විදුලි ගාස්තු. එහි විචක්ෂණ භාවය

විදුලි ගාස්තු. එහි විචක්ෂණ භාවය. විදුලි ආරෝපණ සංරක්ෂණය පිළිබඳ නීතිය. කූලොම්බ් නියමය දෛශික සහ අදිශ ස්වරූපයෙන්.

විදුලි ගාස්තුවිද්‍යුත් චුම්භක බල අන්තර්ක්‍රියා වලට ඇතුල් වීම සඳහා අංශු හෝ ශරීරවල ගුණය සංලක්ෂිත භෞතික ප්‍රමාණයකි. විද්‍යුත් ආරෝපණය සාමාන්‍යයෙන් q හෝ Q අක්ෂර වලින් දැක්වේ. විද්‍යුත් ආරෝපණ වර්ග දෙකක් ඇත, සම්ප්‍රදායිකව ධන සහ සෘණ ලෙස හැඳින්වේ. ගාස්තු එක් ශරීරයකින් තවත් ශරීරයකට මාරු කළ හැකිය (උදාහරණයක් ලෙස, සෘජු ස්පර්ශයකින්). ශරීර ස්කන්ධය මෙන් නොව, විද්‍යුත් ආරෝපණය ලබා දී ඇති ශරීරයක අනිවාර්ය ලක්ෂණයක් නොවේ. විවිධ තත්වයන් යටතේ එකම ශරීරයට වෙනස් ආරෝපණයක් තිබිය හැකිය. ආරෝපණ ආකර්ශනය මෙන් නොව, ආරෝපණ විකර්ෂණය කරන්නාක් මෙන්. ඉලෙක්ට්‍රෝනය සහ ප්‍රෝටෝනය පිළිවෙලින් මූලික සෘණ සහ ධන ආරෝපණ වල වාහකයන් වේ. විද්‍යුත් ආරෝපණ ඒකකය කූලෝම්බ් (C) - තත්පර 1 කින් 1 A ධාරාවකින් සන්නායකයේ හරස්කඩ හරහා ගමන් කරන විද්‍යුත් ආරෝපණයකි.

විදුලි ආරෝපණය විවික්ත වේ, එනම් ඕනෑම සිරුරක ආරෝපණය මූලික විද්‍යුත් ආරෝපණ e () හි පූර්ණ සංඛ්‍යා ගුණාකාරයකි.

ගාස්තු සංරක්ෂණය කිරීමේ නීතිය: ඕනෑම සංවෘත පද්ධතියක (බාහිර ශරීර සමඟ ආරෝපණ හුවමාරු නොවන පද්ධතියක්) විද්‍යුත් ආරෝපණවල වීජීය එකතුව නොවෙනස්ව පවතී: q1 + q2 + q3 + ... +qn = const.

කූලොම්බ්ගේ නීතිය: ලක්ෂ්‍ය දෙකක විද්‍යුත් ආරෝපණ අතර අන්තර්ක්‍රියා බලය මෙම ආරෝපණවල විශාලත්වයට සමානුපාතික වන අතර ඒවා අතර ඇති දුරේ වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.

(අදිශ ස්වරූපයෙන්)

එහිදී F - Coulomb බලය, q1 සහ q2 - ශරීරයේ විද්‍යුත් ආරෝපණය, r - ආරෝපණ අතර දුර, e0 = 8.85*10^(-12) - විද්‍යුත් නියතය, e - මාධ්‍යයේ පාර විද්‍යුත් නියතය, k = 9*10^ 9 - සමානුපාතික සාධකය.

Coulomb ගේ නීතිය තෘප්තිමත් වීමට නම්, කොන්දේසි 3 ක් අවශ්ය වේ:

කොන්දේසිය 1: ආරෝපණවල උච්චත්වය - එනම්, ආරෝපිත ශරීර අතර දුර ඒවායේ ප්‍රමාණයට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය

කොන්දේසිය 2: ආරෝපණවල නිශ්චලතාව. එසේ නොමැති නම්, අතිරේක බලපෑම් බලාත්මක වේ: චලනය වන ආරෝපණයක චුම්බක ක්ෂේත්‍රය සහ වෙනත් චලන ආරෝපණයක් මත ක්‍රියා කරන අනුරූප අතිරේක ලොරෙන්ට්ස් බලය

කොන්දේසිය 3: රික්තකයක ආරෝපණ අන්තර්ක්‍රියා කිරීම

දෛශික ආකාරයෙන්නීතිය පහත පරිදි ලියා ඇත:

ආරෝපණ 2 මත ආරෝපණ 1 ක්‍රියා කරන බලය කොහිද; q1, q2 - ආරෝපණ විශාලත්වය; - අරය දෛශිකය (ආරෝපණ 1 සිට ආරෝපණ 2 දක්වා දෛශිකය යොමු කර ඇති අතර, නිරපේක්ෂ අගයෙන්, ආරෝපණ අතර දුර දක්වා - ); k - සමානුපාතික සංගුණකය.

විද්යුත්ස්ථිති ක්ෂේත්ර ශක්තිය. දෛශික සහ අදිශ ස්වරූපයෙන් ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය සඳහා ප්‍රකාශනය. රික්තකයේ සහ පදාර්ථයේ විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය. පාර විද්යුත් නියතය.

විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය යනු ක්ෂේත්‍රයේ දෛශික බලයක් වන අතර ක්ෂේත්‍රයේ දී ඇති ලක්ෂ්‍යයක හඳුන්වා දී ඇති ඒකක පරීක්ෂණ ආරෝපණයක් මත ක්ෂේත්‍රය ක්‍රියා කරන බලයට සංඛ්‍යාත්මකව සමාන වේ:

ආතති ඒකකය 1 N / C වේ - මෙය 1 N බලයක් සහිත 1 C ආරෝපණයක් මත ක්රියා කරන විද්යුත්ස්ථිති ක්ෂේත්රයක තීව්රතාවයයි. ආතතිය V / m වලින් ද ප්රකාශ වේ.

සූත්‍රය සහ කූලොම්බ් නියමයෙන් පහත පරිදි, රික්තයක ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය

හෝ

දෛශික E හි දිශාව ධන ආරෝපණය මත ක්රියා කරන බලයේ දිශාව සමග සමපාත වේ. ක්ෂේත්‍රය ධන ආරෝපණයකින් නිර්මාණය වී ඇත්නම්, දෛශික E ආරෝපණයේ සිට අරය දෛශිකය දිගේ බාහිර අවකාශයට යොමු කෙරේ (පරීක්ෂණ ධනාත්මක ආරෝපණය විකර්ෂණය කිරීම); ක්ෂේත්‍රය නිර්මාණය වන්නේ සෘණ ආරෝපණයකින් නම්, දෛශිකය E ආරෝපණය දෙසට යොමු කෙරේ.

එම. ආතතිය යනු විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රයක බල ලක්ෂණයකි.

විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රය චිත්‍රක ලෙස නිරූපණය කිරීමට, දෛශික තීව්‍රතා රේඛා භාවිතා කරන්න ( විදුලි කම්බි) ආතතියේ විශාලත්වය විනිශ්චය කිරීමට ක්ෂේත්‍ර රේඛාවල ඝනත්වය භාවිතා කළ හැක.

ක්ෂේත්‍රය නිර්මාණය කර ඇත්තේ ආරෝපණ පද්ධතියකින් නම්, ක්ෂේත්‍රයේ දී ඇති ලක්ෂ්‍යයක දී හඳුන්වා දුන් පරීක්ෂණ ආරෝපණයක් මත ක්‍රියා කරන බලය, එක් එක් ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයෙන් වෙන වෙනම පරීක්ෂණ ආරෝපණය මත ක්‍රියා කරන බලවේගවල ජ්‍යාමිතික එකතුවට සමාන වේ. එබැවින්, ක්ෂේත්‍රයේ දී ඇති ලක්ෂ්‍යයක තීව්‍රතාවය සමාන වේ:

මෙම අනුපාතය ප්රකාශ කරයි ක්ෂේත්‍ර අධිස්ථාන මූලධර්මය: ආරෝපණ පද්ධතියක් මගින් නිර්මාණය කරන ලද ප්‍රතිඵල ක්ෂේත්‍රයේ ප්‍රබලත්වය, එක් එක් ආරෝපණය විසින් දෙන ලද ලක්ෂ්‍යයක දී වෙන වෙනම නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍ර ශක්තියේ ජ්‍යාමිතික එකතුවට සමාන වේ.

ඕනෑම ආරෝපිත අංශු (ඉලෙක්ට්‍රෝන, අයන) ඇණවුම් කළ චලනය මගින් රික්තයක විද්‍යුත් ධාරාවක් නිර්මාණය කළ හැක.

පාර විද්යුත් නියතය- මාධ්‍යයක පාර විද්‍යුත් ගුණ සංලක්ෂිත ප්‍රමාණයක් - විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයකට එහි ප්‍රතිචාරය.

ඉතා ප්‍රබල නොවන ක්ෂේත්‍රවල බොහෝ පාර විද්‍යුත්වල, පාර විද්‍යුත් නියතය E ක්ෂේත්‍රය මත රඳා නොපවතී. ප්‍රබල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රවල (අන්තර් පරමාණුක ක්ෂේත්‍ර හා සැසඳිය හැක), සහ සාමාන්‍ය ක්ෂේත්‍රවල සමහර පාර විද්‍යුත්වල, E මත D හි යැපීම රේඛීය නොවේ. එසේම, පාර විද්‍යුත් නියතය මඟින් දී ඇති මාධ්‍යයක විද්‍යුත් ආරෝපණ අතර F අන්තර්ක්‍රියා බලය රික්තකයක ඇති ඔවුන්ගේ අන්තර්ක්‍රියා බලය Fo වඩා කොපමණ වාරයක් අඩු දැයි පෙන්වයි.

යම් ද්‍රව්‍යයක සාපේක්ෂ පාර විද්‍යුත් නියතය පරීක්ෂණ ධාරිත්‍රකයක ධාරණාව දී ඇති පාර විද්‍යුත් (Cx) සහ රික්තයක (Co):

ක්ෂේත්‍රවල මූලික දේපලක් ලෙස සුපිරි ස්ථානගත කිරීමේ මූලධර්මය. ඛණ්ඩාංක සහිත ලක්ෂ්‍යවල පිහිටන ලද ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණ පද්ධතියක් මඟින් අරය දෛශිකයක් සහිත ලක්ෂ්‍යයක නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍රයේ ශක්තිය සහ විභවය සඳහා සාමාන්‍ය ප්‍රකාශන (4 ඡේදය බලන්න)

අපි සුපිරි ස්ථානගත කිරීමේ මූලධර්මය වඩාත් සාමාන්‍ය අර්ථයෙන් සලකා බැලුවහොත්, එයට අනුව, අංශුවක් මත ක්‍රියා කරන බාහිර බලවේගවල බලපෑමේ එකතුව ඒ එක් එක් අගයන්හි එකතුව වනු ඇත. මෙම මූලධර්මය විවිධ රේඛීය පද්ධති සඳහා අදාළ වේ, i.e. රේඛීය සම්බන්ධතා මගින් හැසිරීම විස්තර කළ හැකි පද්ධති. උදාහරණයක් ලෙස රේඛීය තරංගයක් නිශ්චිත මාධ්‍යයක් තුළ ප්‍රචාරණය වන සරල තත්වයක් වනු ඇත, එම අවස්ථාවේ දී තරංගයෙන් පැන නගින බාධාවල බලපෑම යටතේ පවා එහි ගුණාංග ආරක්ෂා වේ. මෙම ගුණාංග එක් එක් එකඟතා සංරචකවල බලපෑමේ නිශ්චිත එකතුවක් ලෙස අර්ථ දැක්වේ.

