និយមន័យនៃចរន្តអគ្គិសនី
នៅក្នុងខ្សែចម្លងដូចជាទង់ដែង មានអេឡិចត្រុងដែលធ្វើចលនាដោយចៃដន្យក្នុងល្បឿនលឿនដោយសេរី ប៉ុន្តែមិនគេចចេញពីលោហៈទេ។ អេឡិចត្រុងដែលអាចធ្វើចលនាដោយសេរីត្រូវបានគេហៅថា អេឡិចត្រុងសេរី។ ទោះបីជាអេឡិចត្រុងធ្វើចលនាដោយសេរីគ្រប់ទិសដៅក៏ដោយ ក៏មិនមានលំហូរអេឡិចត្រុងសរុបក្នុងទិសដៅជាក់លាក់ណាមួយដែរ។ ស្ថានភាពនេះកើតឡើងនៅពេលដែលមិនមានភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងចុងទាំងពីរនៃខ្សែទង់ដែង។
នៅពេលដែលខ្សែត្រូវបានភ្ជាប់ទៅប្រភពអគ្គិសនី ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលកើតឡើងរវាងចុងទាំងពីរនៃខ្សែស្ពាន់ ដូច្នេះដែនអគ្គិសនីលេចឡើងនៅក្នុងខ្សែស្ពាន់។ អត្ថិភាពនៃដែនអគ្គិសនីបណ្តាលឱ្យអេឡិចត្រុងសេរីជួបប្រទះកម្លាំងអគ្គិសនី F = q E = e E ដែល F = កម្លាំងអគ្គិសនី , e = បន្ទុកអេឡិចត្រុង , E = ដែនអគ្គិសនី ។ កម្លាំងអគ្គិសនីនេះបណ្តាលឱ្យអេឡិចត្រុងទាំងអស់ដែលកំពុងធ្វើចលនាដោយសេរីបង្កើនល្បឿនជាមួយគ្នា ដែលជាទិសដៅដូចគ្នានឹងកម្លាំងអគ្គិសនី។
អេឡិចត្រុងសេរីដែលធ្វើចលនាជាមួយគ្នាគឺស្ថិតនៅចន្លោះអាតូមដែលនៅសេសសល់ក្នុងខ្សែស្ពាន់ ដូច្នេះអេឡិចត្រុងទាំងអស់ប៉ះទង្គិចជាមួយអាតូម។ ការប៉ះទង្គិចគ្នាបណ្តាលឱ្យទិសដៅនៃអេឡិចត្រុងសេរីផ្លាស់ប្តូរ។ អេឡិចត្រុងទាំងអស់នេះតែងតែជួបប្រទះកម្លាំងអគ្គិសនី ដូច្នេះអេឡិចត្រុងទាំងអស់ត្រូវបានបង្កើនល្បឿនក្នុងទិសដៅដូចគ្នានឹងទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនី។ បន្ទាប់ពីធ្វើចលនាមួយសន្ទុះ អេឡិចត្រុងសេរីប៉ះទង្គិចជាមួយអាតូមនៅក្នុងខ្សែស្ពាន់។ ប៉ុន្តែអេឡិចត្រុងសេរីតែងតែជួបប្រទះកម្លាំងអគ្គិសនី ដូច្នេះអេឡិចត្រុងទាំងអស់ត្រូវបានបង្កើនល្បឿនម្តងទៀត។ ដូច្នេះក្រៅពីធ្វើចលនាដោយចៃដន្យក្នុងទិសដៅផ្សេងៗ អេឡិចត្រុងសេរីទាំងអស់ក៏ធ្វើចលនាយឺតៗជាមួយគ្នាក្នុងទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនី និងក្នុងទិសដៅផ្ទុយទៅនឹងដែនអគ្គិសនី។ ទិសដៅនៃដែនអគ្គិសនីគឺពីសក្តានុពលអគ្គិសនីខ្ពស់ទៅសក្តានុពលអគ្គិសនីទាប ខណៈពេលដែលអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីពីសក្តានុពលទាបទៅសក្តានុពលខ្ពស់។ ចលនាចៃដន្យនៃអេឡិចត្រុងសេរីនីមួយៗមានល្បឿនលឿនខ្លាំង ខណៈពេលដែលចលនាជាមួយអេឡិចត្រុងសេរីក្នុងទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនីមានល្បឿនយឺតខ្លាំង។ ចលនានេះជាមួយអេឡិចត្រុងសេរីក្នុងទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនីក៏ត្រូវបានគេហៅថា ល្បឿនរសាត់ ផងដែរ ។
ចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានកំណត់ថាជាលំហូរនៃបន្ទុកអគ្គិសនីតាមរយៈផ្នែកឆ្លងកាត់នៃខ្សែដឹកនាំក្នុងចន្លោះពេលជាក់លាក់មួយ។ ស្របតាមកិច្ចព្រមព្រៀង ទិសដៅនៃចរន្តអគ្គិសនីគឺដូចគ្នានឹងទិសដៅនៃបន្ទុកវិជ្ជមាន។ កិច្ចព្រមព្រៀងនេះត្រូវបានធ្វើឡើងមុនពេលដែលគេដឹងថាអ្វីដែលពិតជាផ្លាស់ទីនៅក្នុងខ្សែដឹកនាំគឺអេឡិចត្រុងសេរីដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ទិសដៅនៃចលនារបស់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងខ្សែដឹកនាំគឺផ្ទុយពីទិសដៅនៃចរន្តអគ្គិសនី។ ដូច្នេះប្រសិនបើយើងពិភាក្សាអំពីចរន្តដែលហូរនៅក្នុងខ្សែដឹកនាំ អ្វីដែលមានន័យគឺលំហូរនៃបន្ទុកវិជ្ជមាន ដែលត្រូវបានគេហៅថាចរន្តធម្មតាផងដែរ ពីព្រោះវាជាលទ្ធផលនៃកិច្ចព្រមព្រៀង។
សមីការនៃចរន្តអគ្គិសនី
តាមគណិតវិទ្យា ចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានបង្ហាញដោយសមីការ៖
ខ្ញុំ = Δ Q / Δt
I = ចរន្តអគ្គិសនី, ΔQ = បរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនី, Δt = ចន្លោះពេល។
ឯកតានៃចរន្តអគ្គិសនី
ឯកតានៃបន្ទុកអគ្គិសនីគឺ Coulomb ឯកតានៃពេលវេលាគឺវិនាទី ដូច្នេះឯកតានៃចរន្តអគ្គិសនីគឺ Coulomb/វិនាទី។ Coulomb/វិនាទីក៏ត្រូវបានគេហៅថា Ampere ដែលជាឈ្មោះរបស់អ្នករូបវិទ្យាជនជាតិបារាំង Andre Marie Ampere (1775-1836)។ 1 Ampere = 1 Coulomb/វិនាទី (1 A = 1 C/s)។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ចរន្តអគ្គិសនី 1 Ampere គឺស្មើនឹងបន្ទុកអគ្គិសនី 1 Coulomb ដែលឆ្លងកាត់ផ្ទៃកាត់នៃខ្សែរយៈពេល 1 វិនាទី។ ក្រៅពីត្រូវបានបង្ហាញជា Amperes ចរន្តអគ្គិសនីក៏ត្រូវបានបង្ហាញជា milliamperes (1 mA = 10 -3 A), microamperes (1 μA = 10 -6 A), nano amperes (1 nA = 10-9 A) ឬ picoamperes (1 pA = 10 -12 A)។
បញ្ហាគំរូទី 1៖
ចរន្ត 2 អំពែរហូរកាត់ខ្សែរយៈពេល 8 វិនាទី។ ចូរកំណត់បរិមាណបន្ទុកដែលឆ្លងកាត់ចំណុចមួយ និងចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុងបន្ទុកនោះ!
