ເຄືອຂ່າຍ Gurumuda
ກວດສອບອະນຸພາກທີ່ໝູນວຽນ. ອະນຸພາກທີ່ມີມວນ m ໄດ້ຮັບແຮງ F ເພື່ອໃຫ້ອະນຸພາກໝູນອ້ອມແກນ O. ອະນຸພາກຢູ່ຫ່າງຈາກແກນໝູນ r. ທຳອິດ, ອະນຸພາກຈະຢຸດນິ້ງ (v = 0). ຫຼັງຈາກເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍແຮງ F, ອະນຸພາກຈະເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວທີ່ແນ່ນອນ ເພື່ອໃຫ້ອະນຸພາກມີຄວາມເລັ່ງສະຕັງເຊນ. ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງແຮງ (F), ມວນ (m), ແລະ ຄວາມເລັ່ງສະຕັງເຊນຂອງອະນຸພາກແມ່ນສະແດງອອກໂດຍສົມຜົນທີ 3:
ໃນຕົວນຳເຊັ່ນ: ທອງແດງ, ມີເອເລັກຕຣອນທີ່ເຄື່ອນທີ່ແບບສຸ່ມດ້ວຍຄວາມໄວສູງຢ່າງເສລີແຕ່ບໍ່ຫຼົບໜີອອກຈາກໂລຫະ. ເອເລັກຕຣອນທີ່ສາມາດເຄື່ອນທີ່ຢ່າງເສລີເອີ້ນວ່າເອເລັກຕຣອນອິດສະຫຼະ. ເຖິງແມ່ນວ່າເອເລັກຕຣອນຈະເຄື່ອນທີ່ຢ່າງເສລີໃນທຸກທິດທາງ, ແຕ່ບໍ່ມີການໄຫຼທັງໝົດຂອງເອເລັກຕຣອນໃນທິດທາງສະເພາະ. ສະພາບການນີ້ເກີດຂຶ້ນເມື່ອບໍ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນທາງດ້ານທ່າແຮງລະຫວ່າງສອງສົ້ນຂອງສາຍທອງແດງ.
ເມື່ອສາຍໄຟເຊື່ອມຕໍ່ກັບແຫຼ່ງໄຟຟ້າ, ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງທ່າແຮງຈະເກີດຂຶ້ນລະຫວ່າງສອງສົ້ນຂອງສາຍທອງແດງ, ດັ່ງນັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງປະກົດຂຶ້ນພາຍໃນສາຍທອງແດງ. ການມີຢູ່ຂອງສະໜາມໄຟຟ້າເຮັດໃຫ້ເອເລັກຕຣອນອິດສະຫຼະປະສົບກັບແຮງໄຟຟ້າ F = q E = e E, ບ່ອນທີ່ F = ແຮງໄຟຟ້າ , e = ປະຈຸໄຟຟ້າ, E = ສະໜາມໄຟຟ້າ . ແຮງໄຟຟ້ານີ້ເຮັດໃຫ້ເອເລັກຕຣອນທັງໝົດທີ່ເຄື່ອນທີ່ຢ່າງອິດສະຫຼະເລັ່ງຂຶ້ນຮ່ວມກັນ, ເຊິ່ງເປັນທິດທາງດຽວກັນກັບແຮງໄຟຟ້າ.
ຄຳນິຍາມຂອງ ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າ ແມ່ນອຸປະກອນທີ່ເກັບຮັກສາປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ. ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າງ່າຍໆປະກອບດ້ວຍແຜ່ນ ຫຼື ແຜ່ນສອງແຜ່ນທີ່ມີຕົວນຳໄຟຟ້າທີ່ວາງໄວ້ໃກ້ກັນແຕ່ບໍ່ແຕະກັນ ແລະ ແຍກອອກຈາກກັນດ້ວຍຕົວກັນຄວາມຮ້ອນ ຫຼື ສູນຍາກາດ. ຕົວນຳໄຟຟ້າແມ່ນວັດສະດຸທີ່ສາມາດນຳໄຟຟ້າໄດ້ເຊັ່ນ: ໂລຫະ, ໃນຂະນະທີ່ຕົວກັນຄວາມຮ້ອນແມ່ນວັດສະດຸທີ່ບໍ່ສາມາດນຳໄຟຟ້າໄດ້ເຊັ່ນ: ພາດສະຕິກ.
ໃນຕອນທຳອິດ, ຕົວນຳທັງສອງບໍ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າ ຫຼື ເປັນກາງທາງໄຟຟ້າ. ເພື່ອໃຫ້ຕົວນຳໜຶ່ງມີປະຈຸບວກ ແລະ ຕົວນຳອີກຕົວໜຶ່ງມີປະຈຸລົບ, ຕ້ອງມີການໂອນເອເລັກຕຣອນຈາກຕົວນຳໜຶ່ງໄປຫາອີກຕົວໜຶ່ງ. ເອເລັກຕຣອນຢູ່ເທິງໜ້າຂອງອະຕອມ, ສະນັ້ນພວກມັນຈຶ່ງງ່າຍຕໍ່ການເຄື່ອນຍ້າຍ. ຫຼັງຈາກເອເລັກຕຣອນໄດ້ເຄື່ອນຍ້າຍຈາກຕົວນຳໜຶ່ງໄປຫາອີກຕົວໜຶ່ງ, ຕົວນຳໜຶ່ງມີ ເອເລັກຕຣອນ ເກີນ (ຂາດໂປຣຕອນ)
ເພື່ອໃຫ້ມັນມີປະຈຸລົບ, ໃນຂະນະທີ່ຕົວນຳອີກຕົວໜຶ່ງມີການຂາດເອເລັກຕຣອນ (ໂປຣຕອນເກີນ) ເພື່ອໃຫ້ມັນມີປະຈຸບວກ. ຄຳອະທິບາຍລະອຽດກ່ຽວກັບຂະບວນການສາກປະຈຸໄຟຟ້າໃສ່ຕົວເກັບປະຈຸໄດ້ຖືກທົບທວນຄືນໃນຫົວຂໍ້ການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າໃນຕົວເກັບປະຈຸ.
ທ່າແຮງໄຟຟ້າຖືກນິຍາມວ່າເປັນ ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ ຕໍ່ໜ່ວຍປະຈຸໄຟຟ້າ. ສົມມຸດວ່າເມື່ອມັນຢູ່ທີ່ຈຸດ a, ປະຈຸໄຟຟ້າ q ມີພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າເທົ່າກັບ EP a , ຫຼັງຈາກນັ້ນທ່າແຮງໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ a ແມ່ນໄດ້ກຳໜົດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
V = ທ່າແຮງໄຟຟ້າ, EP = ພະລັງງານທ່າແຮງໄຟຟ້າ, q = ປະຈຸໄຟຟ້າ
V ບໍ່ພຽງແຕ່ຢູ່ຈຸດ a ເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງຢູ່ທຸກຈຸດໃນ ສະໜາມໄຟຟ້າ. ຈຸດ a ຖືກໃຊ້ເປັນຕົວຢ່າງ. ດັ່ງທີ່ຈະໄດ້ອະທິບາຍຕໍ່ໄປ, V ບໍ່ໄດ້ຂຶ້ນກັບປະຈຸໄຟຟ້າ q.
ກ່ອນທີ່ຈະສຶກສາຫົວຂໍ້ນີ້, ກ່ອນອື່ນໝົດ, ທ່ານຄວນເຂົ້າໃຈວຽກ, ກຳລັງອະນຸລັກ, ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງກຳລັງອະນຸລັກກັບພະລັງງານ ທີ່ມີທ່າແຮງ , ກຳລັງໄຟຟ້າ ແລະ ສະໜາມໄຟຟ້າ.
ນອກເໜືອໄປຈາກແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ແລະ ແຮງສະປິງ, ອີກຕົວຢ່າງໜຶ່ງຂອງແຮງອະນຸລັກແມ່ນແຮງໄຟຟ້າ. ເພື່ອເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນວ່າເປັນຫຍັງແຮງໄຟຟ້າຈຶ່ງຖືກເອີ້ນວ່າແຮງອະນຸລັກ, ໃຫ້ເຂົ້າໃຈຄຳອະທິບາຍຕໍ່ໄປນີ້.
ສະໜາມໄຟຟ້າ ໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າຈຸດດຽວ
ເພື່ອຄິດໄລ່ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າບວກດຽວ, ຂັ້ນຕອນທຳອິດແມ່ນການເລືອກໜ້າດິນ Gauss ຮູບຊົງກົມທີ່ມີລັດສະໝີ r ບ່ອນທີ່ຈຸດໃຈກາງຂອງຮູບຊົງກົມຢູ່ທີ່ປະຈຸໄຟຟ້າດຽວ. ພື້ນທີ່ໜ້າດິນຂອງລູກບານແມ່ນ 4πr2.
ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ອອກມາຈາກຈຸດໃຈກາງຂອງຊົງກົມຈະເຈາະເຂົ້າໄປໃນຮູບຊົງຕັ້ງສາກກັບໜ້າຜິວຂອງຊົງກົມ ດັ່ງນັ້ນສູດຂອງຟລັກຊ໌ໄຟຟ້າແມ່ນ Φ = E A. ສູດຂອງກົດເກນຂອງ Gauss ແມ່ນ Φ = Q/ε o
ກ່ຽວກັບ ກົດໝາຍຂອງ Coulomb , ແຮງລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າໄດ້ຖືກສຶກສາ. ໃນການທົບທວນສະໜາມໄຟຟ້າ, ຮູບແບບອື່ນຂອງກົດໝາຍຂອງ Coulomb ໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລື, ເຊິ່ງສະແດງອອກໂດຍສົມຜົນ F = q E,
ບ່ອນທີ່ F ແມ່ນແຮງໄຟຟ້າ, q ແມ່ນປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ E ແມ່ນສະໜາມໄຟຟ້າ. ສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າກົດໝາຍຂອງຄູລອມແມ່ນກົດໝາຍຂອງຟີຊິກທີ່ອະທິບາຍຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ (q) ແລະສະໜາມໄຟຟ້າ (E).
ກົດໝາຍຂອງ Gauss ເປັນກົດໝາຍຟີຊິກອີກອັນໜຶ່ງທີ່ອະທິບາຍເຖິງຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ສະໜາມໄຟຟ້າ. ກົດໝາຍຂອງ Gauss ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍ Carl Friedrich Gauss (1777-1855), ນັກຟີຊິກທິດສະດີ ແລະ ນັກຄະນິດສາດເຢຍລະມັນ.
ກ່ຽວກັບສະໜາມໄຟຟ້າ, ໄດ້ມີການສົນທະນາກ່ຽວກັບຄຳນິຍາມ ແລະ ສົມຜົນຂອງ ສະໜາມໄຟຟ້າ ເຊິ່ງສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າ, ປະຈຸໄຟຟ້າຫຼາຍປະຈຸ ຫຼື ໂດຍການແຈກຢາຍປະຈຸໄຟຟ້າ. ການຄິດໄລ່ຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າ ຫຼື ສອງປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນແກ້ໄຂໄດ້ງ່າຍໂດຍໃຊ້ສູດຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ. ຖ້າສິ່ງທີ່ຄິດໄລ່ແມ່ນຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍການແຈກຢາຍປະຈຸໄຟຟ້າ, ການຄິດໄລ່ຈະສັບສົນກວ່າຖ້າໃຊ້ສູດສຳລັບຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ, ແຕ່ມັນຈະງ່າຍກວ່າທີ່ຈະໃຊ້ ກົດເກນ . ກ່ອນທີ່ຈະສຶກສາກົດເກນຢ່າງເລິກເຊິ່ງ, ກ່ອນອື່ນໝົດ, ໃຫ້ເຂົ້າໃຈຟລັກຊ໌ໄຟຟ້າກ່ອນ ເນື່ອງຈາກແນວຄວາມຄິດຂອງຟລັກຊ໌ໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ໃນກົດເກນ.
ໃນຫົວຂໍ້ຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ, ໄດ້ຮຽນຮູ້ວ່າປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ຄ້າຍຄືກັນຈະຍູ້ກັນ, ໃນຂະນະທີ່ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ຄືກັນຈະດຶງກັນ. ຖ້າວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກຖືກນຳມາໃກ້ວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າລົບ, ວັດຖຸທັງສອງຈະດຶງກັນເພື່ອໃຫ້ພວກມັນເຄື່ອນທີ່ເຂົ້າຫາກັນ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກຖືກນຳມາໃກ້ວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ, ວັດຖຸທັງສອງຈະຍູ້ກັນເພື່ອໃຫ້ພວກມັນເຄື່ອນທີ່ອອກຈາກກັນ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ສຶກສາໃນຫົວຂໍ້ຂອງກົດໝາຍ Coulomb, ວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າສາມາດເລັ່ງວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າອື່ນໆໄດ້ເພາະວ່າມີແຮງໄຟຟ້າທີ່ກະທຳລະຫວ່າງວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້. ແຮງໄຟຟ້າທີ່ວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າອອກໃສ່ວັດຖຸທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າອື່ນໆແມ່ນຕົວຢ່າງໜຶ່ງຂອງແຮງທີ່ສາມາດກະທຳໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງສຳຜັດ. ຕົວຢ່າງອີກອັນໜຶ່ງຂອງແຮງທີ່ສາມາດກະທຳໄດ້ໃນ ໄລຍະໄກ ແມ່ນ ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ . ແຮງໂນ້ມຖ່ວງແມ່ນແຮງໂນ້ມຖ່ວງທີ່ວັດຖຸມວນສານອອກໃສ່ວັດຖຸມວນສານອື່ນໆ.