සුපිරි ස්ථානගත කිරීමේ මූලධර්මයට ඉහත ඒවාට සම්පූර්ණයෙන්ම සමාන වෙනත් සූත්‍රගත කිරීම් ගත හැකිය:

· පළමු අංශු දෙක සමඟ ද අන්තර්ක්‍රියා කරන තුන්වන අංශුවක් හඳුන්වා දුන් විට අංශු දෙකක් අතර අන්තර්ක්‍රියා වෙනස් නොවේ.

· බොහෝ අංශු පද්ධතියක සියලුම අංශුවල අන්තර්ක්‍රියා ශක්තිය යනු, හැකි සියලුම අංශු යුගල අතර යුගල අන්තර්ක්‍රියා වල ශක්තීන්ගේ එකතුවයි. පද්ධතිය තුළ බොහෝ අංශු අන්තර්ක්‍රියා නොමැත.

· බොහෝ අංශු පද්ධතියක හැසිරීම විස්තර කරන සමීකරණ අංශු ගණනින් රේඛීය වේ.

6 වෝල්ටීයතා දෛශිකයේ සංසරණය යනු සංවෘත මාර්ගයක් L දිගේ තනි ධන ආරෝපණයක් ගමන් කරන විට විද්‍යුත් බලවේග මගින් සිදු කරන කාර්යයයි.

සංවෘත පුඩුවක් දිගේ විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍ර බලවේගවල ක්‍රියාකාරිත්වය ශුන්‍ය වන බැවින් (විභව ක්ෂේත්‍ර බලවේගවල ක්‍රියාකාරිත්වය), එබැවින් සංවෘත පුඩුවක් දිගේ විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍ර ශක්තියේ සංසරණය ශුන්‍ය වේ.

ක්ෂේත්ර විභවය. ඕනෑම විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රයක ආරෝපිත ශරීරයක් එක් ලක්ෂ්‍යයක සිට තවත් ස්ථානයකට ගෙන යන විට එය ඒකාකාර ක්ෂේත්‍රයක ක්‍රියාකාරිත්වය මෙන් ගමන් පථයේ හැඩය මත රඳා නොපවතී. සංවෘත ගමන් මාර්ගයක, විද්යුත්ස්ථිති ක්ෂේත්රයේ කාර්යය සෑම විටම ශුන්ය වේ. මෙම දේපල සහිත ක්ෂේත්ර විභව ලෙස හැඳින්වේ. විශේෂයෙන්ම, ලක්ෂ්ය ආරෝපණයක විද්යුත්ස්ථිතික ක්ෂේත්රය විභව චරිතයක් ඇත.
විභව ක්ෂේත්‍රයක කාර්යය විභව ශක්තියේ වෙනසක් අනුව ප්‍රකාශ කළ හැක. සූත්‍රය ඕනෑම විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රයක් සඳහා වලංගු වේ.

7-11 තීව්‍රතාවයකින් යුත් ඒකාකාර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක ක්ෂේත්‍ර රේඛා යම් ප්‍රදේශයක් S විනිවිද යන්නේ නම්, තීව්‍රතා දෛශිකයේ ප්‍රවාහය (පෙර අපි එම ප්‍රදේශය හරහා ක්ෂේත්‍ර රේඛා ගණන ලෙස හැඳින්වුවෙමු) සූත්‍රය මගින් තීරණය කරනු ලැබේ:

En යනු දෛශිකයේ ගුණිතය වන අතර දී ඇති ප්‍රදේශයකට සාමාන්‍ය වේ (රූපය 2.5).

සහල්. 2.5

පෘෂ්ඨය S හරහා ගමන් කරන බල රේඛා මුළු සංඛ්යාව මෙම පෘෂ්ඨය හරහා FU තීව්රතා දෛශිකයේ ප්රවාහය ලෙස හැඳින්වේ.

දෛශික ආකාරයෙන්, අපට දෛශික දෙකක අදිශ ගුණිතය ලිවිය හැක, එහිදී දෛශිකය .

මේ අනුව, දෛශික ප්‍රවාහය අදිශයක් වන අතර, එය α කෝණයේ අගය අනුව ධන හෝ ඍණ විය හැක.

රූප සටහන 2.6 සහ 2.7 හි පෙන්වා ඇති උදාහරණ දෙස බලමු.

	සහල්. 2.6	සහල්. 2.7

රූප සටහන 2.6 සඳහා A1 මතුපිට ධන ආරෝපණයකින් වට වී ඇති අතර මෙහි ගලායාම පිටතට යොමු කෙරේ, i.e. A2 මතුපිට සෘණ ආරෝපණයකින් වට වී ඇත, මෙහි එය අභ්‍යන්තරයට යොමු කෙරේ. පෘෂ්ඨය A හරහා සම්පූර්ණ ප්රවාහය ශුන්ය වේ.

රූප සටහන 2.7 සඳහා, මතුපිට ඇතුළත සම්පූර්ණ ආරෝපණය ශුන්ය නොවේ නම් ප්රවාහය ශුන්ය නොවේ. මෙම වින්‍යාසය සඳහා A මතුපිට හරහා ප්‍රවාහය ඍණ වේ (ක්ෂේත්‍ර රේඛා ගණන ගණන් කරන්න).

මේ අනුව, වෝල්ටීයතා දෛශිකයේ ප්රවාහය ආරෝපණය මත රඳා පවතී. ඔස්ට්‍රොග්‍රැඩ්ස්කි-ගවුස් ප්‍රමේයයේ තේරුම මෙයයි.

ගවුස් ප්‍රමේය

පර්යේෂණාත්මකව ස්ථාපිත කූලොම්බ් නියමය සහ සුපිරි ස්ථාන මූලධර්මය මඟින් රික්තයක් තුළ දී ඇති ආරෝපණ පද්ධතියක විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රය සම්පූර්ණයෙන් විස්තර කිරීමට හැකි වේ. කෙසේ වෙතත්, විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රයේ ගුණාංග තවත් සාමාන්‍ය ස්වරූපයෙන් ප්‍රකාශ කළ හැකිය, ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක කූලෝම් ක්ෂේත්‍රයක් පිළිබඳ අදහසට යොමු නොවී.

විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය සංලක්ෂිත නව භෞතික ප්‍රමාණයක් අපි හඳුන්වා දෙමු - විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය දෛශිකයේ ප්‍රවාහය Φ. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය නිර්මාණය වන අවකාශයේ තරමක් කුඩා ප්‍රදේශයක් ΔS පිහිටා තිබේවා. දෛශික මාපාංකය ප්‍රදේශය මගින් දෛශික මාපාංකයේ ගුණිතය සහ දෛශිකය අතර α කෝණයේ කෝසයින් සහ සාමාන්‍ය අඩවියට ΔS අඩවිය හරහා තීව්‍රතා දෛශිකයේ ප්‍රාථමික ප්‍රවාහය ලෙස හැඳින්වේ (රූපය 1.3.1):

අපි දැන් සමහර අත්තනෝමතික සංවෘත මතුපිටක් සලකා බලමු S. අපි මෙම පෘෂ්ඨය කුඩා ප්‍රදේශ ΔSi වලට බෙදුවහොත්, මෙම කුඩා ප්‍රදේශ හරහා ක්ෂේත්‍රයේ ප්‍රාථමික ප්‍රවාහ ΔΦi තීරණය කරන්න, ඉන්පසු ඒවා සාරාංශ කරන්න, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අපි ප්‍රවාහයේ Φ ලබා ගනිමු. සංවෘත මතුපිට S හරහා දෛශිකය (රූපය 1.3.2):

ගවුස්ගේ ප්‍රමේයයේ මෙසේ සඳහන් වේ.

අත්තනෝමතික සංවෘත මතුපිටක් හරහා විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය දෛශිකයේ ගලායාම මෙම පෘෂ්ඨයේ ඇතුළත පිහිටන ලද ආරෝපණවල වීජීය එකතුවට සමාන වන අතර එය විද්‍යුත් නියතය ε0 මගින් බෙදනු ලැබේ.

මෙහි R යනු ගෝලයේ අරය වේ. ගෝලාකාර පෘෂ්ඨයක් හරහා Φ ප්‍රවාහය E හි ගුණිතයට සහ ගෝල 4πR2 ප්‍රදේශයට සමාන වේ. එබැවින්,

දැන් අපි අත්තනෝමතික සංවෘත මතුපිට S සමඟ ලක්ෂ්ය ආරෝපණය වට කර R0 අරය සහායක ගෝලයක් සලකා බලමු (රූපය 1.3.3).

මුදුනේ කුඩා ඝන කෝණයක් ΔΩ සහිත කේතුවක් සලකා බලන්න. මෙම කේතුව ගෝලයේ කුඩා ප්‍රදේශයක් ΔS0 සහ මතුපිට S මත ΔS ප්‍රදේශයක් ඉස්මතු කරයි. මෙම ප්‍රදේශ හරහා ΔΦ0 සහ ΔΦ මූලික ප්‍රවාහයන් සමාන වේ. ඇත්තටම,

ඒ හා සමාන ආකාරයකින්, සංවෘත පෘෂ්ඨයක් S ලක්ෂ්ය ආරෝපණයක් ආවරණය නොකරන්නේ නම්, ප්රවාහය Φ = 0. එවැනි අවස්ථාවක් රූපයේ දැක්වේ. 1.3.2 ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ සියලුම බල රේඛා සංවෘත මතුපිට S හරහා සහ හරහා විනිවිද යයි. මතුපිට S ඇතුළත ආරෝපණ නොමැත, එබැවින් මෙම කලාපයේ ක්ෂේත්‍ර රේඛා කැඩී හෝ පැන නොයයි.

අත්තනෝමතික ආරෝපණ ව්‍යාප්තියකට ගවුස්ගේ ප්‍රමේයය සාමාන්‍යකරණය කිරීම සුපිරි ස්ථාන මූලධර්මයෙන් පහත දැක්වේ. ඕනෑම ආරෝපණ ව්‍යාප්තියක ක්ෂේත්‍රය ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණවල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රවල දෛශික එකතුවක් ලෙස නිරූපණය කළ හැක. අත්තනෝමතික සංවෘත මතුපිටක් හරහා ආරෝපණ පද්ධතියක ගලායාම Φ යනු තනි ආරෝපණවල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රවල ප්‍රවාහ Φi හි එකතුවයි. qi ආරෝපණය S මතුපිට ඇතුලේ නම්, මෙම ආරෝපණය මතුපිටින් පිටත නම්, එය ප්‍රවාහයට සමාන දායකත්වයක් සපයයි, එවිට ප්‍රවාහයට එහි විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ දායකත්වය ශුන්‍යයට සමාන වේ.

