படிக்கட்டுகள். நுழைவு குழு. பொருட்கள். கதவுகள். பூட்டுகள். வடிவமைப்பு

பாடம் தலைப்பு: "கூலம்பின் சட்டம்." கூலொம்பின் சட்டம் புள்ளியின் தொடர்புகளை அளவுகோலாக விவரிக்கிறது நிலையான கட்டணங்கள்- அதாவது, ஒருவருக்கொருவர் தொடர்புடைய நிலையான நிலையில் இருக்கும் கட்டணங்கள். இந்த தொடர்பு மின்னியல் அல்லது மின்னியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் இது மின்காந்த தொடர்புகளின் ஒரு பகுதியாகும்.

மின்காந்த தொடர்பு

நிச்சயமாக, கட்டணங்கள் இயக்கத்தில் இருந்தால், அவையும் தொடர்பு கொள்கின்றன. இந்த தொடர்பு காந்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் "காந்தவியல்" எனப்படும் இயற்பியல் பிரிவில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது.

"எலக்ட்ரோஸ்டேடிக்ஸ்" மற்றும் "காந்தவியல்" ஆகியவை இயற்பியல் மாதிரிகள் என்பதைப் புரிந்துகொள்வது மதிப்பு, மேலும் அவை ஒருவருக்கொருவர் தொடர்புடைய மொபைல் மற்றும் நிலையான கட்டணங்களின் தொடர்புகளை விவரிக்கின்றன. இவை அனைத்தும் சேர்ந்து மின்காந்த தொடர்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மின்காந்த தொடர்பு என்பது இயற்கையில் இருக்கும் நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளில் ஒன்றாகும்.

மின்சார கட்டணம்

அது என்ன மின் கட்டணம்? பாடப்புத்தகங்கள் மற்றும் இணையத்தில் உள்ள வரையறைகள் சார்ஜ் என்பது உடல்களின் மின்காந்த தொடர்புகளின் தீவிரத்தை வகைப்படுத்தும் ஒரு அளவிடல் அளவு என்று நமக்குக் கூறுகின்றன. அதாவது, மின்காந்த தொடர்பு என்பது கட்டணங்களின் தொடர்பு ஆகும், மேலும் மின்னூட்டம் என்பது மின்காந்த தொடர்புகளை வகைப்படுத்தும் அளவு. இது குழப்பமானதாகத் தெரிகிறது - இரண்டு கருத்துக்களும் ஒருவருக்கொருவர் வரையறுக்கப்படுகின்றன. கண்டுபிடிக்கலாம்!

மின்காந்த தொடர்பு இருப்பது ஒரு இயற்கை உண்மை, இது கணிதத்தில் ஒரு கோட்பாடு போன்றது. மக்கள் அதைக் கவனித்து அதை விவரிக்க கற்றுக்கொண்டனர். இதைச் செய்ய, இந்த நிகழ்வை (மின்சாரம் உட்பட) வகைப்படுத்தும் வசதியான அளவுகளை அவர்கள் அறிமுகப்படுத்தினர். கணித மாதிரிகள்(சூத்திரங்கள், சட்டங்கள், முதலியன) இந்த தொடர்புகளை விவரிக்கிறது.

கூலம்பின் சட்டம்

கூலம்பின் சட்டம் இதுபோல் தெரிகிறது:

ஒரு வெற்றிடத்தில் இரண்டு நிலையான புள்ளி மின் கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு விசை அவற்றின் மாடுலியின் பெருக்கத்திற்கு நேர் விகிதாசாரமாகவும் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும். இது சார்ஜ்களை இணைக்கும் நேர்கோட்டில் இயக்கப்படுகிறது, மேலும் மின்னூட்டங்கள் எதிர்மாறாக இருந்தால் கவர்ச்சிகரமான விசையாகவும், கட்டணங்கள் போல் இருந்தால் விரட்டும் விசையாகவும் இருக்கும்.

குணகம் கேகூலொம்பின் சட்டத்தில் எண்கள் சமமாக உள்ளது:

ஈர்ப்பு தொடர்புடன் ஒப்புமை

சட்டம் உலகளாவிய ஈர்ப்புகூறுகிறது: நிறை கொண்ட அனைத்து உடல்களும் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன. இந்த தொடர்பு ஈர்ப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, புவியீர்ப்பு விசையுடன் நாம் பூமியை ஈர்க்கிறோம் என்பது ஈர்ப்பு விசையின் ஒரு சிறப்பு நிகழ்வாகும். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, நமக்கும் பூமிக்கும் நிறை உள்ளது. ஈர்ப்பு விசையின் விசையானது ஊடாடும் உடல்களின் வெகுஜனங்களின் உற்பத்திக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும்.

குணகம் γ ஈர்ப்பு மாறிலி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

எண் அடிப்படையில் இது சமம்: .

நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, ஈர்ப்பு மற்றும் மின்னியல் தொடர்புகளை அளவுகோலாக விவரிக்கும் வெளிப்பாடுகளின் வகை மிகவும் ஒத்ததாக இருக்கும்.

