និយមន័យនៃលំហូរអគ្គិសនី
ទាក់ទងនឹងដែនអគ្គិសនី វាត្រូវបានពិភាក្សាអំពីនិយមន័យ និងសមីការនៃ ដែនអគ្គិសនី ដែលអាចប្រើដើម្បីគណនាកម្លាំងដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងដោយបន្ទុកអគ្គិសនី បន្ទុកអគ្គិសនីជាច្រើន ឬដោយការចែកចាយបន្ទុកអគ្គិសនី។ ការគណនាកម្លាំងដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងដោយបន្ទុកអគ្គិសនីមួយ ឬបន្ទុកអគ្គិសនីពីរ អាចដោះស្រាយបានយ៉ាងងាយស្រួលដោយប្រើរូបមន្តកម្លាំងដែនអគ្គិសនី។ ប្រសិនបើអ្វីដែលត្រូវបានគណនាគឺជាកម្លាំងដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងដោយការចែកចាយបន្ទុកអគ្គិសនី ការគណនានឹងកាន់តែស្មុគស្មាញប្រសិនបើរូបមន្តសម្រាប់កម្លាំងដែនអគ្គិសនីត្រូវបានប្រើ ប៉ុន្តែវាងាយស្រួលជាងក្នុងការប្រើ ច្បាប់របស់ហ្គោស ។ មុននឹងសិក្សាច្បាប់ហ្គោសឱ្យស៊ីជម្រៅ សូមយល់អំពីលំហូរអគ្គិសនីជាមុនសិន ដោយសារតែគោលគំនិតនៃលំហូរអគ្គិសនីដែលប្រើក្នុងច្បាប់ហ្គោស។
ពាក្យថា ហ្វ្លុយស៊ីស (flux) មានប្រភពមកពីពាក្យឡាតាំង fluere ដែលមានន័យថា ហូរ។ ហ្វ្លុយស៊ីសអគ្គិសនីអាចត្រូវបានបកស្រាយថាជាលំហូរដែនអគ្គិសនី។ ពាក្យថា flow នៅទីនេះមិនបង្ហាញពីដែនអគ្គិសនីដែលហូរដូចទឹកហូរទេ ប៉ុន្តែពន្យល់ពីអត្ថិភាពនៃដែនអគ្គិសនីដែលនាំទៅរកទិសដៅជាក់លាក់មួយ។ ទាក់ទងនឹងខ្សែដែនអគ្គិសនី វាត្រូវបានពន្យល់ថា ដែនអគ្គិសនីត្រូវបានមើលឃើញ ឬគូរដោយប្រើខ្សែដែនអគ្គិសនី ដូច្នេះហើយ ហ្វ្លុយស៊ីសអគ្គិសនីក៏ត្រូវបានពិពណ៌នាថាជាខ្សែដែនអគ្គិសនីផងដែរ។ ដូច្នេះ ហ្វ្លុយស៊ីសអគ្គិសនី គឺជាខ្សែដែនអគ្គិសនីដែលឆ្លងកាត់ផ្ទៃជាក់លាក់មួយ ដូចដែលបានបង្ហាញជាឧទាហរណ៍ក្នុងរូបភាពខាងក្រោម។
សមីការនៃលំហូរអគ្គិសនី
តាមគណិតវិទ្យា លំហូរអគ្គិសនីគឺជាផលគុណនៃដែនអគ្គិសនី (E) ផ្ទៃក្រឡា (A) និងកូស៊ីនុសនៃមុំរវាងបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនី និងបន្ទាត់ធម្មតាកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃ។
F = EA cos θ ……………. (សមីការ 1)
ប្រសិនបើខ្សែដែនអគ្គិសនីកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃដែលវាឆ្លងកាត់ដូចក្នុងរូបភាព នោះមុំរវាងខ្សែដែនអគ្គិសនី និងខ្សែធម្មតាគឺ 0o ដែល cos 0o = 1។ ដូច្នេះរូបមន្តសម្រាប់លំហូរអគ្គិសនីផ្លាស់ប្តូរទៅ៖
F = EA cos 0o = EA (1)
F = EA ……………. (សមីការ ២)
