എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ലേഖനത്തിൽ വൈദ്യുത ചാർജ് ദാൻ വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ തരങ്ങൾ വൈദ്യുത ചാർജുകൾ പരസ്പരം അകറ്റുന്നതുപോലെ, വൈദ്യുത ചാർജുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി പരസ്പരം ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു എന്ന് വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള വസ്തുക്കൾ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള വസ്തുക്കളെ ആകർഷിക്കുന്നു, പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള വസ്തുക്കൾ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള വസ്തുക്കളെ അകറ്റുന്നു, നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള വസ്തുക്കൾ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള വസ്തുക്കളെ അകറ്റുന്നു. പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള വസ്തുക്കളിലും നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള വസ്തുക്കളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു വൈദ്യുതശക്തിയുടെ നിലനിൽപ്പിനെ ഈ പ്രതിഭാസം കാണിക്കുന്നു. വൈദ്യുത ചാർജുള്ള വസ്തുക്കൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുതശക്തിയുടെ വ്യാപ്തിയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ ഏതാണ്?
1780 കളിൽ ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ചാൾസ് കൂലോംബ് (1736–1806) വൈദ്യുത ചാർജുള്ള വസ്തുക്കൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത ബലത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിക്കുന്നതിനായി നിരവധി പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി. ടോർഷൻ ബാലൻസ് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണ സ്ഥിരാങ്കം അന്വേഷിക്കാൻ കാവൻഡിഷ് ഉപയോഗിച്ച ഉപകരണത്തിന് സമാനമായിരുന്നു കൂലോംബ് ഉപയോഗിച്ച ഉപകരണം. വൈദ്യുത ബലത്തെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിച്ചു, അതിനാൽ അദ്ദേഹം രണ്ട് വൈദ്യുത ചാർജുള്ള ലോഹ പന്തുകൾ ഉപയോഗിച്ചു, അതേസമയം കാവൻഡിഷ് ഗുരുത്വാകർഷണ ബലത്തെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിച്ചു, അതിനാൽ അദ്ദേഹം പിണ്ഡമുള്ള രണ്ട് വൈദ്യുത ചാർജില്ലാത്ത പന്തുകൾ ഉപയോഗിച്ചു.
ഒരു ടോർക്ക് സ്കെയിൽ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു
ഒരു ടോർക്ക് സ്കെയിൽ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നത് വിഷയവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ടോർക്ക് അല്ലെങ്കിൽ ബലപ്രയോഗം അധ്യായത്തിൽ ഭ്രമണ ചലനാത്മകത.
സോളിഡ് ബോളിലെ വൈദ്യുത ചാർജ് വായുവിലേക്ക് മാറ്റുന്നത് തടയാൻ ടോർഷൻ ബാലൻസിലെ സ്ഥലം വാക്വം ആണ്. സോളിഡ് ബോളിലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഇനിപ്പറയുന്ന രീതി ഉപയോഗിച്ചാണ്. തുടക്കത്തിൽ, സോളിഡ് ബോൾ A ചാലകതയിലൂടെയോ ഘർഷണത്തിലൂടെയോ വൈദ്യുത ചാർജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. വൈദ്യുത ചാർജ് ചെയ്ത സോളിഡ് ബോൾ A യെ സോളിഡ് ബോൾ B യുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അത് സോളിഡ് ബോൾ A യുടെ വൈദ്യുത ചാർജ് സോളിഡ് ബോൾ B യുമായി തുല്യമായി വിഭജിക്കുന്നതുവരെ ഒരു വൈദ്യുതചാലകം ഉപയോഗിച്ച് ഇപ്പോഴും നിഷ്പക്ഷമാണ്. സോളിഡ് ബോൾ A യുടെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് ½ ആണെങ്കിൽ സോളിഡ് ബോൾ B യുടെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് ½ ആണ്. അടുത്തതായി, സോളിഡ് ബോൾ B യും സോളിഡ് ബോൾ C യും ഒരു വൈദ്യുത കണ്ടക്ടറുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, സോളിഡ് ബോൾ B യുടെ വൈദ്യുത ചാർജ് സോളിഡ് ബോൾ C യുമായി തുല്യമായി വിഭജിക്കുന്നതുവരെ. സോളിഡ് ബോൾ B യുടെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് ¼ ആണെങ്കിൽ സോളിഡ് ബോൾ C യുടെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് ¼ ആണ്. ഈ രീതിയിൽ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവും സോളിഡ് ബോൾ 1 ന്റെയും സോളിഡ് ബോൾ 2 ന്റെയും വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ തരവും ലഭിക്കും.
ഖര ഗോളം 1 ഉം ഖര ഗോളം 2 ഉം വൈദ്യുത ചാർജുള്ളതിനാൽ രണ്ട് ഗോളങ്ങൾക്കും ഒരേ വൈദ്യുത ചാർജ് ഉണ്ടെങ്കിൽ രണ്ട് ഖര ഗോളങ്ങൾ പരസ്പരം അകറ്റുന്നു അല്ലെങ്കിൽ രണ്ട് ഗോളങ്ങൾക്ക് വ്യത്യസ്ത വൈദ്യുത ചാർജുകളുണ്ടെങ്കിൽ പരസ്പരം ആകർഷിക്കുന്നു. വൈദ്യുത ചാർജ് ഉള്ള രണ്ട് ഖര ഗോളങ്ങൾക്കിടയിൽ ഒരു ആകർഷകമായ അല്ലെങ്കിൽ വികർഷണ ശക്തിയുടെ നിലനിൽപ്പ് ഖര ഗോളം 2 ഭ്രമണം ചെയ്യാൻ കാരണമാകുന്നു. രണ്ട് ഖര ഗോളങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത ബലം നിർണ്ണയിക്കാൻ ഖര ഗോളം 2 ന്റെ യാത്രാ കോൺ അളക്കുന്നു.
വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ
ടോർഷൻ ബാലൻസ് ഉപയോഗിച്ച് നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, കൂലോംബ് നിരവധി കാര്യങ്ങൾ കണ്ടെത്തി.
– ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ, രണ്ട് ഖര ബോളുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം എല്ലായ്പ്പോഴും ഒരുപോലെയായിരിക്കും. ഖര ബോൾ 1 ലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് 1 ഉം ഖര ബോൾ 2 ലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് 1 ഉം ആയിരിക്കുമ്പോൾ രണ്ട് ഖര ബോളുകളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത ബലം 1 ആണ്. ഖര ബോൾ 1 ലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് 2 ഉം ഖര ബോൾ 2 ലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് 2 ഉം ആയിരിക്കുമ്പോൾ രണ്ട് ഖര ബോളുകളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത ബലം 4 ആണ്. രണ്ട് ഖര ബോളുകളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത ബലത്തിന്റെ വ്യാപ്തി രണ്ട് ഖര ബോളുകളിലെയും ചാർജിന്റെ അളവിന്റെ ഗുണനത്തിന് ആനുപാതികമാണെന്ന് കൂലോംബ് നിഗമനം ചെയ്തു (F ≈ q1 q2).
– ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ, രണ്ട് ഖര പന്തുകളിലെയും ചാർജിന്റെ അളവ് എല്ലായ്പ്പോഴും തുല്യമായിരിക്കും. രണ്ട് ഖര പന്തുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം 1 ആണെങ്കിൽ രണ്ട് ഖര പന്തുകളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുതബലം 1 ആണ്. രണ്ട് ഖര പന്തുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം 2 ആണെങ്കിൽ രണ്ട് ഖര പന്തുകളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുതബലം ¼ ആണ്. രണ്ട് ഖര പന്തുകളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുതബലത്തിന്റെ വ്യാപ്തി ദൂരത്തിന്റെ വർഗ്ഗത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലാണെന്ന് കൂലോംബ് നിഗമനം ചെയ്തു (F ≈ 1 / r2)
കൂലോംബിന്റെ നിയമം
വൈദ്യുതബലം, വൈദ്യുത ചാർജ്, ചാർജുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വിശദീകരിക്കുന്ന ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമമാണ് കൂലോംബ് നിയമം. മുൻ ലേഖനത്തിൽ വിശദീകരിച്ചതുപോലെ, കൂലോംബിന്റെ പരീക്ഷണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഈ നിയമം രൂപപ്പെടുത്തിയത്.
കൂലോംബിന്റെ നിയമം വൈദ്യുത ചാർജുള്ള ഒരു കണിക മറ്റൊരു വൈദ്യുത ചാർജുള്ള കണികയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലത്തിന്റെ വ്യാപ്തി രണ്ട് കണികകളുടെയും ചാർജുകളുടെ ആകെത്തുകയുടെ ഗുണനഫലത്തിന് നേർ അനുപാതത്തിലും രണ്ട് വൈദ്യുത ചാർജുള്ള കണികകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തിന്റെ വർഗ്ഗത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലുമാണെന്ന് പ്രസ്താവിക്കുന്നു. ഈ ബലം രണ്ട് കണികകളെയും ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു നേർരേഖയിലൂടെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. രണ്ട് കണികകളുടെയും വൈദ്യുത ചാർജുകൾ തുല്യമാണെങ്കിൽ വൈദ്യുതബലം വികർഷണവും രണ്ട് കണികകളുടെയും വൈദ്യുത ചാർജുകൾ ഒരുപോലെയല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുതബലം ആകർഷകവുമാണ്.
കൂലോംബിന്റെ നിയമം ഗണിത സമവാക്യത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കാം:
ഫോർമുല വിവരണം:
F12 = കണിക 1 നും കണിക 2 നും ഇടയിലുള്ള വൈദ്യുതബലം
q1 = കണിക ചാർജുകളുടെ എണ്ണം 1
q2 = കണിക 2 ന്റെ വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ എണ്ണം
r12 = കണിക 1 നും കണിക 2 നും ഇടയിലുള്ള ദൂരം
(വായിക്കുക: എപ്സിലോൺ പൂജ്യം) = 8,854 x 10-12 C2/എൻഎം2
k = (കൂലോംബിന്റെ സ്ഥിരാങ്കം) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 ചാർജ് q പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലമാണോ?2 ചാർജ് q-ൽ1, അതേസമയം F12 ചാർജ് q പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലമാണോ?1 ചാർജ് q-ൽ2. എഫ്21 എഫ്12 ചാർജ് q ആകുമ്പോൾ പരസ്പരം പിന്തിരിപ്പിക്കുക.1 ക്യു2 ചാർജ് q ആയിരിക്കുമ്പോൾ പരസ്പരം ആകർഷിക്കപ്പെടുകയും സമാനമാവുകയും ചെയ്യുന്നു.1 ക്യു2 ഒരേ തരത്തിലുള്ളതല്ല.
F21 എഫ്12 ഒരേ മൂല്യം, വിപരീത ദിശ, വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ പ്രവൃത്തി എന്നിവയുള്ളതിനാൽ, ഈ രണ്ട് ബലങ്ങളും ഒരു പ്രവർത്തന-പ്രതിപ്രവർത്തന ബല ജോഡിയാണ്.