ស្គាល់៖
ចរន្តអគ្គិសនី (I) = 1 អំពែរ
ចន្លោះពេល (t) = 2 វិនាទី
ចង់បាន៖ បន្ទុក (Q) និងចំនួនអេឡិចត្រុង (e)
ដំណោះស្រាយ:
សមីការនៃចរន្តអគ្គិសនី៖
ខ្ញុំ = Q/t
I = ចរន្តអគ្គិសនី, Q = បន្ទុកអគ្គិសនី, t = ចន្លោះពេល
បន្ទុកអគ្គិសនី៖
Q = It = (2 អំពែរ)(8 វិនាទី) = 16 អង្សាសេ។
បន្ទុករបស់អេឡិចត្រុងមួយគឺ 1.6 x 10 -19 Coulomb ដូច្នេះបន្ទុករបស់ 16 Coulombs មានអេឡិចត្រុងច្រើនដូច 16 C / 1.6 x 10 -19 Coulomb = 10 x 10 19 អេឡិចត្រុង។
ចរន្តអគ្គិសនី ល្បឿនរសាត់ និងដង់ស៊ីតេចរន្ត
ពិនិត្យមើលបន្ទុកវិជ្ជមានដែលកំពុងធ្វើចលនាទៅខាងស្តាំជាមួយនឹងល្បឿន ដោយរសាត់ v ក្នុងទិសដៅនៃដែនអគ្គិសនី E
លើខ្សែចម្លងដែលមានផ្ទៃកាត់ A។ បន្ទុកវិជ្ជមានផ្លាស់ទីដល់ s = vt ក្នុងចន្លោះពេល t។
ប្រសិនបើចំនួនភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកក្នុងមួយបរិមាណ (ដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក) គឺ n ហើយបរិមាណនៃចរន្តគឺ A s = A vt,
បន្ទាប់មកចំនួនភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកនៅក្នុងបរិមាណនៃចរន្តអគ្គិសនីគឺ n A v t។ ប្រសិនបើភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកនីមួយៗមានបន្ទុក q នោះបរិមាណបន្ទុកដែលឆ្លងកាត់ចុងចរន្តអគ្គិសនីក្នុងអំឡុងពេល t គឺ Q = nq A v t។ ដូច្នេះចរន្តអគ្គិសនីដែលហូរកាត់ចុងចរន្តអគ្គិសនីគឺ I = Q / t = nq A v។ ចំណែកឯដង់ស៊ីតេចរន្ត ឬចរន្តក្នុងមួយផ្ទៃកាត់ A គឺ J = I / A = nq v។
អាចសន្និដ្ឋានបានថាចរន្តដែលហូរក្នុងចរន្តអគ្គិសនីគឺជាផលគុណនៃការគុណនៃដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិតដែលបានសាក (n)
បរិមាណបន្ទុកសម្រាប់ភាគល្អិតនីមួយៗ (q) ផ្ទៃនៃចរន្ត (A) និងល្បឿននៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក (v)។
សិក្សាសំណួរឧទាហរណ៍ខាងក្រោម។
បញ្ហាគំរូទី 2៖
ចរន្តថេរ 10 អំពែរហូរក្នុងខ្សែស្ពាន់ដែលមានផ្ទៃផ្នែកឆ្លងកាត់ 3 x 10-6 ម៉ែត្រការ៉េ ។ ដង់ស៊ីតេ អេឡិចត្រុងសេរីគឺ 8.4 x 10-28 អេ ឡិចត្រុង/ម៉ែត្រការ៉េ ។ កំណត់ល្បឿននៃការរសាត់អេឡិចត្រុងសេរី!
ស្គាល់៖
ចរន្តអគ្គិសនី (I) = 10 អំពែរ
ផ្ទៃកាត់ខ្សែ (A) = 3 x 10 -6 ម 2
ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងសេរី (n) = 8.4 x 1028 m -3
បន្ទុកអេឡិចត្រុង (q) = 1.6 x 10 -19 C
ចង់បាន៖ ល្បឿននៃការរសាត់អេឡិចត្រុងសេរី (v)
ដំណោះស្រាយ:
ល្បឿនអេឡិចត្រុងត្រូវបានគណនាដោយប្រើរូបមន្តដែលត្រូវបានទាញយកពីមុន៖
I = ចរន្តអគ្គិសនី, n = ដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក = ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុង, q = បន្ទុកអេឡិចត្រុងមួយ, A = ផ្ទៃកាត់នៃចរន្តអគ្គិសនី, v = ល្បឿននៃការរសាត់អេឡិចត្រុង
ល្បឿននៃការរសាត់អេឡិចត្រុងគឺ 0.248 x 10 -3 ម៉ែត្រ/វិនាទី = 0.248 មីលីម៉ែត្រ/វិនាទី។
អេឡិចត្រុងសេរីផ្លាស់ទីជាមួយគ្នាក្នុងខ្សែមួយក្នុងល្បឿន ០,២៤៨ មីលីម៉ែត្រក្នុងមួយវិនាទី។ ម្យ៉ាងវិញទៀត រៀងរាល់វិនាទី អេឡិចត្រុងសេរីទាំងអស់ផ្លាស់ទីបានចម្ងាយរហូតដល់ ០,២៤៨ មីលីម៉ែត្រ។ នេះគឺជាល្បឿនយឺតណាស់។ ប្រសិនបើចលនារបស់អេឡិចត្រុងសេរីយឺតខ្លាំង ហេតុអ្វីបានជាភ្លើងអគ្គិសនីភ្លឺភ្លាមៗបន្ទាប់ពីកុងតាក់ត្រូវបានបើក?
ដើម្បីយល់ពីរឿងនេះ អេឡិចត្រុងហូរក្នុងចរន្តអគ្គិសនីដូចជាលំហូរទឹកនៅខាងក្នុងទុយោ។ ប្រសិនបើទុយោត្រូវបានបំពេញដោយទឹក នោះប្រសិនបើចុងម្ខាងនៃទុយោត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងក្បាលម៉ាស៊ីនទឹក ទឹកនឹងហូរចេញពីចុងម្ខាងទៀតនៃទុយោភ្លាមៗ។ ដូចគ្នានេះដែរ មានអេឡិចត្រុងសេរីនៅក្នុងខ្សែស្ពាន់ និងខ្សែអំពូលភ្លើង។ នៅពេលដែលកុងតាក់ត្រូវបានបើក ដែនអគ្គិសនីកើតឡើងជាមួយនឹងល្បឿនខិតជិតល្បឿនពន្លឺ (ល្បឿនពន្លឺ = 3 x 10 8 ម៉ែត្រ/វិនាទី) ដែលបណ្តាលឱ្យអេឡិចត្រុងសេរីចាប់ផ្តើមធ្វើចលនាជាមួយគ្នានៅពេលនោះ។ មានអេឡិចត្រុងសេរីរួចហើយនៅក្នុងខ្សែអំពូលភ្លើង ដូច្នេះពន្លឺបើកនៅពេលនោះ។
បញ្ហានិងដំណោះស្រាយ
១. ចរន្តអគ្គិសនីថេរ 10 A មាននៅក្នុងខ្សែមួយរយៈពេល 2 នាទី។ តើបរិមាណ បន្ទុក ប៉ុន្មាន ឆ្លងកាត់ខ្សែចម្លងនៅទីតាំងណាមួយ។
ស្គាល់៖
ចរន្តអគ្គិសនី (I) = 10 A
ចន្លោះពេល (t) = 2 នាទី = 2 x 60 វិនាទី = 120 វិនាទី
ចង់បាន៖ សាក (Q)
ដំណោះស្រាយ៖
សមីការនៃចរន្តអគ្គិសនី៖
ខ្ញុំ = q/t
I = ចរន្តអគ្គិសនី, q = បន្ទុកអគ្គិសនី, t = ចន្លោះពេល
បន្ទុកអគ្គិសនី៖
Q = It = (10)(120) = 1200 អង្សាសេ
2. បន្ទុក 60 C ឆ្លងកាត់ចំណុចមួយនៅក្នុងសៀគ្វីរយៈពេល 5 នាទី។ តើចរន្តអគ្គិសនីជាអ្វី?
ស្គាល់៖
ចន្លោះពេល (t) = 5 នាទី = 5 x 60 វិនាទី = 300 វិនាទី
បន្ទុកអគ្គិសនី (Q) = 60 C
ចង់បាន៖ ចរន្តអគ្គិសនី (I)
ដំណោះស្រាយ៖
ចរន្តអគ្គិសនី៖
ខ្ញុំ = Q/t
ខ្ញុំ = 60 / 300
I = 0.2 គូឡុំ/វិនាទី
I = 0.2 អំពែរ
៣. ឯកតានៃចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងប្រព័ន្ធ SI គឺ…
ជាដំណោះស្រាយ
គូឡុំ/វិនាទី
គូឡុំ/វិនាទី ដែលត្រូវបានផ្តល់ឈ្មោះពិសេសមួយថា អំពែរ។
