የኤሌክትሪክ መስክ

ስለ ኤሌክትሪክ መስክ መጣጥፍ

በኤሌክትሪክ ቻርጅ ጉዳይ ላይ፣ ልክ እንደ ቻርጅ እርስ በርስ እንደሚጋጩ፣ ከቻርጅ በተለየ መልኩ እርስ በርስ እንደሚሳቡ ተምሯል። አዎንታዊ የሆነ ነገር ወደ አሉታዊ ቻርጅ ወደሆነ ነገር ከተጠጋ፣ ሁለቱ ነገሮች አንድ ላይ ይሳባሉ ስለዚህ እርስ በእርሳቸው እንዲንቀሳቀሱ። በተቃራኒው፣ አዎንታዊ የሆነ ነገር ወደ አዎንታዊ ቻርጅ ወደሆነ ነገር ከተጠጋ፣ ሁለቱ ነገሮች እርስ በእርሳቸው እንዲገፉ ስለሚገፋፉ። በኩሎምብ ህግ ርዕሰ ጉዳይ ላይ እንደተጠናው፣ በኤሌክትሪክ የተሞሉ ነገሮች ሌሎች በኤሌክትሪክ የተሞሉ ነገሮችን ሊያፋጥኑ ይችላሉ ምክንያቱም በእነዚህ በኤሌክትሪክ የተሞሉ ነገሮች መካከል የሚሰራ የኤሌክትሪክ ኃይል አለ። በኤሌክትሪክ የተሞላ ነገር በሌሎች በኤሌክትሪክ የተሞሉ ነገሮች ላይ የሚንቀሳቀሰው የኤሌክትሪክ ኃይል ያለ ንክኪ ሊሰራ የሚችል ኃይል ምሳሌ ነው። በ... ላይ ሊሰራ የሚችል ኃይል ሌላው ምሳሌ ርቀት ን ው የስበት ኃይልየስበት ኃይል የሚተገበረው በሌሎች የጅምላ ነገሮች ላይ በጅምላ ነገር ነው።

የግጭት ኃይል, የግፊት ኃይል, መደበኛ ኃይል እነዚህ ኃይሎች ሲገናኙ ስለሚሰሩ ለመረዳት ቀላል የሆኑ ኃይሎች ምሳሌዎች ናቸው። በተቃራኒው የኤሌክትሪክ ኃይል ለመረዳት አስቸጋሪ የሆነ ኃይል ምሳሌ ነው ምክንያቱም ይህ ኃይል ያለ ንክኪ ከተወሰነ ርቀት ሊሠራ ይችላል። ከተወሰነ ርቀት ሊሠራ የሚችለውን የኤሌክትሪክ ኃይል ለመረዳት የኤሌክትሪክ መስክ ጽንሰ-ሀሳብ ይታያል። የኤሌክትሪክ መስክ ጽንሰ-ሀሳብ የተዘጋጀው በብሪታንያዊው ሳይንቲስት ሚካኤል ፋራዴይ (1791-1867) ነው።

የኤሌክትሪክ መስክ ፍቺ (ኢ)

አንድ ብርጭቆ መጀመሪያ ላይ በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ነበር እንበል። በጨርቅ ከተቀባ በኋላ የመስታወቱ ዘንግ በኤሌክትሪክ ኃይል ይሞላል። የመስታወቱ ዘንግ በኤሌክትሪክ ኃይል ሲሞላ በተመሳሳይ ጊዜ የኤሌክትሪክ መስክ በመስታወቱ ዙሪያ ይታያል። መስታወቱ ገለልተኛ ከሆነ በተመሳሳይ ጊዜ የኤሌክትሪክ መስክ ይጠፋል። ስለዚህ የ E መኖር ከኤሌክትሪክ ኃይል መኖር ሊለይ አይችልም። E እንደ አየር ያለ ንጥረ ነገር አይደለም እና እንደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች አይነት ሞገድ አይደለም። E በኤሌክትሪክ ኃይል የሚመጣ ነገር ሲሆን በኤሌክትሪክ ኃይል መሙያ ዙሪያ ያለውን ቦታ ይነካዋል፣ ሌሎች የኤሌክትሪክ ክፍያዎች የ E ተጽዕኖ ብቻ የሚሰማቸው።

በአንድ ክፍል ውስጥ E እንዳለ ለመፈተሽ፣ በዚያ ቦታ የሙከራ ክፍያ እንዳለ ይገመታል። የሙከራ ክፍያው ዝቅተኛው ክፍያ ነው። (ጥ) ስለዚህ ቻርጁ ትንሽ የሆነ የኤሌክትሪክ መስክ እንዲፈጥር፣ ስለዚህ ችላ ሊባል ይችላል። ሆኖም፣ የሙከራ ክፍያው በሌሎች የኤሌክትሪክ ክፍያዎች የሚፈጠረውን የኤሌክትሪክ መስክ ተጽዕኖ ሊሰማው ይችላል። የሙከራ ክፍያው የቀረበው ኢ መኖሩን ለመመርመር ብቻ ነው። በቦታው ውስጥ ኢ ካለ፣