இரண்டு வெளிப்பாடுகளின் எண்களும் இந்த வகையான தொடர்புகளை வகைப்படுத்தும் அலகுகளின் தயாரிப்பு ஆகும். புவியீர்ப்புக்கு - இவை வெகுஜனங்கள், மின்காந்தத்திற்கு - கட்டணங்கள். இரண்டு வெளிப்பாடுகளின் வகுத்தல் என்பது தொடர்பு பொருள்களுக்கு இடையிலான தூரத்தின் சதுரமாகும்.

தூரத்தின் சதுரத்துடன் தலைகீழ் உறவு பெரும்பாலும் பல இயற்பியல் விதிகளில் காணப்படுகிறது. இது பற்றி பேச அனுமதிக்கிறது பொதுவான முறை, இது விளைவின் அளவை தொடர்பு பொருள்களுக்கு இடையிலான தூரத்தின் சதுரத்துடன் தொடர்புபடுத்துகிறது.

ஈர்ப்பு, மின், காந்த இடைவினைகள், ஒலி விசை, ஒளி, கதிர்வீச்சு போன்றவற்றுக்கு இந்த விகிதாசாரம் செல்லுபடியாகும்.

விளைவின் பரவல் கோளத்தின் பரப்பளவு ஆரம் சதுரத்தின் விகிதத்தில் அதிகரிக்கிறது என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது (படம் 1 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 1. கோளங்களின் பரப்பளவை அதிகரித்தல்

ஒரு கோளத்தின் பரப்பளவு ஆரத்தின் சதுரத்திற்கு விகிதாசாரமாக இருப்பதை நீங்கள் நினைவில் கொண்டால் இது இயற்கையாக இருக்கும்:

உடல் ரீதியாக, இது ஒரு வெற்றிடத்தில் ஒருவருக்கொருவர் 1 மீ தொலைவில் அமைந்துள்ள 1 C இன் இரண்டு நிலையான புள்ளி கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு சக்தி 9·10 9 N க்கு சமமாக இருக்கும் (படம் 2 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 2. இருவருக்கு இடையேயான தொடர்பு சக்தி புள்ளி கட்டணங்கள் 1 வகுப்பில்

இந்த சக்தி மிகப்பெரியது என்று தோன்றுகிறது. ஆனால் அதன் வரிசை மற்றொரு பண்புடன் தொடர்புடையது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது மதிப்பு - கட்டணம் 1 சி அளவு. நடைமுறையில், நாம் தொடர்பு கொள்ளும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்கள் அன்றாட வாழ்க்கை, மைக்ரோ அல்லது நானோகூலோம்ப்களின் வரிசையின் கட்டணத்தைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

குணகம்மற்றும் மின் மாறிலி

சில நேரங்களில், ஒரு குணகத்திற்கு பதிலாக, மற்றொரு மாறிலி பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது மின்னியல் தொடர்புகளை வகைப்படுத்துகிறது, இது "மின்சார மாறிலி" என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது நியமிக்கப்பட்டுள்ளது. இது பின்வருமாறு குணகத்துடன் தொடர்புடையது:

எளிய கணித மாற்றங்களைச் செய்வதன் மூலம், நீங்கள் அதை வெளிப்படுத்தலாம் மற்றும் கணக்கிடலாம்:

இரண்டு மாறிலிகள், நிச்சயமாக, சிக்கல் புத்தக அட்டவணையில் உள்ளன. கூலோம்பின் சட்டம் பின்வரும் வடிவத்தை எடுக்கும்:

சில நுட்பமான புள்ளிகளுக்கு கவனம் செலுத்துவோம்.

என்பதை புரிந்து கொள்வது அவசியம் பற்றி பேசுகிறோம்இது தொடர்பு பற்றியது. அதாவது, நாம் இரண்டு கட்டணங்களை எடுத்துக் கொண்டால், அவை ஒவ்வொன்றும் மற்றொன்றில் சமமான அளவு விசையுடன் செயல்படும். புள்ளி கட்டணங்களை இணைக்கும் நேர்கோட்டில் இந்த சக்திகள் எதிர் திசைகளில் செலுத்தப்படும்.

கட்டணங்கள் ஒரே அடையாளமாக இருந்தால் (இரண்டும் நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை இரண்டும் (படம் 3 ஐப் பார்க்கவும்)) இருந்தால், அவற்றைக் கவரும். வெவ்வேறு அறிகுறிகள்(ஒன்று எதிர்மறை, மற்றொன்று நேர்மறை (படம் 4 ஐப் பார்க்கவும்)).