මේ අනුව, ගවුස්ගේ ප්රමේයය ඔප්පු වේ.

ගවුස්ගේ ප්‍රමේයය කූලොම්බ්ගේ නියමයේ සහ සුපිරි ස්ථානගත කිරීමේ මූලධර්මයේ ප්‍රතිඵලයකි. නමුත් අපි මෙම ප්‍රමේයේ අඩංගු ප්‍රකාශය මුල් ප්‍රවාදය ලෙස ගතහොත්, එහි ප්‍රතිවිපාකය වනුයේ Coulomb ගේ නියමයයි. එබැවින්, ගවුස්ගේ ප්‍රමේයය සමහර විට කූලොම්බ්ගේ නියමයේ විකල්ප සූත්‍රගත කිරීමක් ලෙස හැඳින්වේ.

ලබා දී ඇති ආරෝපණ ව්‍යාප්තියට යම් සමමිතියක් තිබේ නම් සහ ක්ෂේත්‍රයේ සාමාන්‍ය ව්‍යුහය කල්තියා අනුමාන කළ හැකි නම්, Gauss ප්‍රමේයය භාවිතා කරමින්, සමහර අවස්ථාවලදී ආරෝපිත ශරීරයක් වටා ඇති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය පහසුවෙන් ගණනය කළ හැකිය.

උදාහරණයක් ලෙස R අරය තුනී බිත්ති සහිත, හිස්, ඒකාකාරව ආරෝපිත දිගු සිලින්ඩරයක ක්ෂේත්රය ගණනය කිරීමේ ගැටලුවකි. මෙම ගැටලුව අක්ෂීය සමමිතිය ඇත. සමමිතිය හේතු නිසා, විද්යුත් ක්ෂේත්රය අරය දිගේ යොමු කළ යුතුය. එබැවින්, Gauss ගේ ප්රමේයය යෙදීම සඳහා, සමහර අරය r සහ දිග l හි කොක්සියල් සිලින්ඩරයක ස්වරූපයෙන් සංවෘත පෘෂ්ඨයක් S තෝරා ගැනීම යෝග්ය වේ, කෙළවර දෙකෙහිම වසා ඇත (රූපය 1.3.4).

r ≥ R සඳහා, තීව්‍රතා දෛශිකයේ සම්පූර්ණ ප්‍රවාහය සිලින්ඩරයේ පැති මතුපිට හරහා ගමන් කරනු ඇත, එහි ප්‍රදේශය 2πrl ට සමාන වේ, මන්ද පාද දෙකම හරහා ප්‍රවාහය ශුන්‍ය වේ. ගවුස්ගේ ප්‍රමේයය යෙදීමෙන් ලැබෙන්නේ:

මෙම ප්රතිඵලය ආරෝපිත සිලින්ඩරයේ R අරය මත රඳා නොපවතී, එබැවින් එය දිගු ඒකාකාරව ආරෝපිත සූත්රිකාවක ක්ෂේත්රයට ද අදාළ වේ.

ආරෝපිත සිලින්ඩරයක් තුළ ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය තීරණය කිරීම සඳහා, r නඩුව සඳහා සංවෘත මතුපිටක් තැනීම අවශ්‍ය වේ.< R. В силу симметрии задачи поток вектора напряженности через боковую поверхность гауссова цилиндра должен быть и в этом случае равен Φ = E 2πrl. Согласно теореме Гаусса, этот поток пропорционален заряду, оказавшемуся внутри замкнутой поверхности. Этот заряд равен нулю. Отсюда следует, что электрическое поле внутри однородно заряженного длинного полого цилиндра равно нулю.

ඒ හා සමානව, ආරෝපණ බෙදා හැරීම යම් ආකාරයක සමමිතියක් ඇති විට වෙනත් අවස්ථා ගණනාවකදී විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය තීරණය කිරීම සඳහා කෙනෙකුට ගවුස් ප්‍රමේයය යෙදිය හැකිය, නිදසුනක් ලෙස, මධ්‍යස්ථානය, තලය හෝ අක්ෂය පිළිබඳ සමමිතිය. මෙම එක් එක් අවස්ථාවෙහිදී, සුදුසු හැඩයේ සංවෘත Gaussian මතුපිටක් තෝරා ගැනීම අවශ්ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, මධ්‍යම සමමිතිය සම්බන්ධයෙන්, සමමිතික ලක්ෂ්‍යයේ කේන්ද්‍රය සහිත ගෝලයක ස්වරූපයෙන් ගවුසියන් මතුපිටක් තෝරා ගැනීම පහසුය. අක්ෂීය සමමිතිය සමඟ, සංවෘත මතුපිට කොක්සියල් සිලින්ඩරයක ස්වරූපයෙන් තෝරා ගත යුතුය, කෙළවර දෙකෙන්ම වසා ඇත (ඉහත සාකච්ඡා කළ උදාහරණයේ මෙන්). ආරෝපණ බෙදා හැරීමට සමමිතියක් නොමැති නම් සහ විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ සාමාන්‍ය ව්‍යුහය අනුමාන කළ නොහැකි නම්, ගවුස් ප්‍රමේයය යෙදීමෙන් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය තීරණය කිරීමේ ගැටලුව සරල කළ නොහැක.

සමමිතික ආරෝපණ ව්යාප්තිය පිළිබඳ තවත් උදාහරණයක් සලකා බලමු - ඒකාකාරව ආරෝපිත තලයක ක්ෂේත්රය තීරණය කිරීම (රූපය 1.3.5).

මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ගවුසියන් මතුපිට S තෝරා ගැනීම සුදුසුය, යම් දිගකින් යුත් සිලින්ඩරයක ස්වරූපයෙන්, කෙළවරේ වසා ඇත. සිලින්ඩරයේ අක්ෂය ආරෝපිත තලයට ලම්බකව යොමු කර ඇති අතර එහි කෙළවර එහි සිට එකම දුරින් පිහිටා ඇත. සමමිතිය හේතුවෙන්, ඒකාකාරව ආරෝපිත ගුවන් යානයක ක්ෂේත්‍රය සෑම තැනකම සාමාන්‍ය පරිදි යොමු කළ යුතුය. ගවුස්ගේ ප්‍රමේයය යෙදීමෙන් ලැබෙන්නේ:

මෙහි σ යනු මතුපිට ආරෝපණ ඝනත්වය, එනම් ඒකක ප්‍රදේශයකට ආරෝපණය වේ.

ඒකාකාරව ආරෝපිත තලයක විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය සඳහා ලැබෙන ප්‍රකාශනය සීමිත ප්‍රමාණයේ පැතලි ආරෝපිත ප්‍රදේශ සඳහා ද අදාළ වේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ක්ෂේත්රයේ ශක්තිය තීරණය කරන ස්ථානයේ සිට ආරෝපිත ප්රදේශයට ඇති දුර ප්රමාණය ප්රදේශයේ ප්රමාණයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය යුතුය.

සහ 7-11 සඳහා කාලසටහන්

1. ඒකාකාරව ආරෝපිත ගෝලාකාර පෘෂ්ඨයක් මගින් නිර්මාණය කරන ලද විද්යුත්ස්ථිති ක්ෂේත්රයේ තීව්රතාවය.

අරය R (රූපය 13.7) හි ගෝලාකාර පෘෂ්ඨයක් ඒකාකාරව බෙදා හරින ලද ආරෝපණ q රැගෙන යාමට ඉඩ දෙන්න, i.e. ගෝලයේ ඕනෑම ස්ථානයක මතුපිට ආරෝපණ ඝනත්වය සමාන වේ.

ඒ. අපි අපේ ගෝලාකාර පෘෂ්ඨය S සමමිතික පෘෂ්ඨයක් තුළ r>R අරය සමඟ වසා දමමු. S මතුපිට හරහා ආතති දෛශිකයේ ප්රවාහය සමාන වනු ඇත

ගවුස්ගේ ප්‍රමේයය ඇසුරිනි

එහෙයින්

c. අපි ආරෝපිත ගෝලාකාර පෘෂ්ඨයක් තුළ පිහිටා ඇති B ලක්ෂ්‍යය හරහා අඳින්නෙමු, r අරයේ S ගෝලයක්

2. පන්දුවේ විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රය.

පරිමාව ඝනත්වය සමග ඒකාකාරව ආරෝපණය කර ඇති R අරය සහිත බෝලයක් අපි ලබා ගනිමු.

ඕනෑම අවස්ථාවක A එහි මධ්‍යයේ (r>R) සිට r දුරින් පන්දුවට පිටතින් වැතිර සිටින අතර, එහි ක්ෂේත්‍රය පන්දුවේ මධ්‍යයේ පිහිටා ඇති ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණ ක්ෂේත්‍රයට සමාන වේ. එවිට පන්දුවෙන් පිටත

(13.10)

සහ එහි මතුපිට (r=R)

B ලක්ෂ්‍යයේ දී, එහි මධ්‍යයේ (r>R) සිට r දුරින් බෝලය ඇතුළත වැතිර සිටින විට, ක්ෂේත්‍රය තීරණය වන්නේ ගෝලය තුළ r අරය සහිත ආරෝපණයෙන් පමණි. මෙම ගෝලය හරහා ආතති දෛශිකයේ ප්රවාහය සමාන වේ

අනෙක් අතට, ගවුස්ගේ ප්රමේයය අනුව

එය පහත දැක්වෙන අවසාන ප්රකාශනයන් සංසන්දනය කිරීමෙන්

බෝලය තුළ ඇති පාර විද්‍යුත් නියතය කොහෙද. පන්දුවේ මැදට ඇති දුර මත ආරෝපිත ගෝලයක් මගින් නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍ර ශක්තියේ යැපීම පෙන්වා ඇත (රූපය 13.10)

R අරයේ හිස් සිලින්ඩරාකාර පෘෂ්ඨයක් නියත රේඛීය ඝනත්වයකින් ආරෝපණය වේ යැයි අපි උපකල්පනය කරමු.

අපි අරයේ කොක්සියල් සිලින්ඩරාකාර පෘෂ්ඨයක් අඳිමු.මෙම පෘෂ්ඨය හරහා ආතති දෛශිකයේ ගලායාම

ගවුස්ගේ ප්‍රමේයය ඇසුරිනි

අවසාන ප්‍රකාශන දෙකෙන් අපි ඒකාකාරව ආරෝපිත නූල් මගින් නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය තීරණය කරමු:

ගුවන් යානයට අසීමිත ප්‍රමාණය සහ ඒකක ප්‍රදේශයක ආරෝපණය σ ට සමාන වීමට ඉඩ දෙන්න. සමමිතියේ නීති වලින් එය අනුගමනය කරන්නේ ක්ෂේත්‍රය තලයට ලම්බකව සෑම තැනකම යොමු කර ඇති අතර වෙනත් බාහිර ආරෝපණ නොමැති නම්, තලයේ දෙපස ඇති ක්ෂේත්‍ර සමාන විය යුතුය. අපි ආරෝපිත තලයේ කොටසක් මනඃකල්පිත සිලින්ඩරාකාර පෙට්ටියකට සීමා කරමු, එවිට පෙට්ටිය අඩකින් කපා එහි සංඝටක ලම්බක වන අතර, S ප්රදේශයක් සහිත පාද දෙක, ආරෝපිත තලයට සමාන්තර වේ (රූපය 1.10).