የሙከራ ክፍያው የኤሌክትሪክ ኃይልን መለማመድ አለበት፣ ነገር ግን ኢ ከሌለ የሙከራ ክፍያው የኤሌክትሪክ ኃይልን አያገኝም።

በጎን በኩል ያለውን ምስል ተመልከት።

በስእል 1፣ ክፍያ +q₁ እና ክፍያ + q₂ በአካባቢው ቦታ ላይ E ያመነጫሉ። የሙከራ ክፍያ +q ሲኖር_o በቦታ ውስጥ ባለ አንድ ነጥብ ላይ የተቀመጠ ሲሆን የሙከራ ክፍያው + q_o የኤሌክትሪክ ኃይልን ይለማመዳል። ኤፍ₁ በ +q ቻርጅ የሚሠራው የኤሌክትሪክ ኃይል ነው₁ በሙከራ ክፍያ +q ላይ_oእና ኤፍ₂ በቻርጅ +q የሚሠራው የኤሌክትሪክ ኃይል ነው₂ በሙከራ ክፍያ +q ላይ_oበምስል 2 ላይ፣ የሙከራ ክፍያው ሲወገድ፣ E ይቀራል እና ከዚያ ነጥብ አይጠፋም። E₁ በኤሌክትሪክ ቻርጅ +q የሚፈጠር የኤሌክትሪክ መስክ ነው₁፣ እና ኢ₂ በኤሌክትሪክ ቻርጅ +q የሚመረተው ኢ ነው₂.

የኤሌክትሪክ መስክ ስፋት

ኢ የኤሌክትሪክ መስክ መጠንና አቅጣጫ ያለው የቬክተር መጠን ነው። የE መጠን ብዙውን ጊዜ የE ጥንካሬ ተብሎ ይጠራል። በአንድ ነጥብ ላይ ያለው የE ጥንካሬ የሚገለጸው በዚያ ነጥብ ላይ በተቀመጠው አዎንታዊ የሙከራ ክፍያ ላይ በኤሌክትሪክ ክፍያ የሚገፋ የኤሌክትሪክ ኃይል ሲሆን በሙከራ ክፍያው መጠን ይከፈላል።

ኢ = የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ

ረ = የኤሌክትሪክ ኃይል

q = የሙከራ ክፍያ

የኤሌክትሪክ ኃይል አሃድ ኒውተን ሲሆን የኤሌክትሪክ ኃይል አሃድ ደግሞ ኩሎምብ ስለሆነ የኢ አሃድ ኒውተን / ኩሎምብ ሲሆን N/C ተብሎ በአጭሩ ይተረጎማል።

የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ

በስእል 1a ላይ፣ ፖዘቲቭ የኤሌክትሪክ ቻርጅ (+Q) የኤሌክትሪክ ኃይሉን በአዎንታዊ የሙከራ ቻርጅ (+q) ላይ ያንቀሳቅሳል፣ የኤሌክትሪክ ኃይሉ (F) አቅጣጫ ከ+Q ቻርጅ ርቆ ይገኛል።

በምስል 1ለ፣ የሙከራ ክፍያ ሲወገድ፣ በዚህ ነጥብ ላይ አቅጣጫው ከኤሌክትሪክ ክፍያ Q የራቀ የኤሌክትሪክ መስክ (E) አለ።

በስእል 2a ላይ፣ ኔጌቲቭ የኤሌክትሪክ ቻርጅ (-Q) የኤሌክትሪክ ኃይሉን በአዎንታዊ የሙከራ ቻርጅ (+q) ውስጥ ያስኬዳል፣ የኤሌክትሪክ ኃይሉ (F) አቅጣጫ ወደ ቻርጅ -Q ይጠጋል።

በምስል 2ለ፣ የሙከራ ክፍያ ሲወገድ፣ በዚህ ነጥብ ላይ የኤሌክትሪክ መስክ (E) አቅጣጫው ከኤሌክትሪክ ክፍያ -Q ጋር ቅርብ የሆነ ነው።

ከላይ ባለው ምስል እና ማብራሪያ ላይ በመመስረት፣ የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ ከአዎንታዊ የኤሌክትሪክ ክፍያ ርቆ የሚገኝ እና ወደ አሉታዊ የኤሌክትሪክ ክፍያ የሚጠጋ ነው ብሎ መደምደም ይቻላል።

የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች

ኢ የሚፈጠረው በ የኤሌክትሪክ ክፍያ እና በኤሌክትሪክ ክፍያው ዙሪያ ያለውን ቦታ ይነካል፣ የኢ ተጽዕኖ በሌሎች የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ብቻ የሚሰማበት። ሌላ የኤሌክትሪክ ክፍያ በኤሌክትሪክ ቻርጅ በሚፈጠር ኢ ውስጥ ሲሆን፣ ሌላ የኤሌክትሪክ ቻርጅ የኤሌክትሪክ ኃይል ተጽዕኖን ይገነዘባል።

ከላይ ስለ ኢ በሚለው ጽሑፍ ላይ እንደተገለጸው የኤሌክትሪክ መስክን መረዳት በአእምሮ ሊተገበር ይችላል ነገር ግን በአእምሮ ውስጥ ብቻ ሊታሰብ ይችላል። ኢን በዓይነ ሕሊና ለማየት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ቀርበዋል። የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች የኤሌክትሪክ መስክ መኖሩን ለማመልከት በኤሌክትሪክ ኃይል ዙሪያ የተሳሉ የመስመሮች ስብስብ ናቸው። የኢ መኖርን ለማሳየት ስለሚፈልግ፣ በእነዚህ መስመሮች መካከል ከኢ ጋር ግንኙነት አለ። በሌላ አነጋገር የኢ መጠን እና አቅጣጫ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮችን በመሳል ሊገለጽ ይችላል።

የሚከተለው በኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች መካከል ባለው አቅጣጫ እና በኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ መካከል ያለው ግንኙነት ነው፡

በመጀመሪያ፣ የE አቅጣጫ ከአዎንታዊ ክፍያ ይርቃል እና ወደ አሉታዊ ክፍያ ይጠጋል። ስለዚህ፣ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች አቅጣጫ ከአዎንታዊ ክፍያ ርቆ ወደ አሉታዊ ክፍያ ይጠጋል።

ፖዘቲቭ ቻርጅ ከአሉታዊ ቻርጅ አጠገብ ከሆነ፣ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮቹ ከአዎንታዊ ቻርጅ ወደ አሉታዊ ቻርጅ ይወጣሉ። በተቃራኒው፣ ፖዘቲቭ ቻርጅ ከአዎንታዊ ቻርጅ አጠገብ ከሆነ፣ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮቹ ከእያንዳንዱ ፖዘቲቭ ቻርጅ ወጥተው እርስ በእርሳቸው ይርቃሉ።

ሁለተኛ፣ የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ የሚወከለው በኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች መካከል ባለው ርቀት ነው። በኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች መካከል ያለው ርቀት በቀረበ ቁጥር የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ከፍ ያለ እና በኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች መካከል ያለው ርቀት የበለጠ የሰፋ ሲሆን የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ይቀንሳል።

በመስመሮቹ መካከል ያለው ርቀት ሲጠጋ የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬው ከፍ ያለ የሆነው ለምንድነው? ይህንን ለመረዳት የሚከተለውን ማብራሪያ ይመልከቱ። ፖዘቲቭ ቻርጅ በሉሉ መሃል ላይ እንዳለ እና የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮቹ በሉሉ ወለል በኩል በተለያዩ አቅጣጫዎች እንደተዘረጉ እናስብ። የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ቁጥር N ከሆነ እና የሉሉ ወለል ስፋት 4πr ከሆነ², ከዚያም በአንድ አሃድ ስፋት ወይም የመስመር ጥግግት የመስመሮች ብዛት N / 4πr ነው²በዚህ ቀመር መሠረት፣ ለተመሳሳይ N፣ r ትንሽ ከሆነ፣ በመስመሮቹ መካከል ያለው ርቀት ይቀራረባል እና r የበለጠ ጉልህ ከሆነ በመስመሮቹ መካከል ያለው ርቀት ይርቃል።

የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ቀመር E = kq / r² እንዲሁም የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ከርቀቱ ካሬ ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ መሆኑን ያሳያል። r ትንሽ ከሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ የበለጠ ጎልቶ ይታያል፣ እና r የበለጠ ጎልቶ ከታየ የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ይቀንሳል።

ከላይ በተጠቀሰው ግምገማ ላይ በመመስረት፣ r እየቀነሰ ከሄደ (ወደ ቻርጅ እየተቃረበ) የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ እየጨመረ እና በመስመሮቹ መካከል ያለው ርቀትም እየቀረበ እንደሆነ መደምደም ይቻላል። በተቃራኒው፣ r ይበልጥ ጎልቶ ከታየ (ከቻርጅ እየራቀ በሄደ ቁጥር) የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ እየቀነሰ ይሄዳል እና በመስመሮቹ መካከል ያለው ርቀትም እየራቀ ይሄዳል።

ሦስተኛ፣ የኢ መስመሮች ብዛት ከኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው። የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች በበዙ ቁጥር የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬው ከፍ ይላል። የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ያነሱ በሆኑ ቁጥር የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬው ይቀንሳል።