அரிசி. 3. போன்ற கட்டணங்களின் தொடர்பு

அரிசி. 4. வித்தியாசமான கட்டணங்களின் தொடர்பு

புள்ளி கட்டணம்

கூலொம்பின் சட்டத்தின் உருவாக்கம் "புள்ளி கட்டணம்" என்ற சொல்லைக் கொண்டுள்ளது. இதன் பொருள் என்ன? இயக்கவியலை நினைவில் கொள்வோம். உதாரணமாக, நகரங்களுக்கு இடையே ஒரு ரயிலின் இயக்கத்தைப் படிக்கும்போது, ​​அதன் அளவை நாங்கள் புறக்கணித்தோம். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ரயிலின் அளவு நகரங்களுக்கு இடையிலான தூரத்தை விட நூற்றுக்கணக்கான அல்லது ஆயிரக்கணக்கான மடங்கு சிறியது (படம் 5 ஐப் பார்க்கவும்). இந்த பிரச்சனையில் நாங்கள் ரயிலை பரிசீலித்தோம் "பொருள் புள்ளி" - ஒரு குறிப்பிட்ட சிக்கலைத் தீர்க்கும் கட்டமைப்பிற்குள் அதன் பரிமாணங்களை நாம் புறக்கணிக்கக்கூடிய ஒரு உடல்.

அரிசி. 5. ரயிலின் பரிமாணங்கள் இந்த வழக்கில்புறக்கணிப்பு

அதனால், புள்ளி கட்டணங்கள் ஆகும் பொருள் புள்ளிகள், ஒரு கட்டணம் உள்ளது.நடைமுறையில், கூலோம்பின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்களின் அளவை அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்துடன் ஒப்பிடுகையில் நாங்கள் புறக்கணிக்கிறோம். சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்களின் அளவுகள் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்துடன் ஒப்பிடப்பட்டால், உடல்களுக்குள் சார்ஜ் மறுபகிர்வு காரணமாக, மின்னியல் தொடர்பு மிகவும் சிக்கலானதாக இருக்கும்.

உச்சியில் வழக்கமான அறுகோணம்கட்டணங்கள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக பக்கத்தில் வைக்கப்படுகின்றன. அறுகோணத்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ள கட்டணத்தில் செயல்படும் சக்தியைக் கண்டறியவும் (படம் 6 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 6. பணி 1 இன் நிபந்தனைகளுக்கான வரைதல்

சிந்திப்போம்: அறுகோணத்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ள கட்டணம் அறுகோணத்தின் முனைகளில் அமைந்துள்ள ஒவ்வொரு கட்டணங்களுடனும் தொடர்பு கொள்ளும். அறிகுறிகளைப் பொறுத்து, இது ஒரு கவர்ச்சியான சக்தியாகவோ அல்லது விரட்டும் சக்தியாகவோ இருக்கும். கட்டணங்கள் 1, 2 மற்றும் 3 நேர்மறையாக இருப்பதால், மையத்தில் உள்ள மின்னூட்டம் மின்னியல் விலக்கத்தை அனுபவிக்கும் (படம் 7 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 7. மின்னியல் விலக்கம்

மற்றும் கட்டணங்கள் 4, 5 மற்றும் 6 (எதிர்மறை), மையத்தில் உள்ள மின்னூட்டம் ஒரு மின்னியல் ஈர்ப்பைக் கொண்டிருக்கும் (படம் 8 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 8. மின்னியல் ஈர்ப்பு

அறுகோணத்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ள மின்னூட்டத்தின் மீது செயல்படும் மொத்த விசையானது விசைகளின் விளைவாக இருக்கும் ,,,, மற்றும், ஒவ்வொன்றின் மாடுலஸ் கூலொம்பின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி கண்டறியலாம். சிக்கலைத் தீர்க்க ஆரம்பிக்கலாம்.

தீர்வு

மையத்தில் அமைந்துள்ள சார்ஜ் மற்றும் செங்குத்துகளில் உள்ள ஒவ்வொரு கட்டணங்களுக்கும் இடையிலான தொடர்புகளின் வலிமையானது கட்டணங்களின் அளவு மற்றும் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தைப் பொறுத்தது. செங்குத்துகளிலிருந்து வழக்கமான அறுகோணத்தின் மையத்திற்கு உள்ள தூரம் ஒன்றுதான், எங்கள் விஷயத்தில் ஊடாடும் கட்டணங்களின் தொகுதிகள் சமமாக இருக்கும் (படம் 9 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 9. ஒரு வழக்கமான அறுகோணத்தில் செங்குத்துகளிலிருந்து மையத்திற்கான தூரங்கள் சமமாக இருக்கும்

இதன் பொருள் அறுகோணத்தின் மையத்தில் உள்ள மின்னழுத்தத்திற்கும் செங்குத்துகளில் உள்ள கட்டணங்களுக்கும் இடையிலான அனைத்து தொடர்பு சக்திகளும் சம அளவில் இருக்கும். கூலம்பின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி, இந்த தொகுதியை நாம் காணலாம்:

ஒரு வழக்கமான அறுகோணத்தில் மையத்திலிருந்து உச்சிக்கு உள்ள தூரம் வழக்கமான அறுகோணத்தின் பக்கத்தின் நீளத்திற்கு சமம், இது நிபந்தனையிலிருந்து நமக்குத் தெரியும், எனவே:

இப்போது நாம் திசையன் தொகையைக் கண்டுபிடிக்க வேண்டும் - இதற்காக நாம் ஒரு ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பைத் தேர்வு செய்கிறோம்: அச்சு விசையுடன் உள்ளது, மற்றும் அச்சு செங்குத்தாக உள்ளது (படம் 10 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 10. அச்சுகள் தேர்வு

அச்சில் மொத்த கணிப்புகளைக் கண்டுபிடிப்போம் - அவை ஒவ்வொன்றின் தொகுதியையும் வெறுமனே குறிப்போம்.

