கூலொம்பின் சட்டம், வரையறை மற்றும் சூத்திரம் - மின் புள்ளி கட்டணங்கள் மற்றும் அவற்றின் தொடர்பு

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்களுக்கு இடையே ஒரு தொடர்பு சக்தி உள்ளது, இதன் மூலம் அவை ஒருவருக்கொருவர் ஈர்க்கலாம் அல்லது விரட்டலாம். கூலோம்பின் சட்டம் இந்த சக்தியை விவரிக்கிறது மற்றும் உடலின் அளவு மற்றும் வடிவத்தைப் பொறுத்து அதன் விளைவின் அளவைக் காட்டுகிறது. இந்த இயற்பியல் சட்டம் இந்த கட்டுரையில் விவாதிக்கப்படும்.

கூலொம்பின் சட்ட சூத்திரம்.

உள்ளடக்கம்

1 நிலையான புள்ளி கட்டணங்கள்
2 சார்லஸ் கூலம்பின் முறுக்கு செதில்கள்
3 விகிதாச்சாரத்தின் குணகம் k மற்றும் மின் மாறிலி
4 கூலோம்பின் விசையின் திசை மற்றும் சூத்திரத்தின் திசையன் வடிவம்
5 கூலம்பின் சட்டம் நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படும் இடத்தில்
6 கூலம்ப் சட்டத்தில் சக்திகளின் திசை
7 சட்டம் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட வரலாறு

நிலையான புள்ளி கட்டணங்கள்

கூலொம்பின் சட்டம் நிலையான உடல்களுக்கு பொருந்தும், அதன் அளவு மற்ற பொருட்களிலிருந்து அவற்றின் தூரத்தை விட மிகவும் சிறியது. அத்தகைய உடல்களில் ஒரு புள்ளி மின் கட்டணம் குவிந்துள்ளது. உடல் பிரச்சனைகளை தீர்க்கும் போது, கேள்விக்குரிய உடல்களின் அளவுகள் புறக்கணிக்கப்படுகின்றன, ஏனென்றால் அவை அதிகம் தேவையில்லை.

நடைமுறையில், ஓய்வு புள்ளி கட்டணங்கள் பின்வருமாறு சித்தரிக்கப்படுகின்றன:

பாயிண்ட் பாசிட்டிவ் சார்ஜ்ட் சார்ஜ் q1. பாயிண்ட் பாசிட்டிவ் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சார்ஜ் q2.

இந்த வழக்கில் கே₁ மற்றும் கே₂ - உள்ளன நேர்மறை மின் கட்டணங்கள், மற்றும் கூலொம்ப் படை அவர்கள் மீது செயல்படுகிறது (படத்தில் காட்டப்படவில்லை). புள்ளி பொருள்களின் அளவு ஒரு பொருட்டல்ல.

குறிப்பு! ஓய்வு கட்டணங்கள் ஒருவருக்கொருவர் கொடுக்கப்பட்ட தூரத்தில் அமைந்துள்ளன, இது சிக்கல்களில் பொதுவாக r என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. மேலும் தாளில் இந்த கட்டணங்களை வெற்றிடத்தில் கருதுவோம்.

சார்லஸ் கூலம்பின் முறுக்கு செதில்கள்

1777 இல் கூலம்ப் உருவாக்கிய இந்த சாதனம், சக்தியின் சார்புநிலையைப் பெற உதவியது, பின்னர் அவருக்குப் பெயரிடப்பட்டது. புள்ளி கட்டணங்கள் மற்றும் காந்த துருவங்களின் தொடர்புகளை ஆய்வு செய்ய இது பயன்படுகிறது.

முறுக்கு செதில்களில் ஒரு சிறிய பட்டு நூல் உள்ளது, இது ஒரு செங்குத்து விமானத்தில் அமைந்துள்ளது, அதில் ஒரு சீரான நெம்புகோல் தொங்குகிறது. நெம்புகோலின் முனைகளில் புள்ளி கட்டணங்கள் உள்ளன.

வெளிப்புற சக்திகளின் செயல்பாட்டின் கீழ், நெம்புகோல் கிடைமட்டமாக நகரத் தொடங்குகிறது. நூலின் மீள் சக்தியால் சமன் செய்யப்படும் வரை நெம்புகோல் விமானத்தில் நகரும்.

