በጽሑፉ ውስጥ ስለ የኤሌክትሪክ ክፍያ አቢዳን የኤሌክትሪክ ክፍያ ዓይነቶች እንደ ኤሌክትሪክ ክፍያዎች እርስ በእርስ ሲጋጩ፣ ከኤሌክትሪክ ክፍያዎች በተለየ መልኩ እርስ በርስ እንደሚሳቡ ተብራርቷል። በሌላ አነጋገር፣ አዎንታዊ የተሞሉ ነገሮች አሉታዊ የተሞሉ ነገሮችን ይስባሉ፣ አዎንታዊ የተሞሉ ነገሮች አዎንታዊ የተሞሉ ነገሮችን ይከላከላሉ፣ እና አሉታዊ የተሞሉ ነገሮች አሉታዊ የተሞሉ ነገሮችን ይከላከላሉ። ይህ ክስተት በአዎንታዊ የተሞሉ ነገሮች እና አሉታዊ በሆኑ ነገሮች ላይ የሚሰራ የኤሌክትሪክ ኃይል መኖሩን ያሳያል። በኤሌክትሪክ የተሞሉ ነገሮች መካከል ያለውን የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን የሚነኩ ነገሮች ምንድን ናቸው?
ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ ቻርለስ ኩሎምብ (1736–1806) በ1780ዎቹ በኤሌክትሪክ በተሞሉ ነገሮች መካከል ያለውን የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን የሚነኩ ምክንያቶችን ለመመርመር ተከታታይ ሙከራዎችን አካሂዷል። ኩሎምብ የተጠቀመበት መሣሪያ ካቨንዲሽ የስበት ኃይልን ለመመርመር ከተጠቀመበት ጋር ተመሳሳይ ነበር፣ እሱም የቶርሽን ሚዛን ይባላል። ኩሎምብ የኤሌክትሪክ ኃይልን መርምሯል፣ ስለዚህ ሁለት በኤሌክትሪክ የተሞሉ የብረት ኳሶችን ተጠቅሟል፣ ካቨንዲሽ ደግሞ የስበት ኃይልን መርምሯል፣ ስለዚህ ሁለት በኤሌክትሪክ ያልተሞሉ የጅምላ ኳሶችን ተጠቅሟል።
የቶርክ ሚዛን እንዴት እንደሚሰራ
የቶርክ መለኪያ እንዴት እንደሚሰራ ከርዕሰ ጉዳዩ ጋር የተያያዘ ነው የጉልበት ጉልበት ወይም የኃይል ቅጽበት በምዕራፍ ውስጥ የማዞሪያ ተለዋዋጭነት.
በቶርሽን ሚዛን ውስጥ ያለው ክፍተት በጠጣር ኳስ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ ወደ አየር እንዳይተላለፍ ለመከላከል ቫክዩም ነው። በጠጣር ኳስ ላይ ያለውን የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን መወሰን የሚከናወነው በሚከተለው ዘዴ ነው። መጀመሪያ ላይ ጠንካራ ኳስ A በኤሌክትሪክ የሚሞላው በኮንዳክሽን ወይም በግጭት ነው። በኤሌክትሪክ የሚሞላው ጠንካራ ኳስ A ከጠንካራ ኳስ B ጋር የተገናኘ ሲሆን አሁንም ገለልተኛ ከሆነው ጠንካራ ኳስ A የኤሌክትሪክ ክፍያ ከጠንካራ ኳስ B ጋር እኩል እስኪከፈል ድረስ በኤሌክትሪክ መሪ በኩል ነው። የጠንካራ ኳስ A የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን ½ ከሆነ የጠጣር ኳስ B የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን ½ ነው። በመቀጠል፣ ጠንካራ ኳስ B እና ጠንካራ ኳስ C ከኤሌክትሪክ መሪ ጋር ይገናኛሉ የጠጣር ኳስ B የኤሌክትሪክ ክፍያ ከጠንካራ ኳስ C ጋር እኩል እስኪከፈል ድረስ። የጠጣር ኳስ B የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን ¼ ከሆነ የጠጣር ኳስ C የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን ¼ ነው። የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን እና የጠጣር ኳስ 1 እና ጠንካራ ኳስ 2 የኤሌክትሪክ ክፍያ አይነት በዚህ መንገድ ይገኛሉ።
ጠንካራ ሉል 1 እና ጠንካራ ሉል 2 በኤሌክትሪክ የተሞሉ በመሆናቸው ሁለቱ ጠንካራ ሉሎች ተመሳሳይ የኤሌክትሪክ ኃይል ካላቸው ወይም ሁለቱ ሉሎች የተለያዩ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ካሏቸው እርስ በእርሳቸው የሚሳቡ ከሆነ እርስ በእርሳቸው የሚገፉበት ሁኔታ ይፈጠራል። በሁለቱ በኤሌክትሪክ የተሞሉ ጠንካራ ሉሎች መካከል ማራኪ ወይም አጸያፊ ኃይል መኖሩ ጠንካራ ሉል 2 እንዲሽከረከር ያደርገዋል። የጠንካራ ሉል 2 የጉዞ አንግል የሚለካው በሁለቱ ጠንካራ ሉሎች ላይ የሚሠራውን የኤሌክትሪክ ኃይል ለመወሰን ነው።
በኤሌክትሪክ ኃይል ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ምክንያቶች
ኩሎምብ የቶርሽን ሚዛንን በመጠቀም በተደረጉ ሙከራዎች ላይ በመመስረት በርካታ ነገሮችን አግኝቷል።
– በዚህ ሙከራ፣ በሁለቱ ጠንካራ ኳሶች መካከል ያለው ርቀት ሁልጊዜ ተመሳሳይ ነው። በጠንካራ ኳስ 1 ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን 1 ሲሆን በጠጣር ኳስ 2 ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን 1 ሲሆን በሁለቱም ጠንካራ ኳሶች ላይ የሚሠራው የኤሌክትሪክ ኃይል 1 ነው። በጠጣር ኳስ 1 ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን 2 ሲሆን በጠጣር ኳስ 2 ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን 2 ሲሆን በሁለቱም ጠንካራ ኳሶች ላይ የሚሠራው የኤሌክትሪክ ኃይል 4 ነው። ኩሎምብ በሁለቱም ጠንካራ ኳሶች ላይ የሚሠራው የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን በሁለቱም ጠንካራ ኳሶች ላይ ካለው የኃይል መጠን ውጤት ጋር ተመጣጣኝ ነው (F ≈ q)1 q2).