சக்திகள் இரண்டும் அச்சுடன் இணைந்து இயக்கப்பட்டு அச்சுக்கு ஒரு கோணத்தில் இருப்பதால் (படம் 11 ஐப் பார்க்கவும்).

அச்சுக்கும் அவ்வாறே செய்வோம்:

"-" அடையாளம் என்பது சக்திகள் அச்சின் எதிர் திசையில் இயக்கப்படுவதால். அதாவது, நாம் தேர்ந்தெடுத்த அச்சில் உள்ள மொத்த விசையின் கணிப்பு 0 க்கு சமமாக இருக்கும். மொத்த விசையானது அச்சில் மட்டுமே செயல்படும் என்று மாறிவிடும் தொடர்பு சக்திகள் மற்றும் பதில் கிடைக்கும். மொத்த சக்தி இதற்கு சமமாக இருக்கும்:

பிரச்சனை தீர்ந்துவிட்டது.

மற்றொரு நுட்பமான விஷயம் இதுதான்: கூலம்பின் சட்டம், கட்டணங்கள் வெற்றிடத்தில் இருப்பதாகக் கூறுகிறது (படம் 12 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 12. வெற்றிடத்தில் கட்டணங்களின் தொடர்பு

இது மிகவும் முக்கியமான குறிப்பு. ஏனெனில் வெற்றிடத்தைத் தவிர வேறு சூழலில், மின்னியல் தொடர்புகளின் சக்தி பலவீனமடையும் (படம் 13 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 13. வெற்றிடத்தைத் தவிர வேறு ஒரு ஊடகத்தில் கட்டணங்களின் தொடர்பு

இந்த காரணியை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்கு, மின்னியல் மாதிரியில் ஒரு சிறப்பு மதிப்பு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, இது ஒரு "சுற்றுச்சூழலுக்கான திருத்தம்" செய்ய அனுமதிக்கிறது. இது ஊடகத்தின் மின்கடத்தா மாறிலி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது மின் மாறிலி போல, கிரேக்க எழுத்து "எப்சிலான்" மூலம் குறிக்கப்படுகிறது, ஆனால் ஒரு குறியீட்டு இல்லாமல்.

இந்த அளவின் இயற்பியல் பொருள் பின்வருமாறு.

வெற்றிடத்தைத் தவிர வேறு ஒரு ஊடகத்தில் இரண்டு நிலையான புள்ளி கட்டணங்களுக்கிடையேயான மின்னியல் தொடர்புகளின் விசை, வெற்றிடத்தில் அதே தூரத்தில் அதே கட்டணங்களின் தொடர்பு விசையை விட ε மடங்கு குறைவாக இருக்கும்.

எனவே, வெற்றிடத்தைத் தவிர வேறு ஒரு ஊடகத்தில், இரண்டு நிலையான புள்ளி கட்டணங்களுக்கிடையேயான மின்னியல் தொடர்புகளின் விசை இதற்கு சமமாக இருக்கும்:

மின்கடத்தா மாறிலி மதிப்புகள் பல்வேறு பொருட்கள்நீண்ட காலமாக கண்டுபிடிக்கப்பட்டு சிறப்பு அட்டவணைகளில் சேகரிக்கப்பட்டுள்ளன (படம் 14 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 14. சில பொருட்களின் மின்கடத்தா மாறிலி

சிக்கல்களைத் தீர்க்கும்போது நமக்குத் தேவையான பொருட்களின் மின்கடத்தா மாறிலியின் அட்டவணைப்படுத்தப்பட்ட மதிப்புகளை நாம் சுதந்திரமாகப் பயன்படுத்தலாம்.

சிக்கல்களைத் தீர்க்கும் போது, ​​மின்னியல் தொடர்புகளின் சக்தி ஒரு சாதாரண சக்தியாக இயக்கவியலின் சமன்பாடுகளில் கருதப்படுகிறது மற்றும் விவரிக்கப்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். பிரச்சனையை தீர்க்கலாம்.

ஒரே மாதிரியான சார்ஜ் செய்யப்பட்ட இரண்டு பந்துகள் ஒரு புள்ளியில் நிலையான அதே நீளமுள்ள நூல்களில் மின்கடத்தா மாறிலியுடன் ஒரு ஊடகத்தில் இடைநீக்கம் செய்யப்படுகின்றன. நூல்கள் ஒன்றுக்கொன்று செங்கோணத்தில் இருந்தால் பந்துகளின் சார்ஜ் மாடுலஸைத் தீர்மானிக்கவும் (படம் 15 ஐப் பார்க்கவும்). அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்துடன் ஒப்பிடும்போது பந்துகளின் அளவுகள் மிகக் குறைவு. பந்துகளின் நிறை சமம்.