ដោយផ្អែកលើរូបមន្ត លំហូរអគ្គិសនីខាងលើសន្និដ្ឋានបាននូវរឿងជាច្រើន។ ទីមួយ លំហូរអគ្គិសនីគឺអតិបរមានៅពេលដែលខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃក្រឡា ពីព្រោះនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនេះ មុំរវាងខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនី និងខ្សែបន្ទាត់ធម្មតាគឺ 0o ដែលកូស៊ីនុស 0o គឺ 1។ ទីពីរ លំហូរអគ្គិសនីគឺអប្បបរមានៅពេលដែលខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីស្របទៅនឹងផ្ទៃក្រឡា ពីព្រោះនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនេះ មុំរវាងខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនី និងខ្សែបន្ទាត់ធម្មតាគឺ 90o ដែល កូស៊ីនុស 90o គឺ 0។ ទីបី លំហូរអគ្គិសនីអាស្រ័យលើដែនអគ្គិសនី (E) និងផ្ទៃក្រឡា (A)។ បន្ថែមពីលើផ្ទៃក្រឡារាងការ៉េដូចនៅក្នុងឧទាហរណ៍ខាងលើ ផ្ទៃក្រឡាក៏អាចមានរាងស្វ៊ែរ និងផ្សេងៗទៀត។
ចរន្តអគ្គិសនីលើផ្ទៃបិទជិត
បន្ទុកអគ្គិសនីដែលបានពិពណ៌នាខាងលើប្រើឧទាហរណ៍នៃផ្ទៃបើកចំហ (ផ្ទៃការ៉េ ឬចតុកោណកែង)។ តើលំហូរអគ្គិសនីលើផ្ទៃបិទដូចជាគូប ធ្នឹម ឬបាល់កើតឡើងយ៉ាងដូចម្តេច? ឧបមាថាមានខ្សែដែនអគ្គិសនីដែលឆ្លងកាត់ធ្នឹមដូចបង្ហាញខាងក្រោម។
ខ្សែដែនអគ្គិសនីដែលមានពណ៌ខៀវស្របគ្នានឹងផ្ទៃខាងលើ និងខាងក្រោមនៃធ្នឹម ដូច្នេះវាបង្កើតបានជាមុំ 90°o ជាមួយនឹងបន្ទាត់ធម្មតានៃផ្ទៃខាងលើ និងខាងក្រោម។ ដូច្នេះ លំហូរអគ្គិសនីនៅលើផ្ទៃខាងលើ និងខាងក្រោមនៃធ្នឹមគឺ F = EA cos 90o = EA (0) = 0 ។
ខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីដែលត្រូវបានផ្តល់ពណ៌លឿងស្របគ្នានឹងផ្ទៃខាងស្តាំ និងខាងឆ្វេងនៃធ្នឹម ដូច្នេះវាបង្កើតជាមុំ 90 ° ជាមួយនឹងបន្ទាត់ធម្មតានៃផ្ទៃខាងឆ្វេង និងខាងស្តាំ។ ដូច្នេះ លំហូរអគ្គិសនីនៅខាងស្តាំ និងខាងឆ្វេងនៃធ្នឹមគឺ F = EA cos 90 ° = EA(0) = 0។
ខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីត្រូវបានផ្តល់ឲ្យបន្ទាត់កាត់កែងពណ៌ក្រហមទៅនឹងផ្ទៃខាងមុខ និងខាងក្រោយនៃធ្នឹម ដើម្បីឱ្យពួកវាបង្កើតជាមុំ 0 o ជាមួយនឹងបន្ទាត់ធម្មតានៃផ្ទៃខាងមុខ និងខាងក្រោយ។ ដូច្នេះ លំហូរអគ្គិសនីគឺ F = EA cos 0 o = EA (1) = E A។
នៅក្នុងរូបភាពខាងលើ ខ្សែបន្ទាត់ពណ៌ក្រហមដែលអាចមើលឃើញនៃដែនអគ្គិសនីផ្លាស់ទីចូលទៅក្នុងធ្នឹម ហើយបន្ទាប់មកផ្លាស់ទីចេញពីធ្នឹម។ នៅពេលដែលខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីផ្លាស់ទីចូលទៅក្នុងធ្នឹមដូចជាមានបន្ទុកអវិជ្ជមាននៅខាងក្នុងធ្នឹម លំហូរអគ្គិសនីគឺអវិជ្ជមាន។ ផ្ទុយទៅវិញ នៅពេលដែលខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីផ្លាស់ទីចេញពីធ្នឹមដូចជាមានបន្ទុកវិជ្ជមាននៅខាងក្នុងធ្នឹម លំហូរអគ្គិសនីគឺវិជ្ជមាន។ តាមគុណភាព