සම්පූර්ණ දෛශික ප්රවාහය; ආතතිය පළමු පාදයේ S ප්‍රදේශයෙන් ගුණ කරන ලද දෛශිකයට සමාන වන අතර ප්‍රතිවිරුද්ධ පාදය හරහා දෛශිකයේ ප්‍රවාහය ද වේ. සිලින්ඩරයේ පැත්තේ මතුපිට හරහා ආතති ප්රවාහය ශුන්ය වේ, මන්ද ආතති රේඛා ඒවා ඡේදනය නොකරයි. මේ අනුව, අනෙක් අතට, ගවුස්ගේ ප්රමේයය අනුව

එහෙයින්

නමුත් එවිට අනන්ත ඒකාකාරව ආරෝපිත තලයක ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය සමාන වේ

මෙම ප්‍රකාශනයේ ඛණ්ඩාංක ඇතුළත් නොවේ, එබැවින් විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රය ඒකාකාරී වන අතර ක්ෂේත්‍රයේ ඕනෑම ස්ථානයක එහි තීව්‍රතාවය සමාන වේ.

5. එකම ඝනත්වයකින් ප්‍රතිවිරුද්ධව ආරෝපණය වූ අනන්ත සමාන්තර තල දෙකකින් නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය.

රූප සටහන 13.13 සිට දැකිය හැකි පරිදි, මතුපිට ආරෝපණ ඝනත්වය සහිත අනන්ත සමාන්තර තල දෙකක් අතර ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය සහ තහඩු මගින් නිර්මාණය කරන ලද ක්ෂේත්‍ර ශක්තියේ එකතුවට සමාන වේ, i.e.

මේ අනුව,

තහඩුවෙන් පිටත, ඔවුන්ගෙන් එක් එක් දෛශික ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට යොමු කර එකිනෙකා අවලංගු කරයි. එබැවින්, තහඩු අවට අවකාශයේ ක්ෂේත්ර ශක්තිය ශුන්ය E=0 වනු ඇත.

12. ඒකාකාරව ආරෝපිත ගෝලයක ක්ෂේත්‍රය.

ආරෝපණය මගින් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය නිර්මාණය වීමට ඉඩ දෙන්න ප්‍රශ්නය, අරය ගෝලයක මතුපිට ඒකාකාරව බෙදා හරිනු ලැබේ ආර්(රූපය 190). දුරින් පිහිටි අත්තනෝමතික ස්ථානයක ක්ෂේත්ර විභවය ගණනය කිරීම සඳහා ආර්ගෝලයේ කේන්ද්‍රයේ සිට, දී ඇති ලක්ෂ්‍යයක සිට අනන්තය දක්වා ඒකක ධන ආරෝපණයක් ගෙන යාමේදී ක්ෂේත්‍රය විසින් කරන ලද කාර්යය ගණනය කිරීම අවශ්‍ය වේ. මින් පෙර, ඒකාකාරව ආරෝපිත ගෝලයක ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය, ගෝලයේ මධ්‍යයේ පිහිටා ඇති ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණ ක්ෂේත්‍රයට සමාන බව අපි ඔප්පු කළෙමු. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, ගෝලයෙන් පිටත, ගෝලයේ ක්ෂේත්‍ර විභවය ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක ක්ෂේත්‍ර විභවය සමඟ සමපාත වේ.

φ (ආර්)=ප්‍රශ්නය 4πε 0ආර් . (1)

විශේෂයෙන්, ගෝලයේ මතුපිට විභවය සමාන වේ φ 0=ප්‍රශ්නය 4πε 0ආර්. ගෝලය තුළ විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රයක් නොමැත, එබැවින් ගෝලය තුළ පිහිටා ඇති අත්තනෝමතික ලක්ෂ්‍යයක සිට එහි මතුපිටට ආරෝපණයක් ගෙන යාමට සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍ය වේ. ඒ= 0, එබැවින් මෙම ලක්ෂ්ය අතර විභව වෙනස ද ශුන්ය වේ Δ φ = -ඒ= 0. ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, ගෝලය තුළ ඇති සියලුම ලක්ෂ්‍ය එහි මතුපිට විභවය සමඟ සමපාත වන එකම විභවයක් ඇත. φ 0=ප්‍රශ්නය 4πε 0ආර් .

එබැවින්, ඒකාකාරව ආරෝපිත ගෝලයක ක්ෂේත්‍ර විභවය බෙදා හැරීමේ ස්වරූපය ඇත (රූපය 191)

φ (ආර්)=⎧⎩⎨ප්‍රශ්නය 4πε 0ආර්, npu ආර්<RQ 4πε 0ආර්, npu ආර්>ආර් . (2)

ගෝලය තුළ ක්ෂේත්‍රයක් නොමැති බවත්, විභවය ශුන්‍ය නොවන බවත් කරුණාවෙන් සලකන්න! මෙම උදාහරණය මඟින් විභවය තීරණය වන්නේ යම් ලක්ෂ්‍යයක සිට අනන්තය දක්වා වූ ක්ෂේත්‍රයේ අගය අනුව බව පැහැදිලි නිදර්ශනයකි.

ඩයිපෝල්.

පාර විද්යුත් ද්රව්යයක් (ඕනෑම ද්රව්යයක් වැනි) පරමාණු සහ අණු වලින් සමන්විත වේ. අණුවේ සියලුම න්යෂ්ටිවල ධන ආරෝපණය ඉලෙක්ට්රෝනවල සම්පූර්ණ ආරෝපණයට සමාන වන බැවින්, සමස්තයක් ලෙස අණුව විද්යුත් වශයෙන් මධ්යස්ථ වේ.

පාර විද්යුත් ද්රව්ය පළමු කණ්ඩායම(N 2, H 2, O 2, CO 2, CH 4, ...) ද්‍රව්‍ය වේ එහි අණු සමමිතික ව්යුහයක් ඇත, එනම්, බාහිර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් නොමැති විට ධන සහ සෘණ ආරෝපණවල "ගුරුත්වාකර්ෂණ" මධ්‍යස්ථාන සමපාත වන අතර, එබැවින් අණුවේ ද්විධ්‍රැව මොහොත ආර්ශුන්යයට සමාන වේ.අණුඑවැනි පාර විද්යුත් ද්රව්ය ලෙස හැඳින්වේ ධ්රැව නොවන.බාහිර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක බලපෑම යටතේ, ධ්‍රැවීය නොවන අණු වල ආරෝපණ ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට මාරු කරනු ලැබේ (ක්ෂේත්‍රය දිගේ ධනාත්මක, ක්ෂේත්‍රයට එරෙහිව සෘණ) සහ අණුව ඩයිපෝල් මොහොතක් ලබා ගනී.

උදාහරණයක් ලෙස, හයිඩ්රජන් පරමාණුවක්. ක්ෂේත්රයක් නොමැති විට, සෘණ ආරෝපණ ව්යාප්තියේ කේන්ද්රය ධන ආරෝපණයේ පිහිටීම සමග සමපාත වේ. ක්ෂේත්‍රය සක්‍රිය කළ විට, ධන ආරෝපණ ක්ෂේත්‍රයේ දිශාවට මාරු වේ, සෘණ ආරෝපණ ක්ෂේත්‍රයට එරෙහිව ගමන් කරයි (රූපය 6):

රූපය 6

ධ්‍රැවීය නොවන පාර විද්‍යුත් - ප්‍රත්‍යාස්ථ ඩයිපෝලයක ආකෘතිය (රූපය 7):

රූපය 7

මෙම ඩයිපෝලයේ ඩයිපෝල් මොහොත විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයට සමානුපාතික වේ

පාර විද්යුත් ද්රව්ය දෙවන කණ්ඩායම(H 2 O, NH 3, SO 2, CO,...) යනු අණු ඇති ද්‍රව්‍ය වේ. අසමමිතික ව්යුහය, i.e. ධන සහ ඍණ ආරෝපණවල "ගුරුත්වාකර්ෂණ" මධ්යස්ථාන සමපාත නොවේ. මේ අනුව, මෙම අණු බාහිර විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් නොමැති විට ද්වි ධ්රැව මොහොතක් ඇත. අණුඑවැනි පාර විද්යුත් ද්රව්ය ලෙස හැඳින්වේ ධ්රැවීය.කෙසේ වෙතත්, බාහිර ක්ෂේත්රයක් නොමැති විට, තාප චලිතය හේතුවෙන් ධ්‍රැවීය අණු වල ද්විධ්‍රැව අවස්ථා අහඹු ලෙස අභ්‍යවකාශයේ දිශානුගත වන අතර ඒවායේ ප්‍රතිඵලය වන මොහොත ශුන්‍ය වේ.. එවැනි පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක් බාහිර ක්ෂේත්‍රයක තැබුවහොත්, මෙම ක්ෂේත්‍රයේ බලවේග ක්ෂේත්‍රය දිගේ ඩයිපෝල කරකැවීමට නැඹුරු වන අතර ශුන්‍ය නොවන ව්‍යවර්ථයක් පැන නගී.

ධ්‍රැවීය - “+” ආරෝපණ මධ්‍යස්ථාන සහ “-” ආරෝපණ මධ්‍යස්ථාන විස්ථාපනය වේ, උදාහරණයක් ලෙස, ජල අණු H 2 O හි.

ධ්‍රැවීය පාර විද්‍යුත් දෘඩ ඩයිපෝලයක ආකෘතිය:

රූපය 8

අණුවේ ද්විධ්‍රැව මොහොත:

පාර විද්යුත් ද්රව්ය තුන්වන කණ්ඩායම(NaCl, KCl, KBr, ...) යනු අයනික ව්‍යුහයක් ඇති අණු සහිත ද්‍රව්‍ය වේ. අයනික ස්ඵටික යනු විවිධ සංඥා වල අයන නිතිපතා වෙනස් කිරීම සහිත අවකාශීය දැලිස් වේ. මෙම ස්ඵටිකවල තනි අණු හුදකලා කිරීමට නොහැකි නමුත් ඒවා එකිනෙකට තල්ලු කරන අයනික උපස්ථිති දෙකක පද්ධතියක් ලෙස සැලකිය හැකිය. අයනික ස්ඵටිකයකට විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් යොදන විට, ස්ඵටික දැලිස් වල යම් විරූපණයක් හෝ උපස්ථරවල සාපේක්ෂ විස්ථාපනයක් සිදු වන අතර, එය ද්වි ධ්‍රැව අවස්ථාවන්හි පෙනුමට හේතු වේ.