அரிசி. 15. பிரச்சனை 2 க்கான வரைதல்

சிந்திப்போம்: ஒவ்வொரு பந்துகளிலும் மூன்று சக்திகள் செயல்படும் - ஈர்ப்பு; மின்னியல் தொடர்புகளின் விசை மற்றும் நூலின் பதற்றம் (படம் 16 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 16. பந்துகளில் செயல்படும் படைகள்

நிபந்தனையின்படி, பந்துகள் ஒரே மாதிரியானவை, அதாவது, அவற்றின் கட்டணங்கள் அளவு மற்றும் அடையாளம் இரண்டிலும் சமமாக இருக்கும், அதாவது இந்த வழக்கில் மின்னியல் தொடர்புகளின் சக்தி ஒரு விரட்டும் சக்தியாக இருக்கும் (படம் 16 இல், மின்னியல் தொடர்புகளின் சக்திகள் இயக்கப்படுகின்றன. உள்ளே வெவ்வேறு பக்கங்கள்) கணினி சமநிலையில் இருப்பதால், நியூட்டனின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்துவோம்:

மின்கடத்தா மாறிலி கொண்ட ஒரு ஊடகத்தில் பந்துகள் இடைநிறுத்தப்பட்டதாகவும், அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்துடன் ஒப்பிடும்போது பந்துகளின் அளவுகள் மிகக் குறைவாக இருப்பதாகவும் நிபந்தனை கூறுவதால், கூலோம்பின் விதியின்படி, பந்துகள் விரட்டும் விசை சமமாக இருக்கும். செய்ய:

தீர்வு

நியூட்டனின் முதல் விதியை ஆய அச்சுகளில் கணிப்புகளில் எழுதுவோம். அச்சை கிடைமட்டமாகவும், அச்சை செங்குத்தாகவும் இயக்குவோம் (படம் 17 ஐப் பார்க்கவும்).

COULLOMB'S LAW, மின்னியல் அடிப்படை விதிகளில் ஒன்று, இரண்டு நிலையான புள்ளி கட்டணங்கள் q 1 மற்றும் q 2 வெற்றிடத்தில் தொடர்பு சக்தியை தீர்மானிக்கிறது, அவற்றின் அளவுகள் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்துடன் ஒப்பிடும்போது மிகக் குறைவு. கூலொம்பின் சட்டம் வெளிப்பாட்டின் மூலம் வழங்கப்படுகிறது

எங்கே எஃப் 1.2- q 1 சார்ஜ் q 2 இல் செயல்படும் சக்தி, ஆர் 1.2- சார்ஜ் q 1 இலிருந்து வரையப்பட்ட திசையன் q 2, r 1.2 - இந்த வெக்டரின் மதிப்பு, கட்டணங்களுக்கு இடையிலான தூரத்திற்கு சமம், k - அளவீட்டு அலகுகளின் தேர்வைப் பொறுத்து ஒரு எண் குணகம். காஸியன் அமைப்பில் அலகுகள் k=1; SI k = 1/(4πε 0) இல், ε 0 என்பது மின் மாறிலி. q 2 சார்ஜ் q 1 இல் செயல்படும் விசை அளவு சமமாக இருக்கும் மற்றும் விசைக்கு எதிர் திசையில் எஃப் 1.2மேலும் q 1 மற்றும் q 2 ஆகிய புள்ளி கட்டணங்களை இணைக்கும் நேர் கோட்டில் உள்ளது. ஒரே அடையாளத்தின் கட்டணங்கள் தடுக்கின்றன, மேலும் வெவ்வேறு அடையாளங்களின் கட்டணங்கள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன. மின்கடத்தா மாறிலி ε உடன் ஒரே மாதிரியான மின்கடத்தாவில் கட்டணங்கள் வைக்கப்பட்டால், வெற்றிடத்துடன் ஒப்பிடும்போது, ​​கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு சக்தி 6 மடங்கு குறையும். கூலொம்பின் சட்டத்தின்படி, இரண்டு மின்னூட்டங்களின் தொடர்பு ஆற்றல் r -1 1.2 க்கு விகிதாசாரமாகும். கூலொம்பின் விதியின் ஒரு கூட்டு மற்றும் பொதுமைப்படுத்தல் என்பது காஸின் தேற்றம் ஆகும், இது மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளின் அமைப்பின் ஒரு பகுதியாகும், இது கிளாசிக்கல் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் அடிப்படை சமன்பாடுகள் ஆகும்.

கூலொம்பின் விதி 1785 ஆம் ஆண்டில் சி. கூலம்ப் அவர் கண்டுபிடித்த முறுக்கு சமநிலையைப் பயன்படுத்தி கண்டுபிடித்தார். இன்னும் துல்லியமாக, அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தின் சதுரத்திற்கு சார்ஜ்களின் தொடர்பு விசையின் தலைகீழ் விகிதாச்சாரமானது, இறுதியில் ஒரு மின்னோட்டத்துடன் ஒரு கிடைமட்ட தடியின் ஊசலாட்டத்தின் காலத்தைப் படிக்கும் போது கூலம்பால் சரிபார்க்கப்பட்டது. வெவ்வேறு தூரங்கள்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பந்திலிருந்து. முந்தைய (1772) சட்டம் தலைகீழ் சதுரங்கள் G. கேவென்டிஷ் தனது வெளியிடப்படாத படைப்பில் நிறுவப்பட்டது, அவர் பெற்ற இந்த சட்டத்தின் தொடர்பை சரிபார்த்து - இல்லாதது மின்னியல் புலம்மின்னூட்டப்பட்ட உலோகக் கோளத்தின் உள்ளே. கேவென்டிஷ் முறையைப் பயன்படுத்தி அடுத்தடுத்த சோதனைகள் கூலொம்ப் விதியில் உள்ள அடுக்கு r 1.2 -2 இலிருந்து 6·10 -16க்கு மேல் வேறுபட முடியாது என்பதை தெளிவுபடுத்தியது.

α-துகள்களின் சிதறல் பற்றிய சோதனைகளில் இருந்து கூலொம்பின் விதி 10 -12 செமீ தூரம் வரை மீறப்படவில்லை, ஆனால் இடஞ்சார்ந்த அளவீடுகளின் இந்த பகுதியில் சட்டங்கள் பொருந்தும். குவாண்டம் இயற்பியல். குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் (QED) வரம்புக்குட்பட்ட விளைவுகளில் ஒன்றாக கூலொம்பின் சட்டம் கருதப்படலாம், எனவே QED கணிப்புகளின் செல்லுபடியாகும் ஒரே நேரத்தில் கூலம்பின் சட்டத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பாசிட்ரான்களை நிர்மூலமாக்குவதற்கான சோதனைகள் QED மற்றும், எனவே, கட்டணங்களுக்கு இடையிலான தூரம் 10 -18 மீ வரை குறையும் போது கூலொம்பின் சட்டங்கள் செல்லுபடியாகும் என்பதைக் காட்டுகின்றன.

கூலம்பினால் நிறுவப்பட்ட சட்டத்திற்கு கூலொம்பின் சட்டமும் கொடுக்கப்பட்ட பெயராகும், இது இரண்டுக்கும் இடையிலான தொடர்பு சக்தியை தீர்மானிக்கிறது. காந்த துருவங்கள்[உண்மையானது (இயற்கையில் தனித்தனி காந்த துருவங்கள் இல்லாததால்) - இரண்டு நீண்ட காந்தங்களின் அருகிலுள்ள முனைகள்]: F = fm 1 m 2 /(μr 2), இங்கு m 1 மற்றும் m 2 ஆகியவை காந்தக் கட்டணங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, f என்பது நடுத்தரத்தின் காந்த ஊடுருவல் , அலகுகளின் அமைப்பின் தேர்வைப் பொறுத்து f- குணகம்.

சறுக்கும் உராய்வு விசையை விவரிக்கும் கூலம்ப் நிறுவிய சட்டங்களுக்கும் “கூலொம்பின் சட்டம்” பொருந்தும்: F = -μNV/V (μ - நெகிழ் உராய்வு குணகம், V - மேற்பரப்புடன் தொடர்புடைய உடலின் நெகிழ் வேகம், N - விசை சாதாரண எதிர்வினைஆதரிக்கிறது), அதே போல் உருட்டல் உராய்வு விசையின் தருணம்: M = fN/R (f என்பது உருளும் உராய்வின் குணகம், R என்பது உருளும் உடலின் ஆரம்).

எழுத்து: சிவுகின் டி.வி. 5வது பதிப்பு. எம்., 2006. டி. 3: மின்சாரம்.

பக்கம் 56

COULLOMB's LAW (10 ஆம் வகுப்பு ஆய்வு, பக். 354-362)

மின்னியல் அடிப்படை விதி. புள்ளி சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடலின் கருத்து.

முறுக்கு சமநிலையைப் பயன்படுத்தி கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு சக்தியை அளவிடுதல். கூலம்பின் சோதனைகள்

புள்ளி கட்டணத்தின் வரையறை

கூலம்பின் சட்டம். சூத்திரம் மற்றும் சூத்திரம்

கூலம்ப் படை

கட்டண அலகு வரையறை

கூலம்ப் சட்டத்தில் குணகம்

மின்னியல் மற்றும் ஈர்ப்பு சக்திகள்ஒரு அணுவில்

நிலையான கட்டணங்களின் சமநிலை மற்றும் அதன் உடல் பொருள்(மூன்று கட்டணங்களின் உதாரணத்தைப் பயன்படுத்தி)

மின்னியல் அடிப்படை விதி இரண்டு நிலையான புள்ளி சார்ஜ் உடல்களின் தொடர்பு விதி.

1785 இல் சார்லஸ் அகஸ்டின் கூலனால் நிறுவப்பட்டது மற்றும் அவரது பெயரைக் கொண்டுள்ளது.

இயற்கையில், புள்ளி போன்ற சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்கள் இல்லை, ஆனால் உடல்களுக்கு இடையிலான தூரம் அவற்றின் அளவை விட பல மடங்கு அதிகமாக இருந்தால், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்களின் வடிவம் அல்லது அளவு அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்புகளை கணிசமாக பாதிக்காது. அப்படியானால், இந்த உடல்களை புள்ளி உடல்களாகக் கருதலாம்.

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் வலிமை அவற்றுக்கிடையேயான ஊடகத்தின் பண்புகளைப் பொறுத்தது. இந்த தொடர்புகளின் வலிமையில் காற்று மிகக் குறைவான விளைவைக் கொண்டிருப்பதை அனுபவம் காட்டுகிறது, மேலும் அது வெற்றிடத்தில் இருப்பதைப் போலவே மாறிவிடும்.

கூலம்பின் பரிசோதனை

கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு சக்தியை அளவிடுவதற்கான முதல் முடிவுகள் 1785 இல் பிரெஞ்சுக்காரர்களால் பெறப்பட்டன விஞ்ஞானி சார்லஸ்அகஸ்டின் கூலன்

விசையை அளவிட முறுக்கு சமநிலை பயன்படுத்தப்பட்டது.

இன்சுலேடிங் பீமின் ஒரு முனையில் ஒரு சிறிய, மெல்லிய, சார்ஜ் செய்யப்படாத தங்கக் கோளம், ஒரு மீள் வெள்ளி நூலில் இடைநிறுத்தப்பட்டது, ராக்கரின் மறுமுனையில் காகித வட்டு மூலம் சமநிலைப்படுத்தப்பட்டது.

ராக்கரைத் திருப்புவதன் மூலம் அது அதே நிலையான சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கோளத்துடன் தொடர்பு கொள்ளப்பட்டது, இதன் விளைவாக அதன் கட்டணம் கோளங்களுக்கு இடையில் சமமாக பிரிக்கப்பட்டது.

அளவீட்டு முடிவுகளில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்களின் அளவு மற்றும் வடிவத்தின் செல்வாக்கை விலக்குவதற்காக கோளங்களின் விட்டம் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தை விட மிகச் சிறியதாக தேர்வு செய்யப்பட்டது.

பாயிண்ட் சார்ஜ் என்பது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல் ஆகும், அதன் அளவு மற்ற உடல்களில் அதன் சாத்தியமான செயல்பாட்டின் தூரத்தை விட மிகக் குறைவு.

ஒரே மின்னூட்டங்களைக் கொண்ட கோளங்கள் நூலை முறுக்கி ஒன்றையொன்று விரட்டத் தொடங்கின. சுழற்சியின் கோணம் நகரும் கோளத்தில் செயல்படும் விசைக்கு விகிதாசாரமாக இருந்தது.

கோளங்களுக்கிடையேயான தூரம் ஒரு சிறப்பு அளவுத்திருத்த அளவைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது.

விசையை அளந்த பிறகு கோளம் 1 ஐ வெளியேற்றி, அதை மீண்டும் நிலையான கோளத்துடன் இணைப்பதன் மூலம், கூலம்ப் ஊடாடும் கோளங்களின் மீதான கட்டணத்தை 2,4,8 போன்றவற்றால் குறைத்தார். ஒருமுறை,

கூலம்பின் சட்டம்:

ஒரு வெற்றிடத்தில் அமைந்துள்ள இரண்டு நிலையான புள்ளி கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு விசை சார்ஜ் மாடுலியின் தயாரிப்புக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும், மேலும் கட்டணங்களை இணைக்கும் நேர் கோட்டில் இயக்கப்படுகிறது.

k - விகிதாசார குணகம், அலகு அமைப்பின் தேர்வைப் பொறுத்து.

நான் F12 விசையை கூலம்ப் படை என்று அழைக்கிறேன்

கூலம்ப் படை மையமானது, அதாவது. கட்டண மையங்களை இணைக்கும் கோடு வழியாக இயக்கப்பட்டது.

SI இல், சார்ஜ் அலகு அடிப்படை அல்ல, ஆனால் வழித்தோன்றல், மேலும் அடிப்படை SI அலகு ஆம்பியரைப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

கூலம்ப் என்பது ஒரு மின் கட்டணம் குறுக்கு வெட்டு 1 வினாடிக்கு 1 ஏ மின்னோட்டம் கொண்ட கடத்தி

SI இல், வெற்றிடத்திற்கான கூலம்பின் சட்டத்தில் விகிதாசார குணகம்:

k = 9*109 Nm2/Cl2

குணகம் பெரும்பாலும் இவ்வாறு எழுதப்படுகிறது:

e0 = 8.85*10-12 C2/(Nm2) - மின் மாறிலி

கூலொம்பின் சட்டம் வடிவத்தில் எழுதப்பட்டுள்ளது:

வெற்றிடத்தைத் தவிர ஒப்பீட்டு அனுமதி e உள்ள ஊடகத்தில் புள்ளிக் கட்டணம் வைக்கப்பட்டால், கூலொம்ப் விசையானது e இன் மடங்கு குறையும்.

