Haqqında məqalədə elektrik yükü dan elektrik yükü növləri İzah edilir ki, oxşar elektrik yükləri bir-birini itələyir, fərqli elektrik yükləri isə bir-birini cəzb edir. Başqa sözlə, müsbət yüklü cisimlər mənfi yüklü cisimləri, müsbət yüklü cisimlər müsbət yüklü cisimləri, mənfi yüklü cisimlər isə mənfi yüklü cisimləri itələyir. Bu fenomen müsbət yüklü və mənfi yüklü cisimlərə təsir edən elektrik qüvvəsinin mövcudluğunu göstərir. Elektrik yüklü cisimlər arasındakı elektrik qüvvəsinin böyüklüyünə hansı amillər təsir göstərir?
Fransız fiziki Çarlz Kulon (1736–1806) 1780-ci illərdə elektrik yüklü cisimlər arasındakı elektrik qüvvəsinin böyüklüyünə təsir edən amilləri araşdırmaq üçün bir sıra təcrübələr aparmışdır. Kulonun istifadə etdiyi aparat, Kavendişin cazibə qüvvəsi sabitini araşdırmaq üçün istifadə etdiyi və burulma balansı adlanan aparata bənzəyirdi. Kulon elektrik qüvvəsini araşdırdığı üçün iki elektrik yüklü metal kürədən istifadə etmiş, Kavendiş isə cazibə qüvvəsini araşdırdığı üçün iki elektrik yüklü olmayan kütlə kürəsindən istifadə etmişdir.
Tork miqyası necə işləyir
Tork şkalasının necə işləməsi mövzu ilə bağlıdır fırlanma anı və ya qüvvə anı fəsildə fırlanma dinamikası.
Burulma balansındakı boşluq, bərk cisimdəki elektrik yükünün havaya keçməsinin qarşısını almaq üçün vakuumdur. Bərk cisimdəki elektrik yükünün miqdarının təyini aşağıdakı üsulla aparılır. Əvvəlcə bərk cisim A keçiricilik və ya sürtünmə yolu ilə elektrik yükü ilə doldurulur. Elektrik yükü ilə doldurulmuş bərk cisim A, bərk cisim A-nın elektrik yükü bərk cisim B-yə bərabər bölünənə qədər elektrik keçiricisi istifadə edərək hələ də neytral olan bərk cisim B-yə qoşulur. Əgər bərk cisim A-nın elektrik yükünün miqdarı ½-dirsə, bərk cisim B-nin elektrik yükü ½-dir. Daha sonra, bərk cisim B və bərk cisim C, bərk cisim B-nin elektrik yükü bərk cisim C-yə bərabər bölünənə qədər elektrik keçiricisi ilə birləşdirilir. Bərk cisim B-nin elektrik yükünün miqdarı ¼-dürsə, bərk cisim C-nin elektrik yükünün miqdarı ¼-dür. Bərk cisim 1 və bərk cisim 2-nin elektrik yükünün miqdarı və elektrik yükünün növü bu şəkildə əldə edilir.
Bərk kürə 1 və bərk kürə 2 elektrik yüklüdür, beləliklə, iki kürə eyni elektrik yükünə malikdirsə, iki bərk kürə bir-birini itələyir və ya iki kürə fərqli elektrik yükünə malikdirsə, bir-birini cəzb edir. İki elektrik yüklü bərk kürə arasında cazibə və ya itələmə qüvvəsinin olması bərk kürə 2-nin fırlanmasına səbəb olur. Bərk kürə 2-nin hərəkət bucağı iki bərk kürəyə təsir edən elektrik qüvvəsini təyin etmək üçün ölçülür.
Elektrik qüvvəsinə təsir edən amillər
Burulma balansından istifadə edərək aparılan təcrübələrə əsaslanaraq, Kulon bir neçə şeyi kəşf etdi.
– Bu təcrübədə iki bərk cisim topu arasındakı məsafə həmişə eynidir. Bərk cisim topu 1-də elektrik yükünün miqdarı 1, bərk cisim topu 2-də elektrik yükünün miqdarı isə 1 olduqda, hər iki bərk cisim topuna təsir edən elektrik qüvvəsi 1-dir. Bərk cisim topu 1-də elektrik yükünün miqdarı 2, bərk cisim topu 2-də elektrik yükünün miqdarı isə 2 olduqda, hər iki bərk cisim topuna təsir edən elektrik qüvvəsi 4-dür. Kulon belə bir nəticəyə gəldi ki, hər iki bərk cisim topuna təsir edən elektrik qüvvəsinin böyüklüyü hər iki bərk cisim topundakı yük miqdarının hasilinə mütənasibdir (F ≈ q1 q2).
– Bu təcrübədə hər iki bərk cisimdəki yük miqdarı həmişə eynidir. Əgər iki bərk cisim arasındakı məsafə 1-dirsə, hər iki bərk cisimdəki elektrik qüvvəsi 1-dir. Əgər iki bərk cisimdəki məsafə 2-dirsə, hər iki bərk cisimdəki elektrik qüvvəsi ¼-dir. Kulon hər iki bərk cisimdəki elektrik qüvvəsinin böyüklüyünün məsafənin kvadratı ilə tərs mütənasib olduğu qənaətinə gəldi (F ≈ 1 / r2)
Kulon qanunu
Kulon qanunu elektrik qüvvəsi, elektrik yükü və yüklər arasındakı məsafə arasındakı əlaqəni izah edən fizika qanunudur. Bu qanun əvvəlki məqalədə izah edildiyi kimi Kulon təcrübələrinə əsasən formalaşdırılıb.
Kulon qanunu elektrik yüklü bir hissəciyin digər elektrik yüklü bir hissəciyə təsir edən qüvvənin böyüklüyünün iki hissəciyin yüklərinin cəminin hasilinə düz mütənasib və iki elektrik yüklü hissəcik arasındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasib olduğunu bildirir. Bu qüvvə iki hissəciyi birləşdirən düz xətt boyunca təsir göstərir. İki hissəciyin elektrik yükləri eynidirsə, elektrik qüvvəsi itələyici, iki hissəciyin elektrik yükləri eyni deyilsə isə cəlbedicidir.
Kulon qanunu riyazi tənliklə ifadə edilə bilər:
Formula təsviri:
F12 = 1-ci hissəcik və 2-ci hissəcik arasındakı elektrik qüvvəsi
q1 = hissəcik yüklərinin sayı 1
q2 = 2-ci hissəciyin elektrik yüklərinin sayı
r12 = 1-ci hissəciklə 2-ci hissəcik arasındakı məsafə
(oxu: epsilon sıfır) = 8,854 x 1012- C2/Nm2
k = (Kulon sabiti) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 q yükünün təsir etdiyi qüvvədir2 q yükündə1, halbuki F12 q yükünün təsir etdiyi qüvvədir1 q yükündə2. F21 və F12 yük q olduqda bir-birini itələyirlər1 və q2 oxşardır və yük q olduqda bir-birini cəzb edir1 və q2 eyni tip deyil.
F21 və F12 eyni qiymətə, əks istiqamətə malikdir və fərqli cisimlərə təsir göstərir, buna görə də bu iki qüvvə hərəkət-reaksiya qüvvəsi cütüdür.
