လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၏ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်
ကြေးနီကဲ့သို့သော လျှပ်ကူးပစ္စည်းအတွင်းတွင် မြင့်မားသောအမြန်နှုန်းဖြင့် လွတ်လပ်စွာနှင့် ကျပန်းရွေ့လျားသော်လည်း သတ္တုမှ လွတ်မြောက်ခြင်းမရှိသော အီလက်ထရွန်များရှိသည်။ လွတ်လပ်စွာရွေ့လျားနိုင်သော အီလက်ထရွန်များကို လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များဟုခေါ်သည်။ အီလက်ထရွန်များသည် အရပ်မျက်နှာအားလုံးတွင် လွတ်လပ်စွာရွေ့လျားသော်လည်း မည်သည့်အရပ်မျက်နှာတွင်မျှ အီလက်ထရွန်များ အသားတင်စီးဆင်းမှုမရှိပါ။ ကြေးနီဝါယာကြိုး၏ အစွန်းနှစ်ဖက်ကြားတွင် အလားအလာကွာခြားချက်မရှိသည့်အခါ ဤအခြေအနေဖြစ်ပေါ်သည်။
ဝါယာကြိုးကို လျှပ်စစ်အရင်းအမြစ်နှင့် ချိတ်ဆက်သောအခါ၊ ကြေးနီဝါယာကြိုး၏ အစွန်းနှစ်ဖက်ကြားတွင် အလားအလာကွာခြားချက် ဖြစ်ပေါ်လာပြီး ကြေးနီဝါယာကြိုးတွင် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခု ဖန်တီးပေးသည်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခု ရှိနေခြင်း ကြောင့် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များသည် လျှပ်စစ်အား F = q E = e E ဖြစ်ပြီး၊ F = လျှပ်စစ်အား၊ e = အီလက်ထရွန်အားသွင်းမှု၊ E = လျှပ်စစ်စက်ကွင်း ဖြစ်သည် ။ လျှပ်စစ်အားသည် လွတ်လပ်စွာ ရွေ့လျားနေသော အီလက်ထရွန်အားလုံးကို လျှပ်စစ်အားနှင့် တူညီသော ဦးတည်ချက်တွင် ဘုံအရှိန်မြှင့်မှုကို ခံစားရစေသည်။
ဤလွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များသည် အတူတကွ ရွေ့လျားနေကြပြီး ကြေးနီဝါယာကြိုးရှိ တည်ငြိမ်နေသော အက်တမ်များကြားတွင် တည်ရှိပြီး အီလက်ထရွန်အားလုံးသည် ဤအက်တမ်များနှင့် တိုက်မိကြသည်။ ဤတိုက်မိမှုများသည် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များ၏ ရွေ့လျားမှု ဦးတည်ရာကို ပြောင်းလဲစေသည်။ ဤအီလက်ထရွန်အားလုံးသည် လျှပ်စစ်အားတစ်ခု၏ အဆက်မပြတ် သက်ရောက်မှုခံရပြီး လျှပ်စစ်အားနှင့် တူညီသော ဦးတည်ရာသို့ အရှိန်မြှင့်စေသည်။ ခဏတာ ရွေ့လျားပြီးနောက် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များသည် ကြေးနီဝါယာကြိုးရှိ အက်တမ်များနှင့် ထပ်မံတိုက်မိကြသည်။ သို့သော် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များသည် လျှပ်စစ်အားတစ်ခု၏ အဆက်မပြတ် သက်ရောက်မှုခံရပြီး အီလက်ထရွန်အားလုံးသည် ပြန်လည်အရှိန်မြှင့်စေသည်။
ထို့ကြောင့်၊ ဦးတည်ရာအမျိုးမျိုးတွင် ကျပန်းရွေ့လျားခြင်းအပြင်၊ အခမဲ့အီလက်ထရွန်အားလုံးသည် လျှပ်စစ်အား၏ ဦးတည်ရာနှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ ဆန့်ကျင်ဘက် ဦးတည်ရာတွင်လည်း ဖြည်းဖြည်းချင်း ရွေ့လျားကြသည်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ ဦးတည်ရာသည် မြင့်မားသော လျှပ်စစ်အလားအလာမှ နိမ့်သော လျှပ်စစ်အလားအလာသို့ ရွေ့လျားပြီး အီလက်ထရွန်များသည် နိမ့်သော အလားအလာမှ မြင့်မားသော အလားအလာသို့ ရွေ့လျားကြသည်။ အခမဲ့အီလက်ထရွန်တစ်ခုစီ၏ ကျပန်းရွေ့လျားမှုသည် အလွန်မြန်ဆန်သော အမြန်နှုန်းရှိပြီး လျှပ်စစ်အား၏ ဦးတည်ရာရှိ အခမဲ့အီလက်ထရွန်များ၏ စုပေါင်းရွေ့လျားမှုသည် အလွန်နှေးကွေးသော အမြန်နှုန်းရှိသည်။ လျှပ်စစ်အား၏ ဦးတည်ရာရှိ အခမဲ့အီလက်ထရွန်များ၏ ဤစုပေါင်းရွေ့လျားမှုကို ရွေ့လျားမှုအလျင်ဟုလည်း ခေါ်သည်။
လျှပ်စစ်စီးကြောင်းဆိုသည်မှာ သတ်မှတ်ထားသော အချိန်အပိုင်းအခြားအတွင်း လျှပ်ကူးပစ္စည်းတစ်ခု၏ ဖြတ်ပိုင်းဖြတ်၍ လျှပ်စစ်ဓာတ် စီးဆင်းမှုအဖြစ် အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုထားသည် ။ ရိုးရာအစဉ်အလာအရ လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၏ ဦးတည်ရာသည် အပေါင်းဓာတ်များ၏ ရွေ့လျားမှု ဦးတည်ရာနှင့် အတူတူပင်ဖြစ်သည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် အမှန်တကယ်ရွေ့လျားသောအရာများသည် လွတ်လပ်သော၊ အနုတ်ဓာတ်ပါသော အီလက်ထရွန်များဖြစ်ကြောင်း မသိရှိမီ ဤသဘောတူညီချက်ကို ပြုလုပ်ခဲ့ခြင်းဖြစ်သည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် အီလက်ထရွန်ရွေ့လျားမှု ဦးတည်ရာသည် လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၏ ဦးတည်ရာနှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းကို ဆွေးနွေးသောအခါ အပေါင်းဓာတ်များ၏ စီးဆင်းမှုကို ဆိုလိုပြီး ဤသဘောတူညီချက်၏ ရလဒ်ဖြစ်သောကြောင့် ရိုးရာလျှပ်စီးကြောင်းဟုလည်း လူသိများသည်။
လျှပ်စစ်စီးကြောင်း ဖော်မြူလာ
သင်္ချာနည်းအရ၊ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို ညီမျှခြင်းဖြင့် ဖော်ပြသည်-
I = ΔQ / Δt
ဖော်မြူလာဖော်ပြချက်- I = လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၊ ΔQ = လျှပ်စစ်ဓာတ်ပမာဏ၊ Δt = အချိန်အပိုင်းအခြား။
လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၏ ယူနစ်
လျှပ်စစ်ဓာတ်အား၏ ယူနစ်မှာ Coulomb ဖြစ်ပြီး အချိန်ယူနစ်မှာ စက္ကန့်ဖြစ်သောကြောင့် လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၏ ယူနစ်မှာ Coulomb/စက္ကန့် ဖြစ်သည်။ Coulomb/စက္ကန့်ကို ပြင်သစ်ရူပဗေဒပညာရှင် Andre Marie Ampere (1775-1836) ကို အစွဲပြု၍ အမည်ပေးထားသော Ampere လို့လည်း ခေါ်ပါတယ် ။ ၁ Ampere = ၁ Coulomb/စက္ကန့် (1 A = 1 C / s)။ တစ်နည်းအားဖြင့် ၁ Ampere ရှိသော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် ၁ Coulomb သည် ဝါယာကြိုး၏ ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာကို ၁ စက္ကန့်ကြာ ဖြတ်သန်းသွားသော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းနှင့် ညီမျှသည်။ Ampere ဖြင့် ဖော်ပြခြင်းအပြင်၊ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို milliamperes (1 mA = 10 -3 A)၊ microamperes (1 μA = 10 -6 A)၊ nanoamperes (1 nA = 10 -9 A) သို့မဟုတ် picoamperes (1 pA = 10 -12 A) ဖြင့်လည်း ဖော်ပြပါသည်။
ဥပမာမေးခွန်း ၅:
၂ အမ်ပီယာ လျှပ်စီးကြောင်းသည် ဝါယာကြိုးတစ်ချောင်းကို ၈ စက္ကန့်ကြာ ဖြတ်သန်းသွားသည်။ အမှတ်တစ်ခုမှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားသော အားသွင်းမှုပမာဏနှင့် ထိုအားသွင်းမှုတွင်ပါဝင်သော အီလက်ထရွန်အရေအတွက်ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။
ဆွေးနွေးချက်
၎င်းကို သိရှိရသည်မှာ-
လျှပ်စစ်စီးကြောင်း (I) = ၂ အမ်ပီယာ
အချိန်ကြားကာလ (t) = 2 စက္ကန့်
မေးခဲ့သည်- အားသွင်း (Q) နှင့် အီလက်ထရွန် အရေအတွက် (e)
အဖြေ:
လျှပ်စစ်စီးကြောင်း ဖော်မြူလာ:
I = Q/t
ဖော်မြူလာဖော်ပြချက်- I = လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၊ Q = လျှပ်စစ်ဓာတ်၊ t = အချိန်အပိုင်းအခြား
လျှပ်စစ်ဓာတ်အား:
Q = I t = (2 Ampere)(8 စက္ကန့်) = 16 Coulombs။
အီလက်ထရွန်တစ်ခု၏ လျှပ်စစ်ဓာတ်အားမှာ 1,6 x 10 -19 Coulombs ဖြစ်သောကြောင့် Coulombs လျှပ်စစ်ဓာတ်အား 16 ခုတွင် အီလက်ထရွန် 16 C / 1,6 x 10 -19 Coulombs = အီလက်ထရွန် 10 x 10 19 ခု ရှိသည်။
လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၊ ရွေ့လျားအလျင်နှင့် လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆ
ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာ A ရှိသော လျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း E ၏ ဦးတည်ချက်အတိုင်း v ဖြင့် ညာဘက်သို့ ရွေ့လျားနေသော အပေါင်းဓာတ်အားတစ်ခုကို စဉ်းစားပါ။ အပေါင်းဓာတ်အားသည် အချိန်အပိုင်းအခြား t အတွင်း s = vt အကွာအဝေး ရွေ့လျားသည်။
ထုထည်တစ်ခုလျှင် အားသွင်းထားသော အမှုန်အရေအတွက် (အားသွင်းထားသော အမှုန်သိပ်သည်းဆ) သည် n ဖြစ်ပြီး လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ ထုထည်မှာ A s = A vt ဖြစ်ပါက လျှပ်ကူးပစ္စည်း ထုထည်ရှိ အားသွင်းထားသော အမှုန်အရေအတွက်မှာ n A v t ဖြစ်သည်။ အားသွင်းထားသော အမှုန်တစ်ခုစီတွင် q ရှိပါက အချိန်အပိုင်းအခြား t အတွင်း လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ အဆုံးမှ ဖြတ်သန်းသွားသော အားသွင်းပမာဏမှာ Q = nq A v t ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ အဆုံးမှ ဖြတ်သန်းစီးဆင်းသော လျှပ်စီးကြောင်းမှာ I = Q/t = nq A v ဖြစ်သည်။ လျှပ်စီးကြောင်း သိပ်သည်းဆ သို့မဟုတ် ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာ A လျှင် လျှပ်စီးကြောင်းမှာ J = I/A = nq v ဖြစ်သည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းသည် အားသွင်းထားသော အမှုန်များ၏ သိပ်သည်းဆ (n)၊ အမှုန်တစ်ခုစီ၏ အားသွင်းပမာဏ (q)၊ လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာ (A) နှင့် အားသွင်းထားသော အမှုန်များ၏ ရွေ့လျားမှုအမြန်နှုန်း (v) တို့ကို မြှောက်ခြင်း၏ ရလဒ်ဖြစ်သည်ဟု ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။
အားသွင်းထားသော အမှုန်တစ်ခုစီ၏ အမြန်နှုန်းနှင့် အားသွင်းထားသော အမှုန်အားလုံး၏ ရွေ့လျားမှုအမြန်နှုန်းအကြား ကွာခြားချက်ကို နားလည်ရန် အောက်ပါ ဥပမာပြဿနာကို လေ့လာပါ။
ဥပမာမေးခွန်း ၅:
3 x 10 ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာရှိသော ကြေးနီဝါယာကြိုးတွင် 10 Amperes ၏ စဉ်ဆက်မပြတ်လျှပ်စီးကြောင်းသည် စီးဆင်းသည်။-6 m2လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန် သိပ်သည်းဆမှာ 8,4 x 10 ဖြစ်သည်28 အီလက်ထရွန်/မီတာ3။ အလွတ်အီလက်ထရွန်များ၏ ရွေ့လျားမှုအမြန်နှုန်းကို ဆုံးဖြတ်ပါ။
ဆွေးနွေးချက်
၎င်းကို သိရှိရသည်မှာ-
လျှပ်စစ်စီးကြောင်း (I) = ၂ အမ်ပီယာ
ဝါယာကြိုးဖြတ်ပိုင်းဧရိယာ (A) = 3 x 10-6 m2
လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန် သိပ်သည်းဆ (n) = 8,4 x 1028 m-3
အီလက်ထရွန်အားသွင်းမှု (q) = 1,6 x 10-19 C
မေးခဲ့သည်- အလွတ် အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားမှု အမြန်နှုန်း (v)
အဖြေ:
အီလက်ထရွန်များ၏ အမြန်နှုန်းကို ယခင်ရရှိထားသော ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်သည်-
ဖော်ပြချက်- I = လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၊ n = အားသွင်းအမှုန်များ၏သိပ်သည်းဆ = လွတ်လပ်သောအီလက်ထရွန်များ၏သိပ်သည်းဆ၊ q = အီလက်ထရွန်တစ်ခု၏အားသွင်းမှု၊ A = လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာ၊ v = အီလက်ထရွန်ရွေ့လျားမှုအမြန်နှုန်း
အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားမှု အလျင်မှာ 0,248 x 10 -3 မီတာ/စက္ကန့် = 0,248 မီလီမီတာ/စက္ကန့် ဖြစ်သည်။
လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များသည် တစ်စက္ကန့်လျှင် ၀.၂၄၈ မီလီမီတာနှုန်းဖြင့် ဝါယာကြိုးတစ်ခုအတွင်း အတူတကွ ရွေ့လျားကြသည်။ တစ်နည်းအားဖြင့်ဆိုရသော် တစ်စက္ကန့်တိုင်းတွင် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်အားလုံးသည် ၀.၂၄၈ မီလီမီတာနှုန်းဖြင့် ရွေ့လျားကြသည်။ ၎င်းသည် အလွန်နှေးကွေးသော အမြန်နှုန်းဖြစ်သည်။ လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များ၏ ရွေ့လျားမှုသည် ထိုမျှနှေးကွေးပါက ခလုတ်ဖွင့်ပြီးနောက် လျှပ်စစ်မီးသည် အဘယ်ကြောင့် ချက်ချင်းလင်းလာသနည်း။
ဤအချက်ကို နားလည်ရန်အတွက် လျှပ်ကူးပစ္စည်းတစ်ခုရှိ အီလက်ထရွန်စီးဆင်းမှုကို ပိုက်တစ်ခုရှိ ရေစီးဆင်းမှုအဖြစ် ယူဆပါ။ ပိုက်ကို ရေဖြင့်ဖြည့်ထားပါက ပိုက်၏တစ်ဖက်စွန်းကို ရေပိုက်ခေါင်းနှင့် ချိတ်ဆက်ထားပါက အခြားတစ်ဖက်စွန်းမှ ရေချက်ချင်းစီးထွက်သွားမည်ဖြစ်သည်။ အလားတူပင် ကြေးနီဝါယာကြိုးနှင့် မီးသီးဝါယာကြိုးတွင် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များ ရှိပါသည်။ ခလုတ်ကိုဖွင့်လိုက်သောအခါ အလင်းအလျင်နှင့်နီးစပ်သော အလျင်ဖြင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခု ဖြစ်ပေါ်လာပြီး (အလင်းအလျင် = 3 x 108 မီတာ /စက္ကန့်)၊ ၎င်းသည် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များကို ချက်ချင်းအတူတကွ ရွေ့လျားစေသည်။ မီးသီးဝါယာကြိုးတွင် လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်များ ရှိနှင့်ပြီးဖြစ်သောကြောင့် မီးသီးသည် ချက်ချင်းလင်းလာပါသည်။