– በዚህ ሙከራ፣ በሁለቱም ጠንካራ ኳሶች ላይ የሚከፈለው የኃይል መጠን ሁልጊዜ ተመሳሳይ ነው። በሁለቱ ጠንካራ ኳሶች መካከል ያለው ርቀት 1 ከሆነ በሁለቱም ጠንካራ ኳሶች ላይ የሚሠራው የኤሌክትሪክ ኃይል 1 ነው። በሁለቱ ጠንካራ ኳሶች መካከል ያለው ርቀት 2 ከሆነ በሁለቱም ጠንካራ ኳሶች ላይ የሚሠራው የኤሌክትሪክ ኃይል ¼ ነው። ኩሎምብ በሁለቱም ጠንካራ ኳሶች ላይ የሚሠራው የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን ከርቀቱ ካሬ ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው (F ≈ 1 / r)2)
የኩሎምብ ህግ
የኩሎምብ ሕግ በኤሌክትሪክ ኃይል፣ በኤሌክትሪክ ኃይል ክፍያ እና በክፍያዎች መካከል ያለውን ርቀት ግንኙነት የሚያብራራ የፊዚክስ ሕግ ነው። ይህ ሕግ የተቀረፀው በቀደመው ጽሑፍ ላይ እንደተገለጸው በኩሎምብ ሙከራዎች ላይ ነው።
የኩሎምብ ህግ በሌላ በኤሌክትሪክ የተሞላ ቅንጣት ላይ በኤሌክትሪክ የተሞላ ቅንጣት የሚፈጽመው የኃይል መጠን ከሁለቱ ቅንጣቶች የክሶች ድምር ውጤት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ እና በሁለቱ በኤሌክትሪክ የተሞሉ ቅንጣቶች መካከል ካለው ርቀት ካሬ ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ መሆኑን ይገልጻል። ይህ ኃይል ሁለቱን ቅንጣቶች በማገናኘት ቀጥተኛ መስመር ላይ ይሰራል። የሁለቱ ቅንጣቶች የኤሌክትሪክ ክሶች ተመሳሳይ ከሆኑ እና የሁለቱ ቅንጣቶች የኤሌክትሪክ ክሶች ተመሳሳይ ካልሆኑ የኤሌክትሪክ ኃይል ማራኪ ከሆነ የኤሌክትሪክ ኃይል አጸያፊ ነው።
የኩሎምብ ህግ በሂሳብ እኩልታ ውስጥ ሊገለጽ ይችላል፡
የቀመር መግለጫ፡
F12 = በክፍል 1 እና ቅንጣት 2 መካከል የኤሌክትሪክ ኃይል
q1 = የቅንጣት ክፍያዎች ብዛት 1
q2 = የብናኝ 2 የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ብዛት
r12 = በቅንጣት 1 እና በቅንጣት 2 መካከል ያለው ርቀት
(አንብብ፡ ኤፕሲሎን ዜሮ) = 8,854 x 10-12 C2/Nm2
k = (የኩሎምብ ቋሚ) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 በክፍያ q የሚሠራው ኃይል ነው2 ክፍያ በኪው1ኤፍ እያለ12 በክፍያ q የሚሠራው ኃይል ነው1 ክፍያ በኪው2. ረ21 እና ኤፍ12 ክፍያው q ሲሆን እርስ በእርስ ይጋፈጡ1 እና ኪ.2 ክፍያው q ሲሆን እርስ በእርስ ይመሳሰላሉ እና ይሳባሉ1 እና ኪ.2 ተመሳሳይ ዓይነት አይደለም።
F21 እና ኤፍ12 ተመሳሳይ እሴት፣ ተቃራኒ አቅጣጫ እና በተለያዩ ነገሮች ላይ እርምጃ የሚወስዱ ናቸው፣ ስለዚህ እነዚህ ሁለት ኃይሎች የድርጊት-ምላሽ ኃይል ጥንድ ናቸው።