ប្រសិនបើចំនួនខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីដែលចូលទៅក្នុងធ្នឹមគឺស្មើនឹងចំនួនខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីដែលចេញពីធ្នឹម លំហូរអគ្គិសនីលទ្ធផលគឺសូន្យ។ តាមបរិមាណ លំហូរអគ្គិសនីលទ្ធផលដែលឆ្លងកាត់ធ្នឹមត្រូវបានគណនាតាមវិធីដូចខាងក្រោម៖ លំហូរអគ្គិសនីចូល = F 1 = – EA cos 0 o = – EA (1) = -EA និងលំហូរអគ្គិសនីចេញ = F 2 = + EA cos 0 o = + EA (1) = + E A. លំហូរអគ្គិសនីសរុបគឺ F = – F 1 + F 2 = -EA + EA = 0។
ដោយផ្អែកលើការគណនាខាងលើ គេបានសន្និដ្ឋានថា លំហូរអគ្គិសនីសរុបដែលឆ្លងកាត់ធ្នឹមដូចក្នុងរូបខាងលើគឺសូន្យ។ អាចនិយាយបានថា លំហូរអគ្គិសនីសរុបគឺសូន្យ ពីព្រោះមិនមានបន្ទុកអគ្គិសនីនៅក្នុងធ្នឹមនោះទេ។ ដូច្នេះប្រសិនបើមិនមានបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើផ្ទៃបិទជិតដូចជាធ្នឹម គូប ស្វ៊ែរ ជាដើម លំហូរអគ្គិសនីសរុបគឺសូន្យ។ ចុះប្រសិនបើមានបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើផ្ទៃបិទជិត?
ឧបមាថាមានបន្ទុកអគ្គិសនីនៅចំកណ្តាលបាល់ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពនៅចំហៀង។ ខ្សែបន្ទាត់ទាំងបួននៃដែនអគ្គិសនីត្រូវបានពិពណ៌នាថាតំណាងឱ្យខ្សែបន្ទាត់នៃដែនអគ្គិសនីផ្សេងទៀតដែលផ្លាស់ទីចេញពីចំកណ្តាលនៃស្វ៊ែរកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃនៃស្វ៊ែរ។ ខ្សែបន្ទាត់នីមួយៗគឺកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃនៃបាល់ ដែលតាមរយៈនោះវាបង្កើតជាមុំ 0។o ជាមួយនឹងបន្ទាត់ធម្មតាកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃបាល់។
លំហូរអគ្គិសនីនៅលើបាល់៖ Φ = E A។
រូបមន្តនៃកម្លាំងវាលអគ្គិសនីគឺ E = kq / r2 ហើយ សមីការនៃផ្ទៃនៃស្វ៊ែរគឺ A = 4 pr2 ដូច្នេះ រូបមន្តនៃលំហូរអគ្គិសនីផ្លាស់ប្តូរទៅ៖
ប្រសិនបើបន្ទុកនៅចំកណ្តាលបាល់គឺ + 2Q នោះលំហូរអគ្គិសនីនៅលើបាល់គឺ
ដោយផ្អែកលើរូបមន្តលំហូរអគ្គិសនី គេសន្និដ្ឋានថា ប្រសិនបើមានបន្ទុកអគ្គិសនីនៅក្នុងផ្ទៃស្វ៊ែរដែលបិទជិត
តម្លៃនៃលំហូរអគ្គិសនីនៅលើបាល់មិនអាស្រ័យលើអង្កត់ផ្ចិត ឬកាំនៃបាល់នោះទេ។ ទំហំនៃលំហូរអគ្គិសនីគឺ 4πk ដងនៃបន្ទុកអគ្គិសនីសរុបនៅក្នុងបាល់ ឬ 1/ε 0 ដងនៃបន្ទុកអគ្គិសនីសរុបនៅក្នុងបាល់។
ឯកតានៃលំហូរអគ្គិសនី
រូបមន្តមូលដ្ឋាននៃលំហូរអគ្គិសនីគឺ F = EA ដែល E ជាកម្លាំងដែនអគ្គិសនី និង A ជាផ្ទៃក្រឡា។ ឯកតានៃដែនអគ្គិសនីគឺ ញូតុនក្នុងមួយគូឡុំ (N/C) ហើយឯកតានៃផ្ទៃក្រឡាគឺ ម៉ែត្រការ៉េ (m2 ) ដូច្នេះឯកតានៃលំហូរអគ្គិសនីគឺ ញូតុនម៉ែត្រការ៉េក្នុងមួយគូឡុំ (Nm2 / C)។