வெற்றிடம் e > 1 தவிர வேறு எந்த ஊடகத்திற்கும்

கூலொம்பின் சட்டத்தின்படி, வெற்றிடத்தில் 1 மீ தொலைவில், ஒவ்வொன்றும் 1 C இன் இரண்டு புள்ளி கட்டணங்கள், ஒரு சக்தியுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன.

இந்த மதிப்பீட்டில் இருந்து 1 கூலொம்ப் கட்டணம் என்பது மிகப் பெரிய மதிப்பு என்பது தெளிவாகிறது.

நடைமுறையில், அவை துணைப் பல அலகுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன - µC (10-6), mC (10-3)

1 சி எலக்ட்ரான்களின் 6*1018 கட்டணங்களைக் கொண்டுள்ளது.

கருவில் உள்ள எலக்ட்ரானுக்கும் புரோட்டானுக்கும் இடையிலான தொடர்பு சக்திகளின் உதாரணத்தைப் பயன்படுத்தி, துகள்களுக்கிடையேயான தொடர்புகளின் மின்னியல் விசை ஈர்ப்பு விசையை விட தோராயமாக 39 ஆர்டர்கள் அதிகமாக உள்ளது என்பதைக் காட்டலாம். எவ்வாறாயினும், மேக்ரோஸ்கோபிக் உடல்களின் தொடர்புகளின் மின்னியல் சக்திகள் (பொதுவாக மின்சாரம் நடுநிலையானது) அவற்றின் மீது அமைந்துள்ள மிகச்சிறிய அதிகப்படியான கட்டணங்களால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகின்றன, எனவே அவை உடல்களின் வெகுஜனத்தைப் பொறுத்து ஈர்ப்பு விசைகளுடன் ஒப்பிடும்போது பெரியவை அல்ல.

நிலையான கட்டணங்களின் சமநிலை சாத்தியமா?

q1 மற்றும் q2 ஆகிய இரண்டு நேர்மறை புள்ளி கட்டணங்களின் அமைப்பைக் கருத்தில் கொள்வோம்.

மூன்றாவது சார்ஜ் எந்த கட்டத்தில் சமநிலையில் இருக்க வேண்டும் என்பதைக் கண்டுபிடிப்போம், மேலும் இந்த கட்டணத்தின் அளவு மற்றும் அடையாளத்தையும் நாங்கள் தீர்மானிப்போம்.

உடலில் செயல்படும் சக்திகளின் வடிவியல் (திசையன்) தொகை பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்போது நிலையான சமநிலை ஏற்படுகிறது.

மூன்றாவது சார்ஜ் q3 இல் செயல்படும் சக்திகள் ஒன்றையொன்று ரத்து செய்யக்கூடிய புள்ளியானது கட்டணங்களுக்கு இடையே உள்ள நேர்கோட்டில் அமைந்துள்ளது.

இந்த வழக்கில், சார்ஜ் q3 நேர்மறை அல்லது எதிர்மறையாக இருக்கலாம். முதல் வழக்கில், விரட்டும் சக்திகள் ஈடுசெய்யப்படுகின்றன, இரண்டாவதாக - கவர்ச்சிகரமான சக்திகள்.

கூலொம்பின் சட்டத்தை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டால், கட்டணங்களின் நிலையான சமநிலை பின்வரும் வழக்கில் இருக்கும்:

சார்ஜ் q3 இன் சமநிலையானது அதன் அளவையோ அல்லது கட்டணத்தின் அடையாளத்தையோ சார்ந்து இருக்காது.

சார்ஜ் q3 மாறும்போது, ​​ஈர்ப்பு விசைகள் (q3 நேர்மறை) மற்றும் விரட்டும் சக்திகள் (q3 எதிர்மறை) சமமாக மாறும்.

முடிவு செய்து கொண்டு இருபடி சமன்பாடு x உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​q1 இலிருந்து x1 தொலைவில் உள்ள ஒரு புள்ளியில் எந்த அடையாளமும் அளவும் ஒரு மின்னூட்டம் சமநிலையில் இருக்கும் என்பதைக் காட்டலாம்:

மூன்றாவது கட்டணத்தின் நிலை நிலையானதா அல்லது நிலையற்றதா என்பதைக் கண்டுபிடிப்போம்.

(நிலையான சமநிலையில், சமநிலை நிலையில் இருந்து அகற்றப்பட்ட ஒரு உடல் அதற்குத் திரும்புகிறது; நிலையற்ற சமநிலையில், அது அதிலிருந்து விலகிச் செல்கிறது)

ஒரு கிடைமட்ட இடப்பெயர்ச்சியுடன், F31, F32 விரட்டும் சக்திகள் கட்டணங்களுக்கிடையேயான தூரங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் காரணமாக மாறுகின்றன, கட்டணத்தை சமநிலை நிலைக்குத் திருப்புகின்றன.

கிடைமட்ட இடப்பெயர்ச்சியுடன், சார்ஜ் q3 சமநிலை நிலையானது.

செங்குத்து இடப்பெயர்ச்சியுடன், இதன் விளைவாக வரும் F31, F32 q3 ஐத் தள்ளுகிறது

பக்கத்திற்கு செல்: