Artaigil mu dheidhinn an raoin dealain
A thaobh a’ chosgais dealain, chaidh ionnsachadh gu bheil cosgaisean coltach ri chèile a’ cur às dha chèile, agus gu bheil cosgaisean eu-coltach a’ tàladh a chèile. Ma thèid nì le cosgais dheimhinneach a thoirt faisg air nì le cosgais àicheil, bidh an dà nì a’ tarraing ri chèile gus am bi iad a’ gluasad a dh’ionnsaigh a chèile. Air an làimh eile, ma thèid nì le cosgais dheimhinneach a thoirt faisg air nì le cosgais dheimhinneach, bidh an dà nì a’ cur às dha chèile gus am bi iad a’ gluasad air falbh bho chèile. Mar a chaidh a sgrùdadh air cuspair lagh Coulomb, faodaidh nithean le cosgais dealain nithean eile le cosgais dealain a luathachadh leis gu bheil feachd dealain ag obair eadar na nithean seo le cosgais dealain. Tha an fheachd dealain a chuireas nì le cosgais dealain air nithean eile le cosgais dealain na eisimpleir de fheachd as urrainn obrachadh gun cheangal. Is e eisimpleir eile den fheachd as urrainn obrachadh aig astar feachd grabhataidh . Tha an fheachd grabhataidh air a cur an gnìomh le nì mais air nithean mais eile.
Tha feachd frithidh , feachd-tharraing, agus feachd àbhaisteach nan eisimpleirean de fheachdan a tha furasta an tuigsinn oir bidh na feachdan sin ag obair nuair a thachras conaltradh. Air an làimh eile, tha an fheachd dealain na eisimpleir de fheachd a tha duilich a thuigsinn oir faodaidh an fheachd seo obrachadh bho astar sònraichte gun suathadh. Gus tuigse fhaighinn air an fheachd dealain as urrainn obrachadh bho astar sònraichte, nochdaidh bun-bheachd an raoin dealain. Chaidh bun-bheachd an raoin dealain a leasachadh leis an neach-saidheans Breatannach Michael Faraday (1791-1867).
Mìneachadh air an raon dealain (E)
Ma tha glainne neodrach gu dealain an toiseach, bidh an t-slat ghlainne a’ fàs dealain-dhìonach. Nuair a bhios an t-slat ghlainne a’ fàs dealain-dhìonach, aig an aon àm, nochdaidh raon dealain timcheall air a’ ghlainne. Ma thionndaidheas a’ ghlainne neodrach, aig an aon àm falbhaidh an raon dealain. Mar sin, chan urrainnear E a sgaradh bho làthaireachd cosgais dealain. Chan e seòrsa stuth a th’ anns an E mar èadhar agus chan e seòrsa tonn, mar tonnan electromagnetic. Tha E na rud a tha air adhbhrachadh le cosgais dealain agus a’ toirt buaidh air an àite timcheall air cosgais dealain, far nach eil cosgaisean dealain eile a’ faireachdainn ach buaidh E.
Gus deuchainn a dhèanamh a bheil E ann an seòmar, thathar a’ gabhail ris gu bheil cosgais deuchainn san àite sin. Is e cosgais as lugha (Q) a th’ anns a’ chosgais deuchainn agus mar sin bidh an cosgais a’ gineadh raon dealain a tha glè bheag, agus mar sin faodar dearmad a dhèanamh air. Ach, faodaidh an cosgais deuchainn buaidh an raoin dealain a chruthaicheas cosgaisean dealain eile a mhothachadh. Chan eil an cosgais deuchainn air a thaisbeanadh ach airson sgrùdadh a dhèanamh a bheil E ann. Ma tha E san àite,
feumaidh an luchd deuchainn eòlas fhaighinn air an fheachd dealain, agus mura h-eil E ann, chan eil an luchd deuchainn a’ faighinn eòlas air an fheachd dealain.
Seall air an fhigear air an taobh.
Ann am Figear 1, bidh an cosgais +q1 agus an cosgais +q2 a ’ gineadh E anns an àite mun cuairt. Nuair a thèid an cosgais deuchainn +qo a chur aig puing san àite, bidh an cosgais deuchainn +qo a ’ fulang leis an fheachd dealain. ’S e F1 an fheachd dealain a chuireas an cosgais +q1 air a’ chosgais deuchainn +qo , agus ’s e F2 an fheachd dealain a chuireas an cosgais +q2 air a’ chosgais deuchainn +qo . Ann am Figear 2, nuair a thèid an cosgais deuchainn a thoirt air falbh, bidh an E fhathast ann agus chan eil e a’ dol à sealladh bhon àite sin. ’S e raon dealain a th’ ann an E1 air a thoirt gu buil le cosgais dealain +q1 , agus ’s e E2 air a thoirt gu buil le cosgais dealain + q2.
Meud an achaidh dealain
Is e meud vectar a th’ anns an E, far a bheil meud agus stiùireadh aig an raon dealain. Mar as trice canar neart E ri meud E. Tha neart an E aig puing air a mhìneachadh mar fheachd dealain a chuireas cosgais dealain air cosgais deuchainn dheimhinneach a tha air a cur aig a’ phuing sin, air a roinn le meud a’ chosgais deuchainn.
E = neart achaidh dealain
F = feachd dealain
q = cosgais deuchainn
Is e Newton an aonad airson feachd dealain, agus is e Coulomb an aonad airson cosgais dealain agus mar sin is e Newton / Coulomb an aonad airson E, air a ghiorrachadh mar N/C.
Stiùireadh an achaidh dealain
Ann am Figear 1a, bidh cosgais dealain dheimhinneach (+Q) a’ cur an fheachd dealain an gnìomh air a’ chosgais deuchainn dheimhinneach (+q), far a bheil stiùireadh na feachd dealain (F) air falbh bhon chosgais +Q.
Ann am Figear 1b, nuair a thèid an cosgais deuchainn a thoirt air falbh, aig an ìre seo tha raon dealain (E) ann agus tha an stiùireadh aige air falbh bhon chosgais dealain Q.
Ann am Figear 2a, bidh cosgais dealain àicheil (-Q) a’ cur an gnìomh an fheachd dealain ann an cosgais deuchainn dheimhinneach (+q), far a bheil stiùireadh na feachd dealain (F) a’ tighinn faisg air a’ chosgais -Q.
Ann am Figear 2b, nuair a thèid an cosgais deuchainn a thoirt air falbh, aig an ìre seo tha raon dealain (E) ann agus tha an stiùireadh aige faisg air a’ chosgais dealain -Q.
Stèidhichte air an fhigear agus an mìneachadh gu h-àrd, faodar a cho-dhùnadh gu bheil stiùireadh an achaidh dealain air falbh bhon chosgais dealain dheimhinneach agus a’ tighinn faisg air a’ chosgais dealain àicheil.
Loidhne achaidh dealain
Tha an E air a chruthachadh le cosgais dealain agus tha e a’ toirt buaidh air an àite timcheall air a’ chosgais dealain, far nach eil buaidh an E a’ faireachdainn ach le cosgaisean dealain eile. Nuair a tha cosgais dealain eile san E air a chruthachadh le cosgais dealain, bidh cosgais dealain eile a’ faireachdainn buaidh feachd dealain.
Faodar tuigse fhaighinn air an raon dealain gu h-àrd, mar a chaidh a mhìneachadh san artaigil mun E, leis an inntinn ach chan urrainnear a shamhlachadh ach san inntinn. Gus E fhaicinn, tha loidhnichean achaidh dealain air an taisbeanadh. Tha loidhnichean achaidh dealain nan seata de loidhnichean air an tarraing timcheall air cosgais dealain gus comharrachadh gu bheil raon dealain ann. Leis gu bheil e ag amas air làthaireachd E a shealltainn, tha ceangal eadar na loidhnichean seo le E. Ann am faclan eile, faodar meud agus stiùireadh an E a mhìneachadh le bhith a’ tarraing loidhnichean achaidh dealain.
Seo an dàimh eadar stiùireadh agus neart achaidh dealain le loidhnichean achaidh dealain:
An toiseach, bidh stiùireadh an E a’ gluasad air falbh bhon chosgais dheimhinneach agus a’ tighinn faisg air a’ chosgais àicheil. Mar sin, tha stiùireadh nan loidhnichean achaidh dealain cuideachd air falbh bhon chosgais dheimhinneach agus a’ tighinn faisg air a’ chosgais àicheil.
Ma tha an cosgais dheimhinneach ri taobh a’ chosgais àicheil, thèid na loidhnichean achaidh dealain a tharraing a-mach às a’ chosgais dheimhinneach chun a’ chosgais àicheil. Air an làimh eile, ma tha cosgais dheimhinneach ri taobh cosgais dheimhinneach, thèid na loidhnichean achaidh dealain a tharraing a-mach à gach cosgais dheimhinneach agus air falbh bho chèile.
San dàrna àite, tha neart an raoin dealain air a riochdachadh leis an astar eadar loidhnichean an raoin dealain. Mar as dlùithe an t-astar eadar loidhnichean an raoin dealain, ’s ann as àirde neart an raoin dealain agus mar as fhaide an t-astar eadar loidhnichean an raoin dealain, ’s ann as lugha neart an raoin dealain.
Carson, mar as dlùithe an t-astar eadar na loidhnichean, ’s ann as àirde neart an raoin dealain? Gus seo a thuigsinn, thoir sùil air an tuairisgeul a leanas. Ma tha cosgais dheimhinneach aig meadhan na cruinne agus gu bheil na loidhnichean raoin dealain a’ sgaoileadh a-mach ann an diofar stiùiridhean tro uachdar na cruinne. Ma tha an àireamh de loidhnichean raoin dealain N agus ma tha farsaingeachd uachdar na cruinne 4πr² , is e N / 4πr² an àireamh de loidhnichean gach aonad farsaingeachd no dùmhlachd loidhne . Stèidhichte air an fhoirmle seo, airson an aon N, ma dh’fhàsas r nas lugha, bidh an t-astar eadar na loidhnichean a’ fàs nas dlùithe agus ma dh’fhàsas r nas cudromaiche bidh an t-astar eadar na loidhnichean a’ fàs nas fhaide air falbh.
Tha foirmle neart an raoin dealain E = kq / r² cuideachd a’ sealltainn gu bheil neart an raoin dealain co-rèireach gu neo-dhìreach ri ceàrnag an astair. Ma tha r nas lugha, bidh neart an raoin dealain nas follaisiche, agus ma bhios r nas follaisiche, bidh neart an raoin dealain nas lugha.
Stèidhichte air an ath-bhreithneachadh gu h-àrd, faodar a cho-dhùnadh ma tha r a’ fàs nas lugha (a’ tighinn nas fhaisge air a’ chosgais) gu bheil neart an raoin dealain a’ fàs nas motha agus gu bheil an t-astar eadar na loidhnichean a’ fàs nas fhaisge cuideachd. Air an làimh eile, ma tha r a’ fàs nas follaisiche (mar as fhaide air falbh bhon chosgais), bidh neart an raoin dealain a’ fàs nas lugha agus an t-astar eadar na loidhnichean nas fhaide air falbh cuideachd.
San treas àite, tha an àireamh de loidhnichean E co-rèireach ri neart an raoin dealain. Mar as motha de loidhnichean raoin dealain, ’s ann as àirde neart an raoin dealain. Mar as lugha de loidhnichean raoin dealain, ’s ann as lugha neart an raoin dealain.