இயக்கத்தின் செயல்பாட்டில், நெம்புகோல் ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் செங்குத்து அச்சில் இருந்து விலகுகிறது. இது d ஆக எடுக்கப்படுகிறது மற்றும் சுழற்சியின் கோணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த அளவுருவின் மதிப்பை அறிந்து, நீங்கள் நிகழும் சக்திகளின் முறுக்கு கண்டுபிடிக்க முடியும்.

மேலும் படிக்க: எளிய வார்த்தைகளில் மின்சாரம் என்றால் என்ன

சார்லஸ் கூலோம்பின் முறுக்கு செதில்கள் பின்வருமாறு:

சார்லஸ் கூலம்பின் முறுக்கு செதில்கள்.

விகிதாச்சாரத்தின் குணகம் k மற்றும் மின் மாறிலி $\varepsilon_0$

கூலொம்பின் சட்ட சூத்திரத்தில் கே அளவுருக்கள் உள்ளன, விகிதாச்சாரத்தின் குணகம் அல்லது $\varepsilon_0$ - மின் மாறிலி. மின் மாறிலி $\varepsilon_0$ பல குறிப்பு புத்தகங்கள், பாடப்புத்தகங்கள், இணையம் ஆகியவற்றில் வழங்கப்படுகிறது, மேலும் அதை எண்ண வேண்டிய அவசியமில்லை! வெற்றிடத்தில் விகிதாச்சாரத்தின் குணகம் அடிப்படையில் $\varepsilon_0$ நன்கு அறியப்பட்ட சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கண்டுபிடிக்கலாம்:

$k = \frac {1}{4\cdot \pi\cdot \varepsilon_0}$

இங்கே $\varepsilon_0=8.85\cdot 10^{ -12} \frac {C^2}{H\cdot m^2}$ - மின் மாறிலி,

$\pi=3.14$ - எண் பை,

$k=9{cdot 10^{9} \frac {H\cdot m^2}{C^2}$ - வெற்றிடத்தில் விகிதாச்சாரத்தின் குணகம்.

கூடுதல் தகவல்! மேலே உள்ள அளவுருக்கள் தெரியாமல், இரண்டு புள்ளி மின் கட்டணங்களுக்கு இடையே உள்ள தொடர்பு சக்தியைக் கண்டறிய முடியாது.
கூலொம்பின் சட்டத்தின் உருவாக்கம் மற்றும் சூத்திரம்

மேலே உள்ளவற்றை சுருக்கமாக, மின்னியல் முக்கிய சட்டத்தின் அதிகாரப்பூர்வ உருவாக்கம் கொடுக்க வேண்டியது அவசியம். இது வடிவம் எடுக்கும்:

வெற்றிடத்தில் உள்ள இரண்டு ஓய்வு புள்ளி கட்டணங்களின் தொடர்பு விசை இந்த கட்டணங்களின் உற்பத்திக்கு நேர் விகிதாசாரமாகவும் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும். மற்றும் கட்டணங்களின் தயாரிப்பு மட்டுவாக எடுக்கப்பட வேண்டும்!

$F=k\cdot \frac {|q_1|\cdot |q_2|}{r^2}$

இந்த சூத்திரத்தில் கே₁ மற்றும் கே₂- புள்ளி கட்டணங்கள், கருதப்படும் உடல்கள்; ஆர்² - இந்த உடல்களுக்கு இடையே ஒரு விமானத்தில் உள்ள தூரம், சதுரமாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது; k என்பது விகிதாச்சாரத்தின் காரணி ( $9\cdot 10^{9} \frac {H\cdot m^2}{C^2}$ வெற்றிடத்திற்கு).

கூலம்ப் விசையின் திசை மற்றும் சூத்திரத்தின் திசையன் வடிவம்

சூத்திரத்தை முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ள கூலொம்பின் சட்டத்தை பார்வைக்கு சித்தரிக்கலாம்:

ஒரே துருவமுனைப்பின் இரண்டு புள்ளி கட்டணங்களுக்கான கூலம்ப் படை திசை.

எஃப்_1,2- இரண்டாவது சார்ஜ் முதல் சார்ஜ் இன் தொடர்பு சக்தி.

எஃப்_2,1- இது முதல் கட்டணத்தைப் பொறுத்து இரண்டாவது கட்டணத்தின் தொடர்பு சக்தியாகும்.