ආරෝපණ නිෂ්පාදනය | ප්‍රශ්නය| ඔහුගේ උරහිස මත dipole එල්විදුලි ලෙස හැඳින්වේ ද්වී ධ්රැව මොහොතේ:

පි=|ප්‍රශ්නය|එල්.

ඩයිපෝල් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය

කොහෙද ආර්- විදුලි ඩයිපෝල් මොහොත; ආර්- ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය අපට උනන්දුවක් දක්වන ස්ථානයට ඩයිපෝලයේ මධ්‍යයේ සිට අඳින ලද අරය දෛශිකයේ මොඩියුලය; α- අරය දෛශිකය අතර කෝණය ආර්සහ උරහිස එල් dipoles (රූපය 16.1).

ද්වි ධ්‍රැව අක්ෂය (α=0) මත පිහිටන ලක්ෂ්‍යයක ද්විධ්‍රැව ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය

සහ ද්වි ධ්‍රැව හස්තයට ලම්බකව පිහිටා ඇති ස්ථානයක, එහි මැද සිට ඉහළට () .

ඩයිපෝල් ක්ෂේත්‍ර විභවය

ඩයිපෝල් අක්ෂය මත පිහිටා ඇති ලක්ෂ්‍යයක ද්විධ්‍රැව ක්ෂේත්‍ර විභවය (α = 0),

සහ ද්වි ධ්‍රැව හස්තයට ලම්බකව පිහිටා ඇති ස්ථානයක, එහි මැද සිට ඉහළට () , φ = 0.

යාන්ත්රික මොහොත, විදුලි මොහොතක් සහිත ඩයිපෝලයක් මත ක්රියා කිරීම ආර්, තීව්රතාවයකින් යුත් ඒකාකාර විද්යුත් ක්ෂේත්රයක තබා ඇත ඊ,

එම්=[p;E](දෛශික ගුණ කිරීම), හෝ M=pEපාපය α ,

මෙහි α යනු දෛශිකවල දිශාවන් අතර කෝණයයි ආර්සහ ඊ.

· වත්මන් ශක්තිය මම (විදුලි ධාරාවේ ප්‍රමාණාත්මක මිනුමක් ලෙස ක්‍රියා කරයි) - ඒකක කාලයකට සන්නායකයක හරස්කඩ හරහා ගමන් කරන විද්‍යුත් ආරෝපණය මගින් තීරණය කරනු ලබන අදිශ භෞතික ප්‍රමාණයකි:

· වත්මන් ඝනත්වය - භෞතික ධාරාවේ දිශාවට ලම්බකව සන්නායකයක ඒකක හරස්කඩ ප්‍රදේශයක් හරහා ගමන් කරන ධාරාවේ ශක්තියෙන් තීරණය වන ප්‍රමාණය

- දෛශිකය, ධාරාවෙහි දිශාවට (එනම් දෛශිකයේ දිශාව) දිශානුගත වේ jධනාත්මක ආරෝපණ ඇණවුම් කළ චලනයේ දිශාව සමග සමපාත වේ.

වත්මන් ඝනත්වයේ ඒකකය වර්ග මීටරයකට ඇම්පියර් වේ (A/m2).

අත්තනෝමතික පෘෂ්ඨයක් හරහා වත්මන් ශක්තිය එස්දෛශිකයේ ප්රවාහය ලෙස අර්ථ දැක්වේ j, i.e.

· වත්මන් වාහකයන්ගේ සාමාන්ය වේගය සහ ඒවායේ සාන්ද්රණය අනුව වත්මන් ඝනත්වය සඳහා ප්රකාශනය

dt කාලය තුළ, ආරෝපණ වේදිකාව dS හරහා ගමන් කරනු ඇත, එයින් vdt ට වඩා වැඩි පරතරයක් ඇත (වේගය අනුව ආරෝපණ සහ වේදිකාව අතර දුර ප්‍රකාශනය)

dt තුළ dS හරහා ආරෝපණය dq

මෙහි q 0 යනු එක් වාහකයක ආරෝපණය වේ; n යනු ඒකක පරිමාවකට ගාස්තු ගණනයි (i.e.

සාන්ද්රණය): dS·v·dt - පරිමාව.

එබැවින්, ධාරා වාහකවල සාමාන්ය වේගය සහ ඒවායේ සාන්ද්රණය අනුව වත්මන් ඝනත්වය සඳහා ප්රකාශනය පහත දැක්වෙන ස්වරූපය ඇත:

· ඩී.සී.- කාලයත් සමඟ ශක්තිය සහ දිශාව වෙනස් නොවන ධාරාවක්.

කොහෙද q-කාලයත් සමඟ විදුලි ආරෝපණය ගමන් කිරීම ටීසන්නායකයේ හරස්කඩ හරහා. ධාරාවේ ඒකකය ඇම්පියර් (A) වේ.

· වත්මන් මූලාශ්රයේ බාහිර බලවේග සහ EMF

බාහිර බලවේග -ශක්තිය විද්‍යුත් ස්ථිතික නොවන සම්භවය,වත්මන් මූලාශ්රවලින් චෝදනා මත ක්රියා කිරීම.

විද්‍යුත් ආරෝපණ චලනය කිරීමට බාහිර බලවේග ක්‍රියා කරයි.

මෙම බලවේග විද්‍යුත් චුම්භක ස්වභාවයකි:

පරීක්ෂණ ගාස්තු q මාරු කිරීමේ ඔවුන්ගේ කාර්යය q ට සමානුපාතික වේ:

· ඒකක ධන ආරෝපණයක් චලනය කිරීමේදී බාහිර බලවේග විසින් සිදු කරන ලද කාර්යය මගින් තීරණය කරනු ලබන භෞතික ප්රමාණය හැඳින්වේවිද්යුත් චලන බලය (emf),පරිපථයේ ක්රියා කිරීම:

එහිදී e වත්මන් ප්‍රභවයේ විද්‍යුත් චලන බලය ලෙස හැඳින්වේ. “+” ලකුණ චලනය වන විට, ප්‍රභවය බාහිර බලවේගවල ක්‍රියාකාරිත්වයේ දිශාවට (සෘණ තහඩුවේ සිට ධනාත්මක දක්වා), “-” - ප්‍රතිවිරුද්ධ අවස්ථාවට යන විට අවස්ථාවට අනුරූප වේ.

· පරිපථ අංශයක් සඳහා ඕම්ගේ නියමය

විද්‍යුත් ආරෝපණ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේ මූලික නියමය 1785 දී චාල්ස් කූලොම්බ් විසින් පර්යේෂණාත්මකව සොයා ගන්නා ලදී. කූලොම්බ් ඒක හොයාගත්තා කුඩා ආරෝපිත ලෝහ බෝල දෙකක් අතර අන්තර්ක්‍රියා බලය දුර වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ ඒවා අතර සහ ආරෝපණවල විශාලත්වය මත රඳා පවතී සහ :

,

කොහෙද -සමානුපාතික සාධකය
.

චෝදනා මත ක්‍රියා කරන බලවේග, වේ මධ්යම , එනම්, ඔවුන් ආරෝපණ සම්බන්ධ කරන සරල රේඛාව ඔස්සේ යොමු කරනු ලැබේ.

කූලොම්බ්ගේ නීතියලියා තැබිය හැක දෛශික ආකාරයෙන්:
,

කොහෙද -ආරෝපණ පැත්ත ,

- ආරෝපණය සම්බන්ධ කරන අරය දෛශිකය ආරෝපණය සහිතව ;

- අරය දෛශිකයේ මොඩියුලය.

චෝදනාව මත ක්‍රියා කරන බලය පිටත සිට සමානයි
,
.

මෙම ආකෘතියේ කූලොම්බ්ගේ නීතිය

සාධාරණ ලක්ෂ්ය විද්යුත් ආරෝපණ අන්තර් ක්රියාකාරීත්වය සඳහා පමණි, එනම්, රේඛීය මානයන් අතර ඇති දුර හා සැසඳීමේ දී නොසලකා හැරිය හැකි එවැනි ආරෝපිත ශරීර.

අන්තර් ක්රියාකාරිත්වයේ ශක්තිය ප්රකාශ කරයිස්ථාවර විද්‍යුත් ආරෝපණ අතර, එනම් මෙය විද්‍යුත් ස්ථිතික නියමයයි.

කූලොම්බ්ගේ නීතිය සකස් කිරීම:

ලක්ෂ්‍ය දෙකක විද්‍යුත් ආරෝපණ අතර විද්‍යුත් ස්ථිතික අන්තර්ක්‍රියා වල බලය ආරෝපණවල විශාලත්වයේ ගුණිතයට සෘජුව සමානුපාතික වන අතර ඒවා අතර ඇති දුරේ වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ..

සමානුපාතික සාධකය කූලොම්බ් නීතියේ රඳා පවතී

පරිසරයේ ගුණාංග වලින්

සූත්‍රයට ඇතුළත් ප්‍රමාණ මැනීමේ ඒකක තෝරා ගැනීම.

ඒක තමයි සම්බන්ධතාවය මගින් නිරූපණය කළ හැකිය
,

කොහෙද -සංගුණකය රඳා පවතින්නේ මිනුම් ඒකක පද්ධතියේ තේරීම මත පමණි;

- මාධ්‍යයේ විද්‍යුත් ගුණාංග සංලක්ෂිත මාන රහිත ප්‍රමාණයක් ලෙස හැඳින්වේ මාධ්‍යයේ සාපේක්ෂ පාර විද්‍යුත් නියතය . එය මිනුම් ඒකක පද්ධතියේ තේරීම මත රඳා නොපවතින අතර රික්තයක එකකට සමාන වේ.

එවිට කූලොම්බ්ගේ නීතිය ස්වරූපය ගනී:
,

රික්තය සඳහා
,

ඉන්පසු
-මාධ්‍යයක සාපේක්ෂ පාර විද්‍යුත් නියතය මඟින් දී ඇති මාධ්‍යයක ලක්ෂ්‍ය දෙකක විද්‍යුත් ආරෝපණ අතර අන්තර්ක්‍රියා බලය කොපමණ වාර ගණනක් ද යන්න පෙන්වයි. සහ , එකිනෙකින් දුරින් පිහිටා ඇත , රික්තකයකට වඩා අඩුය.

SI පද්ධතිය තුළසංගුණකය
, සහ

කූලොම්බ්ගේ නීතියේ ස්වරූපය ඇත:
.

මෙය නීතියේ තාර්කික අංකනය කේඅල්ලා.

- විද්යුත් නියත,
.

SGSE පද්ධතිය තුළ
,
.

දෛශික ආකාරයෙන්, Coulomb ගේ නියමයස්වරූපය ගනී

කොහෙද -ආරෝපණය මත ක්‍රියා කරන බලයේ දෛශිකය ආරෝපණ පැත්ත ,

- ආරෝපණය සම්බන්ධ කරන අරය දෛශිකය ආරෝපණය සහිතව

ආර්- අරය දෛශිකයේ මාපාංකය .

ඕනෑම ආරෝපිත ශරීරයක් බොහෝ ලක්ෂ්‍ය විද්‍යුත් ආරෝපණ වලින් සමන්විත වේ, එබැවින් එක් ආරෝපිත ශරීරයක් තවත් මත ක්‍රියා කරන විද්‍යුත් ස්ථිතික බලය පළමු සිරුරේ එක් එක් ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණය මගින් දෙවන සිරුරේ සියලුම ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණ සඳහා යොදන බලවේගවල දෛශික එකතුවට සමාන වේ.

1.3. විදුලි ක්ෂේත්රය. ආතතිය.

අවකාශය,එහි විද්‍යුත් ආරෝපණය නිශ්චිතව පවතී භෞතික ගුණාංග.

උවමනාවක් වුනොත්තවත් මෙම අවකාශයට හඳුන්වා දුන් ආරෝපණය විද්‍යුත් ස්ථිතික කූලොම්බ් බලවේග මගින් ක්‍රියා කරයි.

අභ්‍යවකාශයේ සෑම ලක්ෂයකම බලයක් ක්‍රියා කරන්නේ නම්, එම අවකාශයේ බල ක්ෂේත්‍රයක් පවතින බව කියනු ලැබේ.

ක්ෂේත්රය, පදාර්ථය සමග, පදාර්ථයේ ආකාරයකි.

ක්ෂේත්‍රය නිශ්චල නම්, එනම් කාලයත් සමඟ වෙනස් නොවේ නම් සහ ස්ථාවර විද්‍යුත් ආරෝපණ මගින් නිර්මාණය වේ නම්, එවැනි ක්ෂේත්‍රයක් විද්‍යුත් ස්ථිතික ලෙස හැඳින්වේ.

විද්‍යුත් ස්ථිතික විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍ර සහ ස්ථාවර ආරෝපණවල අන්තර්ක්‍රියා පමණක් අධ්‍යයනය කරයි.

විද්යුත් ක්ෂේත්රය ගුනාංගීකරනය කිරීම සඳහා, තීව්රතාවය පිළිබඳ සංකල්පය හඳුන්වා දෙනු ලැබේ . ආතතියවිද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ එක් එක් ලක්ෂ්‍යයේ yu දෛශිකය ලෙස හැඳින්වේ , සංඛ්‍යාත්මකව මෙම ක්ෂේත්‍රය යම් ලක්ෂ්‍යයක තබා ඇති පරීක්ෂණ ධන ආරෝපණයක් මත ක්‍රියා කරන බලයේ අනුපාතයට සහ මෙම ආරෝපණයේ විශාලත්වයට සමාන වන අතර බලයේ දිශාවට යොමු කෙරේ.

පරීක්ෂණ ගාස්තු, ක්ෂේත්‍රයට හඳුන්වා දී ඇති, ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක් ලෙස උපකල්පනය කරන අතර බොහෝ විට පරීක්ෂණ ගාස්තු ලෙස හැඳින්වේ.

- ඔහු ක්ෂේත්‍රය නිර්මාණය කිරීමට සහභාගී නොවේ, එහි ආධාරයෙන් මනිනු ලැබේ.

මෙම චෝදනාව යැයි උපකල්පනය කෙරේ අධ්‍යයනය කරන ක්ෂේත්‍රය විකෘති නොකරයි, එනම්, එය ප්රමාණවත් තරම් කුඩා වන අතර ක්ෂේත්රය නිර්මාණය කරන ගාස්තු නැවත බෙදා හැරීමක් සිදු නොවේ.

පරීක්ෂණ ලක්ෂ්‍ය ගාස්තුවක් මත නම් ක්ෂේත්රය බලහත්කාරයෙන් ක්රියා කරයි , එවිට ආතතිය
.

ආතති ඒකක:

SI:

SSSE:

SI පද්ධතිය තුළ ප්රකාශනය සදහා ලක්ෂ්ය ආරෝපණ ක්ෂේත්ර:

.

දෛශික ආකාරයෙන්:

මෙතන - ආරෝපණයෙන් අඳින ලද අරය දෛශිකය q, දී ඇති ලක්ෂ්‍යයක ක්ෂේත්‍රයක් නිර්මාණය කිරීම.

ටී
මේ ක්රමයෙන් ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය දෛශිකq ක්ෂේත්රයේ සෑම ස්ථානයකම රේඩියල් ලෙස යොමු කෙරේ(රූපය 1.3)

- ආරෝපණයෙන්, එය ධනාත්මක නම්, "මූලාශ්රය"

- සහ එය සෘණ නම් ආරෝපණයට"කාණු"

චිත්රක අර්ථ නිරූපණය සඳහාවිද්යුත් ක්ෂේත්රය හඳුන්වා දෙනු ලැබේ බල රේඛාවක් පිළිබඳ සංකල්පය හෝආතති රේඛා . මෙය

වක්රය , ආතති දෛශිකය සමඟ සමපාත වන එක් එක් ලක්ෂ්‍යයේ ස්පර්ශකය.

වෝල්ටීයතා රේඛාව ධන ආරෝපණයකින් ආරම්භ වන අතර ඍණ ආරෝපණයකින් අවසන් වේ.

ක්ෂේත්‍රයේ සෑම ලක්ෂයකම ආතති දෛශිකයට ඇත්තේ එක් දිශාවක් පමණක් බැවින් ආතති රේඛා ඡේදනය නොවේ.

ගාස්තු සංරක්ෂණය කිරීමේ නීතිය

විදුලි ආරෝපණ අතුරුදහන් වී නැවත දිස්විය හැක. කෙසේ වෙතත්, ප්රතිවිරුද්ධ සංඥා වල මූලික ආරෝපණ දෙකක් සෑම විටම දිස්වේ හෝ අතුරුදහන් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් සහ පොසිට්‍රෝනයක් (ධන ඉලෙක්ට්‍රෝනයක්) හමු වූ විට විනාශ වේ, i.e. උදාසීන ගැමා ෆෝටෝන බවට හැරේ. මෙම අවස්ථාවේදී, ආරෝපණ -e සහ +e අතුරුදහන් වේ. යුගල නිෂ්පාදනය නම් ක්‍රියාවලියකදී, පරමාණුක න්‍යෂ්ටියක ක්ෂේත්‍රයට ඇතුළු වන ගැමා ෆෝටෝනයක් අංශු යුගලයක් - ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් සහ පොසිට්‍රෝනයක් බවට පත් වී ආරෝපණ මතු වේ - ඊසහ + ඊ.

මේ අනුව, විද්යුත් වශයෙන් හුදකලා පද්ධතියක සම්පූර්ණ ආරෝපණය වෙනස් කළ නොහැක.මෙම ප්රකාශය හැඳින්වේ විදුලි ආරෝපණ සංරක්ෂණය පිළිබඳ නීතිය.

විද්‍යුත් ආරෝපණ සංරක්ෂණ නීතිය ආරෝපණයේ සාපේක්ෂතාවාදී විචල්‍යතාවයට සමීපව සම්බන්ධ වන බව සලකන්න. ඇත්ත වශයෙන්ම, ආරෝපණයේ විශාලත්වය එහි වේගය මත රඳා පවතී නම්, චලනය වන එක් ලකුණක ආරෝපණ සැකසීමෙන්, අපි හුදකලා පද්ධතියේ සම්පූර්ණ ආරෝපණය වෙනස් කරමු.

ආරෝපිත ශරීර එකිනෙකා සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කරයි, ආරෝපණ ප්‍රතික්ෂේප කිරීම සහ ආරෝපණ ආකර්ෂණය මෙන් නොව.

මෙම අන්තර්ක්‍රියාවේ නියමයේ නියම ගණිතමය ප්‍රකාශනය 1785 දී ප්‍රංශ භෞතික විද්‍යාඥ C. Coulomb විසින් පිහිටුවන ලදී. එතැන් සිට, ස්ථාවර විද්යුත් ආරෝපණ අන්තර් ක්රියා කිරීමේ නීතිය ඔහුගේ නම දරයි.

ආරෝපිත ශරීරයක්, අන්තර්ක්‍රියාකාරී සිරුරු අතර ඇති දුර හා සසඳන විට නොසලකා හැරිය හැකි මානයන් ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක් ලෙස ගත හැකිය. ඔහුගේ අත්හදා බැලීම්වල ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, කූලොම්බ් මෙසේ තහවුරු කළේය.

නිශ්චල ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණ දෙකක රික්තකයක අන්තර්ක්‍රියා බලය මෙම ආරෝපණවල ගුණිතයට සෘජුව සමානුපාතික වන අතර ඒවා අතර ඇති දුරෙහි වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. බලයේ "" දර්ශකය පෙන්නුම් කරන්නේ මෙය රික්තයක ආරෝපණ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේ බලය බවයි.

කූලොම්බ්ගේ නීතිය කිලෝමීටර කිහිපයක් දක්වා දුරින් වලංගු බව තහවුරු වී ඇත.

සමාන ලකුණක් තැබීම සඳහා, යම් සමානුපාතික සංගුණකයක් හඳුන්වා දීම අවශ්ය වේ, එහි අගය ඒකක පද්ධතිය තෝරා ගැනීම මත රඳා පවතී:

SI හි ආරෝපණය Cl වලින් මනිනු ලබන බව දැනටමත් සටහන් කර ඇත. කූලොම්බ්ගේ නීතියේ වම් පැත්තේ මානය දනී - බලයේ ඒකකය, දකුණු පැත්තේ මානය දනී - එබැවින් සංගුණකය කේමාන සහ සමාන හැරෙනවා. කෙසේ වෙතත්, SI හි මෙම සමානුපාතික සංගුණකය තරමක් වෙනස් ආකාරයකින් ලිවීම සිරිතකි:

එහෙයින්

ෆැරඩ් කොහෙද ( එෆ්) - විදුලි ධාරිතාව ඒකකය (3.3 වගන්තිය බලන්න).

ප්‍රමාණය විද්‍යුත් නියතය ලෙස හැඳින්වේ. මෙය සැබවින්ම බොහෝ විද්‍යුත් ගතික සමීකරණවල දක්නට ලැබෙන මූලික නියතයකි.

මේ අනුව, අදිශ ස්වරූපයෙන් කූලොම්බ්ගේ නියමයේ ස්වරූපය ඇත:

කූලොම්බ් නියමය දෛශික ආකාරයෙන් ප්‍රකාශ කළ හැක:

ආරෝපණය සම්බන්ධ කරන අරය දෛශිකය කොහෙද q 2ආරෝපණය සහිතව q 1,; - ආරෝපණය මත ක්‍රියා කරන බලය q 1ආරෝපණ පැත්ත q 2. ගාස්තුවකට q 2ආරෝපණ පැත්ත q 1බල ක්රියා (රූපය 1.1)

පළපුරුද්දෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ දී ඇති ආරෝපණ දෙකක් අසල වෙනත් ආරෝපණ තැබුවොත් අතර අන්තර්ක්‍රියා බලය වෙනස් නොවන බවයි.

D. Giancoli විසින් ද්රව්ය මත පදනම් වූ ප්රකාශන. "භෞතික විද්‍යාව වෙළුම් දෙකකින්" 1984 වෙළුම 2.

විදුලි ආරෝපණ අතර බලයක් ඇත. ආරෝපණ සහ අනෙකුත් සාධකවල විශාලත්වය මත රඳා පවතින්නේ කෙසේද?
මෙම ප්‍රශ්නය 1780 ගණන්වල ප්‍රංශ භෞතික විද්‍යාඥ චාල්ස් කූලොම්බ් (1736-1806) විසින් ගවේෂණය කරන ලදී. ඔහු ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය නිර්ණය කිරීම සඳහා කැවෙන්ඩිෂ් විසින් භාවිතා කරන ලද ආතති ශේෂයන් භාවිතා කළේය.
නූල් මත එල්ලා ඇති දණ්ඩක් අවසානයේ බෝලයකට ආරෝපණයක් යෙදුවහොත්, සැරයටිය තරමක් අපසරනය වී, නූල් ඇඹරී, නූල් භ්‍රමණ කෝණය ආරෝපණ අතර ක්‍රියා කරන බලයට සමානුපාතික වේ (ආතති ශේෂය ) මෙම උපකරණය භාවිතා කරමින්, Coulomb විසින් ආරෝපණ ප්රමාණය සහ ඒවා අතර ඇති දුර ප්රමාණය මත බලය රඳා පැවැත්ම තීරණය කළේය.

එකල ආරෝපණ ප්‍රමාණය නිවැරදිව තීරණය කිරීමට උපකරණ නොතිබූ නමුත් දන්නා ආරෝපණ අනුපාතයක් සහිත කුඩා බෝල සකස් කිරීමට Coulomb සමත් විය. ආරෝපිත සන්නායක බෝලයක් හරියටම එකම ආරෝපණය නොකළ බෝලයක් සමඟ ස්පර්ශ කළහොත්, සමමිතිය හේතුවෙන් පළමු පන්දුවේ ඇති ආරෝපණය බෝල දෙක අතර සමානව බෙදා හරිනු ඇතැයි ඔහු තර්ක කළේය.
මෙමගින් ඔහුට 1/2, 1/4, යනාදී ගාස්තු ලබාගැනීමේ හැකියාව ලැබුණි. මුල් එකෙන්.
ආරෝපණ ප්‍රේරණය හා සම්බන්ධ සමහර දුෂ්කරතා තිබියදීත්, එක් ආරෝපිත ශරීරයක් තවත් කුඩා ආරෝපිත ශරීරයක් මත ක්‍රියා කරන බලය ඒ සෑම එකකම විද්‍යුත් ආරෝපණයට සෘජුවම සමානුපාතික වන බව ඔප්පු කිරීමට කූලොම්බ් සමත් විය.
වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, මෙම ඕනෑම සිරුරක ආරෝපණය දෙගුණ කළහොත්, බලය ද දෙගුණ වේ; ශරීර දෙකේම ආරෝපණ එකවර දෙගුණ කළහොත්, බලය හතර ගුණයකින් වැඩි වනු ඇත. ශරීර අතර දුර නියතව පවතී නම් මෙය සත්‍යයකි.
සිරුරු අතර දුර වෙනස් කිරීමෙන්, කූලොම්බ් සොයාගත්තේ ඒවා අතර ක්‍රියා කරන බලය දුර වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වන බවයි: දුර දෙගුණ වුවහොත් බලය හතර ගුණයකින් අඩු වේ.

ඉතින්, Coulomb නිගමනය කළේ, එක් කුඩා ආරෝපිත ශරීරයක් (ඉතා මැනවින් ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයක්, එනම් අවකාශීය මානයන් නොමැති ද්‍රව්‍ය ලක්ෂ්‍යයක් වැනි ශරීරයක්) වෙනත් ආරෝපිත ශරීරයක් මත ක්‍රියා කරන බලය ඒවායේ ආරෝපණවල ගුණිතයට සමානුපාතික වේ. ප්‍රශ්නය 1 සහ ප්‍රශ්නය 2 සහ ඒවා අතර දුර වර්ග වලට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ:

මෙතන කේ- සමානුපාතික සංගුණකය.
මෙම සම්බන්ධතාවය Coulomb's නීතිය ලෙස හැඳින්වේ; එහි වලංගුභාවය කූලොම්බ්ගේ මුල් පිටපතට වඩා බොහෝ නිවැරදි, ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීමට අපහසු, ප්‍රවේශම් සහගත පරීක්ෂණ මගින් තහවුරු කර ඇත. ඝාතය 2 දැනට 10 -16 නිරවද්‍යතාවයකින් ස්ථාපිත කර ඇත, i.e. එය 2 ± 2×10 -16 ට සමාන වේ.

අපි දැන් නව ප්‍රමාණයක් - විද්‍යුත් ආරෝපණයක් සමඟ කටයුතු කරන බැවින්, සූත්‍රයේ නියත k එකකට සමාන වන පරිදි අපට මිනුම් ඒකකයක් තෝරා ගත හැකිය. ඇත්ත වශයෙන්ම, එවැනි ඒකක පද්ධතියක් මෑතක් වන තුරුම භෞතික විද්‍යාවේ බහුලව භාවිතා විය.

අපි කතා කරන්නේ විද්‍යුත් ස්ථිතික ආරෝපණ ඒකකය SGSE භාවිතා කරන CGS පද්ධතිය (සෙන්ටිමීටර-ග්‍රෑම්-තත්පරය) ගැන ය. නිර්වචනය අනුව, කුඩා ශරීර දෙකක්, 1 SGSE ආරෝපණයක් සහිත, එකිනෙකින් සෙන්ටිමීටර 1 ක දුරින් පිහිටා ඇති අතර, 1 ඩයින බලයක් සමඟ අන්තර් ක්රියා කරයි.

කෙසේ වෙතත්, දැන්, ආරෝපණ බොහෝ විට SI පද්ධතියේ ප්‍රකාශ වේ, එහි ඒකකය කූලෝම්බ් (C) වේ.
විද්‍යුත් ධාරාව සහ චුම්භක ක්ෂේත්‍රය අනුව කූලෝම්බ්‍රයක නිශ්චිත නිර්වචනය අපි පසුව ලබා දෙන්නෙමු.
SI පද්ධතියේ නියතය කේවිශාලත්වය ඇත කේ= 8.988×10 9 Nm 2 / Cl 2.

සාමාන්‍ය වස්තූන් (පනා, ප්ලාස්ටික් පාලකයන්, ආදිය) ඝර්ෂණය මගින් විද්‍යුත්කරණයේදී පැන නගින ආරෝපණ විශාලත්වය මයික්‍රොකොලොම්බ් හෝ ඊට අඩු (1 µC = 10 -6 C) වේ.
ඉලෙක්ට්‍රෝන ආරෝපණය (ඍණ) ආසන්න වශයෙන් 1.602×10 -19 C වේ. මෙය දන්නා කුඩාම ආරෝපණයයි; එය මූලික අර්ථයක් ඇති අතර සංකේතය මගින් නිරූපණය කෙරේ ඊ, එය බොහෝ විට මූලික ආරෝපණය ලෙස හැඳින්වේ.
ඊ= (1.6021892 ± 0.0000046)×10 -19 C, හෝ ඊ≈ 1.602×10 -19 Cl.

ශරීරයකට ඉලෙක්ට්‍රෝනයක කොටසක් ලබා ගැනීමට හෝ නැති කිරීමට නොහැකි බැවින්, සිරුරේ සම්පූර්ණ ආරෝපණය මූලික ආරෝපණයේ පූර්ණ සංඛ්‍යා ගුණාකාරයක් විය යුතුය. ඔවුන් පවසන්නේ ආරෝපණය ප්‍රමාණාත්මක වන බවයි (එනම් එයට ගත හැක්කේ විවික්ත අගයන් පමණි). කෙසේ වෙතත්, ඉලෙක්ට්රෝන ආරෝපණය සිට ඊඉතා කුඩා වේ, අපි සාමාන්‍යයෙන් මැක්‍රොස්කොපික් ආරෝපණවල විවික්ත බව නොදකිමු (1 µC ආරෝපණයක් ආසන්න වශයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන 10 13 ට අනුරූප වේ) සහ ආරෝපණය අඛණ්ඩ යැයි සලකමු.

Coulomb සූත්‍රය මගින් එක් ආරෝපණයක් තවත් ආරෝපණයක් මත ක්‍රියා කරන බලය සංලක්ෂිත වේ. මෙම බලය ආරෝපණ සම්බන්ධ කරන රේඛාව ඔස්සේ යොමු කෙරේ. ආරෝපණ වල සංඥා සමාන නම්, ආරෝපණ මත ක්රියා කරන බලවේග ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට යොමු කෙරේ. ආරෝපණවල සංඥා වෙනස් නම්, ආරෝපණ මත ක්රියා කරන බලවේග එකිනෙකා දෙසට යොමු කෙරේ.
නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමයට අනුකූලව, එක් ආරෝපණයක් තවත් ආරෝපණයක් මත ක්‍රියා කරන බලය විශාලත්වයෙන් සමාන වන අතර පළමු ආරෝපණය ක්‍රියා කරන බලයට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට සමාන වන බව සලකන්න.
Coulomb ගේ නියමය නිව්ටන්ගේ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය හා සමානව දෛශික ආකාරයෙන් ලිවිය හැක:

කොහෙද එෆ් 12 - ආරෝපණය මත ක්රියා කරන බලයේ දෛශිකය ප්‍රශ්නය 1 ආරෝපණ පැත්ත ප්‍රශ්නය 2,
- ගාස්තු අතර දුර,
- ඒකක දෛශිකය වෙතින් යොමු කෙරේ ප්‍රශ්නය 2 කි ප්‍රශ්නය 1.
සූත්‍රය අදාළ වන්නේ ඒවායේ මානයන්ට වඩා සැලකිය යුතු තරම් විශාල වන ශරීර අතර ඇති දුර සඳහා පමණක් බව මතක තබා ගත යුතුය. ඉතා මැනවින්, මේවා ලක්ෂ්ය ගාස්තු වේ. සීමිත ප්‍රමාණයේ ශරීර සඳහා, දුර ගණනය කරන්නේ කෙසේද යන්න සැමවිටම පැහැදිලි නැත ආර්ඒවා අතර, විශේෂයෙන්ම ආරෝපණ බෙදා හැරීම ඒකාකාරී නොවිය හැක. ශරීර දෙකම ඒකාකාර ආරෝපණ ව්‍යාප්තියක් සහිත ගෝල නම්, එසේ නම් ආර්යන්නෙන් අදහස් වන්නේ ගෝලවල මධ්‍යස්ථාන අතර දුරයි. එක් ආරෝපණයකින් දී ඇති ආරෝපණයක් මත ක්‍රියා කරන බලය සූත්‍රය මගින් තීරණය කරන බව ද වටහා ගැනීම වැදගත්ය. පද්ධතියට ආරෝපිත ශරීර කිහිපයක් (හෝ බොහෝ) ඇතුළත් වේ නම්, දී ඇති ආරෝපණයක් මත ක්‍රියා කරන බලය ඉතිරි ආරෝපණවල කොටසෙහි ක්‍රියා කරන බලවේගවල ප්‍රතිඵලය (දෛශික එකතුව) වනු ඇත. Coulomb නීති සූත්‍රයේ k නියතය සාමාන්‍යයෙන් වෙනත් නියතයක් අනුව ප්‍රකාශ වේ. ε 0 , සම්බන්ධ වන ඊනියා විද්යුත් නියතය කේඅනුපාතය k = 1/(4πε 0). මෙය සැලකිල්ලට ගනිමින්, Coulomb ගේ නීතිය පහත පරිදි නැවත ලිවිය හැකිය:

කොහෙද අද ඉහලම නිරවද්‍යතාවයෙන්

හෝ වටකුරු

විද්‍යුත් චුම්භක න්‍යායේ අනෙකුත් බොහෝ සමීකරණ ලිවීම භාවිතා කිරීමෙන් සරල කර ඇත ε 0 , නිසා 4πඅවසාන ප්රතිඵලය බොහෝ විට කෙටි වේ. එබැවින්, අපි සාමාන්‍යයෙන් Coulomb's Law භාවිතා කරමු, උපකල්පනය කරන්නේ:

Coulomb ගේ නියමය විවේකයේදී ආරෝපණ දෙකක් අතර ක්‍රියා කරන බලය විස්තර කරයි. චෝදනා චලනය වන විට, ඒවා අතර අතිරේක බලවේග නිර්මාණය වේ, අපි ඊළඟ පරිච්ඡේදවල සාකච්ඡා කරනු ඇත. මෙහිදී සලකා බලනු ලබන්නේ විවේකයේ ගාස්තු පමණි; විදුලිය පිළිබඳ අධ්‍යයනයේ මෙම කොටස හැඳින්වේ විද්යුත්ස්ථිතික.

ඉදිරියට පැවැත්වේ. පහත ප්‍රකාශනය ගැන කෙටියෙන්:

විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය යනු විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ සංරචක දෙකෙන් එකකි, එය විද්‍යුත් ආරෝපණයක් සහිත ශරීර හෝ අංශු වටා පවතින දෛශික ක්ෂේත්‍රයකි, නැතහොත් චුම්බක ක්ෂේත්‍රය වෙනස් වන විට පැන නගී.

අදහස් සහ යෝජනා පිළිගන්නා අතර සාදරයෙන් පිළිගනිමු!

රික්තකයක නිශ්චල ලක්ෂ්‍ය විද්‍යුත් ආරෝපණ දෙකක් අතර අන්තර්ක්‍රියා බලය ඒවායේ මාපාංකවල ගුණිතයට සෘජුව සමානුපාතික වන අතර ඒවා අතර ඇති දුරෙහි වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.

Coulomb ගේ නියමය ප්‍රමාණාත්මකව ආරෝපිත ශරීරවල අන්තර්ක්‍රියා විස්තර කරයි. එය මූලික නීතියකි, එනම්, එය අත්හදා බැලීම් මගින් ස්ථාපිත කරන ලද අතර වෙනත් ස්වභාවධර්මයේ නීතියක් අනුගමනය නොකරයි. එය රික්තකයක ස්ථාවර ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණ සඳහා සකස් කර ඇත. යථාර්ථයේ දී, ලක්ෂ්ය ආරෝපණ නොපවතී, නමුත් ඒවා අතර ඇති දුර ප්රමාණයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස කුඩා වන ආරෝපණ එවැනි ලෙස සැලකිය හැකිය. වාතයේ අන්තර්ක්‍රියා බලය රික්තයේ අන්තර්ක්‍රියා බලයට වඩා වෙනස් නොවේ (එය දහසෙන් එකකට වඩා අඩුවෙන් දුර්වල වේ).

විදුලි ගාස්තුවිද්‍යුත් චුම්භක බල අන්තර්ක්‍රියා වලට ඇතුල් වීම සඳහා අංශු හෝ ශරීරවල ගුණය සංලක්ෂිත භෞතික ප්‍රමාණයකි.

නිශ්චල ආරෝපණවල අන්තර්ක්‍රියා නියමය ප්‍රථම වරට සොයාගනු ලැබුවේ ප්‍රංශ භෞතික විද්‍යාඥ C. Coulomb විසින් 1785 දී ය. Coulomb ගේ පර්යේෂණ වලදී, ඒවා අතර ඇති දුර ප්‍රමාණයට වඩා ඉතා කුඩා මානයන් ඇති බෝල අතර අන්තර්ක්‍රියා මනිනු ලැබිණි. එවැනි ආරෝපිත ශරීර සාමාන්යයෙන් හැඳින්වේ ලකුණු ගාස්තු.

බොහෝ අත්හදා බැලීම් මත පදනම්ව, Coulomb පහත සඳහන් නීතිය ස්ථාපිත කළේය:

රික්තකයක නිශ්චල ලක්ෂ්‍ය විද්‍යුත් ආරෝපණ දෙකක් අතර අන්තර්ක්‍රියා බලය ඒවායේ මාපාංකවල ගුණිතයට සෘජුව සමානුපාතික වන අතර ඒවා අතර ඇති දුරෙහි වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. එය ආරෝපණ සම්බන්ධ කරන සරල රේඛාව ඔස්සේ යොමු කර ඇති අතර, ආරෝපණ ප්රතිවිරුද්ධ නම් ආකර්ශනීය බලයක් වන අතර, ආරෝපණ සමාන නම් විකර්ෂක බලයකි.

අපි ආරෝපණ මොඩියුල දක්වන්නේ නම් | q 1 | සහ | q 2 |, එවිට Coulomb ගේ නීතිය පහත ආකාරයෙන් ලිවිය හැක:

\[ F = k \cdot \dfrac(\left|q_1 \right| \cdot \left|q_2 \right|)(r^2) \]

Coulomb ගේ නීතියේ සමානුපාතික සංගුණකය k ඒකක පද්ධතියේ තේරීම මත රඳා පවතී.

\[ k=\frac(1)(4\pi \varepsilon _0) \]

කූලොම්බ්ගේ නීතියේ සම්පූර්ණ සූත්රය:

\[ F = \dfrac(\left|q_1 \right|\left|q_2 \right|)(4 \pi \varepsilon_0 \varepsilon r^2) \]

\(F\) - Coulomb Force

\(q_1 q_2 \) - ශරීරයේ විද්‍යුත් ආරෝපණය

\(r\) - ගාස්තු අතර දුර

\(\varepsilon_0 = 8.85*10^(-12)\)- විදුලි නියතය

\(\varepsilon \) - මාධ්‍යයේ පාර විද්‍යුත් නියතය

\(k = 9*10^9 \) - Coulomb ගේ නීතියේ සමානුපාතික සංගුණකය

අන්තර් ක්රියාකාරී බලවේග නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමයට කීකරු වේ: \(\vec(F)_(12)=\vec(F)_(21) \). ඒවා එකම ආරෝපණ සහිත විකර්ෂක බලවේග සහ විවිධ සලකුණු සහිත ආකර්ෂණීය බලවේග වේ.

විද්‍යුත් ආරෝපණය සාමාන්‍යයෙන් q හෝ Q අක්ෂර වලින් දැක්වේ.

දන්නා සියලුම පර්යේෂණාත්මක කරුණු වල සම්පූර්ණත්වය පහත නිගමන උකහා ගැනීමට අපට ඉඩ සලසයි:

විද්‍යුත් ආරෝපණ වර්ග දෙකක් ඇත, සම්ප්‍රදායිකව ධන සහ සෘණ ලෙස හැඳින්වේ.

ගාස්තු එක් ශරීරයකින් තවත් ශරීරයකට මාරු කළ හැකිය (උදාහරණයක් ලෙස, සෘජු ස්පර්ශයකින්). ශරීර ස්කන්ධය මෙන් නොව, විද්‍යුත් ආරෝපණය ලබා දී ඇති ශරීරයක අනිවාර්ය ලක්ෂණයක් නොවේ. විවිධ තත්වයන් යටතේ එකම ශරීරයට වෙනස් ආරෝපණයක් තිබිය හැකිය.

ආරෝපණ ආකර්ශනය මෙන් නොව, ආරෝපණ විකර්ෂණය කරන්නාක් මෙන්. මෙය විද්‍යුත් චුම්භක බල සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ බල අතර ඇති මූලික වෙනස ද හෙළි කරයි. ගුරුත්වාකර්ෂණ බල සෑම විටම ආකර්ෂණීය බලවේග වේ.

ස්ථාවර විද්‍යුත් ආරෝපණවල අන්තර්ක්‍රියා විද්‍යුත් ස්ථිතික හෝ කූලොම්බ් අන්තර්ක්‍රියා ලෙස හැඳින්වේ. Coulomb අන්තර්ක්‍රියා අධ්‍යයනය කරන විද්‍යුත් ගති විද්‍යාවේ ශාඛාව විද්‍යුත් ස්ථිතික ලෙස හැඳින්වේ.

Coulomb ගේ නීතිය ලක්ෂ්‍ය ආරෝපිත ශරීර සඳහා වලංගු වේ. ප්‍රායෝගිකව, ආරෝපිත ශරීරවල ප්‍රමාණය ඒවා අතර ඇති දුර ප්‍රමාණයට වඩා බෙහෙවින් කුඩා නම් කූලොම්බ්ගේ නීතිය හොඳින් තෘප්තිමත් වේ.

Coulomb ගේ නීතිය තෘප්තිමත් වීමට නම්, කොන්දේසි 3 ක් අවශ්ය බව සලකන්න:

• ගාස්තු වල නිරවද්‍යතාවය- එනම්, ආරෝපිත ශරීර අතර දුර ප්රමාණය ඔවුන්ගේ ප්රමාණයට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය.
• චෝදනාවල නිශ්චලතාව. එසේ නොමැති නම්, අතිරේක බලපෑම් බලාත්මක වේ: චලනය වන ආරෝපණයක චුම්බක ක්ෂේත්රය සහ වෙනත් චලන ආරෝපණයක් මත ක්රියා කරන අනුරූප අතිරේක Lorentz බලය.
• රික්තකයේ ආරෝපණ අන්තර්ක්‍රියා කිරීම.

ජාත්‍යන්තර SI පද්ධතිය තුළ, ආරෝපණ ඒකකය කූලොම්බ් (C) වේ.

Coulomb යනු 1 A ධාරාවකින් තත්පර 1 කින් සන්නායකයක හරස්කඩ හරහා ගමන් කරන ආරෝපණයකි. ධාරාවෙහි SI ඒකකය (ඇම්පියර්) යනු දිග, කාලය සහ ස්කන්ධය යන ඒකක සමඟ මූලික මිනුම් ඒකකය වේ.