryadlar biror uzunlik bo‘ylab bir tekis (uniformly) taqsimlanganda kuzatiladi. Masalan, aylana atrofi (circumference) bo‘ylab yoki to‘g‘ri sim (straight wire) bo‘ylab. Chiziqli zaryad taqsimoti odatda λ belgisi bilan ifodalanadi.

λ = dq/dl va u metrga nisbatan kulonlarda (Coulombs per meter) o‘lchanadi.

Sirt zaryad taqsimoti

Agar zaryad ma’lum bir yuzaga/sohaga (area) taqsimlansa, masalan disk (disk) sirtiga yoyilsa, bu sirt zaryad taqsimoti deyiladi. U yunoncha σ harfi bilan belgilanadi.

Sirt zaryad taqsimoti kvadrat metrga kulonlarda, ya’ni Coulombs per square meter yoki Cm⁻² da o‘lchanadi.

Hajmiy zaryad taqsimoti

Agar zaryad biror hajm (volume) bo‘ylab bir tekis taqsimlansa, bu hajmiy zaryad taqsimoti deyiladi. Masalan, shar (sphere) yoki silindr (cylinder) ichida zaryadning taqsimlanishi. U ρ bilan belgilanadi.

Hajmiy zaryad taqsimoti kub metrga kulonlarda, ya’ni coulombs per cubic meter yoki Cm⁻³ da o‘lchanadi.