மேலும், மின்னியல் சிக்கல்களைத் தீர்க்கும் போது, ஒரு முக்கியமான விதியை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியம்: அதே பெயரிடப்பட்ட மின் கட்டணங்கள் விரட்டுகின்றன மற்றும் எதிர் பெயரிடப்பட்ட கட்டணங்கள் ஈர்க்கின்றன. இது படத்தில் உள்ள தொடர்பு சக்திகளின் இருப்பிடத்தை தீர்மானிக்கிறது.

எதிரெதிர் கட்டணங்கள் கருதப்பட்டால், அவற்றின் தொடர்பு சக்திகள் ஒன்றையொன்று நோக்கி செலுத்தப்படும், அவை அவற்றின் ஈர்ப்பைக் குறிக்கும்.

வெவ்வேறு துருவமுனைப்பின் இரண்டு புள்ளி கட்டணங்களுக்கான கூலம்ப் படை திசை.

திசையன் வடிவத்தில் மின்னியல் அடிப்படை விதிக்கான சூத்திரத்தை பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்:

$\vec F_1_2=\frac {1}{4\cdot \pi\cdot \varepsilon_0}\cdot \frac {q_1\cdot q_2}{r_1_2^3}\cdot \vec r_1_2$

$\{vec F_1_2}$ - சார்ஜ் q2 இன் பக்கத்தில், புள்ளி சார்ஜ் q1 இல் செயல்படும் விசை,

${\vec r_1_2}$ - q1 ஐ சார்ஜ் செய்ய q2 ஐ இணைக்கும் ஆரம்-வெக்டார்,

மேலும் படிக்க: வீட்டில் எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூட் போர்டை உருவாக்குவது எப்படி?

$r=||\vec r_1_2|$

முக்கியமான! திசையன் வடிவில் சூத்திரத்தை எழுதிய பிறகு, இரண்டு புள்ளி மின் கட்டணங்களின் ஊடாடும் சக்திகள் குறிகளை சரியாக வைக்க அச்சில் திட்டமிடப்பட வேண்டும். இந்த நடவடிக்கை ஒரு சம்பிரதாயமானது மற்றும் பெரும்பாலும் எந்த குறிப்பும் இல்லாமல் மனதளவில் செய்யப்படுகிறது.

கூலொம்பின் சட்டம் நடைமுறையில் எங்கு பொருந்தும்

மின்னியல் அடிப்படை விதி சார்லஸ் கூலொம்பின் மிக முக்கியமான கண்டுபிடிப்பு ஆகும், இது பல துறைகளில் அதன் பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்துள்ளது.

பிரபலமான இயற்பியலாளரின் பணி பல்வேறு சாதனங்கள், கருவிகள், கருவிகளைக் கண்டுபிடிக்கும் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்பட்டது. உதாரணமாக, மின்னல் கம்பி.

மின்னல் கம்பிகளைப் பயன்படுத்தி, இடியுடன் கூடிய மழையின் போது வீடுகள் மற்றும் கட்டிடங்கள் மின்னலிலிருந்து பாதுகாக்கப்படுகின்றன. இதனால், மின் உபகரணங்களின் பாதுகாப்பு அளவு அதிகரிக்கிறது.

மின்னல் கம்பிகள் பின்வரும் கொள்கையின்படி செயல்படுகின்றன: இடியுடன் கூடிய மழையின் போது வலுவான தூண்டல் கட்டணங்கள் படிப்படியாக தரையில் குவிந்து, அவை மேலே உயர்ந்து மேகங்களால் ஈர்க்கப்படுகின்றன. இது தரையில் கணிசமான மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது. மின்னல் கம்பிக்கு அருகில், மின்சார புலம் வலுவடைகிறது, இதனால் சாதனத்தின் முனையிலிருந்து கொரோனா மின் கட்டணம் பற்றவைக்கப்படுகிறது.

பின்னர் தரையில் உருவாகும் மின்சுமை சார்லஸ் கூலொம்பின் சட்டத்தின்படி இருக்க வேண்டும் என எதிர் அடையாளத்துடன் மேக மின்னூட்டத்தில் ஈர்க்கத் தொடங்குகிறது. பின்னர் காற்று அயனியாக்கம் செய்யப்படுகிறது, மேலும் மின்னல் கம்பியின் முடிவில் மின்சார புல வலிமை குறைவாகிறது. இதனால், மின்னல் கட்டிடத்திற்குள் நுழையும் அபாயம் குறைவு.

தயவுசெய்து கவனிக்கவும்! மின்னல் கம்பி கொண்ட ஒரு கட்டிடம் தாக்கினால், நெருப்பு இருக்காது, மேலும் அனைத்து சக்தியும் தரையில் செல்கிறது.

கூலொம்பின் சட்டத்தின் அடிப்படையில், "பார்டிக்கிள் ஆக்சிலரேட்டர்" என்ற சாதனம் உருவாக்கப்பட்டு இன்று பெரும் தேவை உள்ளது.

இந்த சாதனம் ஒரு வலுவான மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது, இது அதில் நுழையும் துகள்களின் ஆற்றலை அதிகரிக்கிறது.

கூலம்ப் சட்டத்தில் சக்திகளின் திசை

மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, இரண்டு புள்ளி மின் கட்டணங்களின் தொடர்பு சக்திகளின் திசை அவற்றின் துருவமுனைப்பைப் பொறுத்தது. அதாவது, அதே-அண்டை கட்டணங்கள் விரட்டும் மற்றும் எதிர்-அண்டை கட்டணங்கள் ஈர்க்கும்.

மேலும் படிக்க: உங்கள் சொந்த கைகளால் மெட்டல் டிடெக்டரை எவ்வாறு உருவாக்குவது, ஆரம்பநிலைக்கு உதவுங்கள்

கூலம்ப் படைகளை ஆரம்-திசையன் என்றும் அழைக்கலாம், ஏனெனில் அவை ஆரம்-திசையன் போலவே இருக்கும். அவை அவற்றுக்கிடையே வரையப்பட்ட கோடு வழியாக இயக்கப்படுகின்றன.

சில உடல் பிரச்சனைகளில் சிக்கலான வடிவத்தின் உடல்கள் உள்ளன, அவை ஒரு புள்ளி மின் கட்டணமாக எடுத்துக்கொள்ள முடியாது, அதாவது அதன் அளவை புறக்கணிக்க வேண்டும். இந்த சூழ்நிலையில், கேள்விக்குரிய உடல் பல சிறிய பகுதிகளாக பிரிக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் ஒவ்வொரு பகுதியும் தனித்தனியாக கணக்கிடப்பட வேண்டும், கூலோம்பின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்துகிறது.

பிரிவில் பெறப்பட்ட விசை திசையன்கள் இயற்கணிதம் மற்றும் வடிவவியலின் விதிகளால் சுருக்கப்பட்டுள்ளன. இதன் விளைவாக வரும் சக்தி, இது சிக்கலுக்கு விடையாக இருக்கும்.இந்த தீர்வு முறை பெரும்பாலும் முக்கோண முறை என்று குறிப்பிடப்படுகிறது.

கூலம்ப் படை திசையன்களின் திசை.

சட்டம் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட வரலாறு

மேலே விவாதிக்கப்பட்ட சட்டத்தின் மூலம் இரண்டு புள்ளி குற்றச்சாட்டுகளின் தொடர்பு முதலில் 1785 இல் சார்லஸ் கூலம்ப் என்பவரால் நிரூபிக்கப்பட்டது. இயற்பியலாளர் முறுக்கு அளவீடுகளைப் பயன்படுத்தி வடிவமைக்கப்பட்ட சட்டத்தின் உண்மைத்தன்மையை நிரூபிக்க முடிந்தது, அதன் செயல்பாட்டுக் கொள்கையும் கட்டுரையில் வழங்கப்பட்டது.

ஒரு கோள மின்தேக்கிக்குள் மின் கட்டணம் இல்லை என்பதையும் கூலம்ப் நிரூபித்தார். கேள்விக்குரிய உடல்களுக்கு இடையிலான தூரத்தை மாற்றுவதன் மூலம் மின்னியல் சக்திகளின் அளவை மாற்ற முடியும் என்ற உறுதிமொழிக்கு அவர் இவ்வாறுதான் வந்தார்.

எனவே, கூலொம்பின் விதி மின்னியல் விதிகளின் மிக முக்கியமான விதியாக உள்ளது, அதன் அடிப்படையில் பல சிறந்த கண்டுபிடிப்புகள் செய்யப்பட்டுள்ளன. இந்த கட்டுரையில், சட்டத்தின் உத்தியோகபூர்வ உருவாக்கம் முன்வைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் அதன் கூறுகள் விரிவாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளன.

தொடர்புடைய கட்டுரைகள்: