လျှပ်စစ်စီးကြောင်း

လျှပ်စစ်စက်ကွင်း ခေါင်းစဉ်မှာ ၊ လျှပ်စစ်ဓာတ်တစ်ခု၊ လျှပ်စစ်ဓာတ်များစွာ သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်ဓာတ်များ ဖြန့်ဖြူးခြင်းဖြင့် ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိကို တွက်ချက်ရန်အသုံးပြုနိုင်သည့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်နှင့် ဖော်မြူလာကို ဆွေးနွေးခဲ့ပါသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်တစ်ခု သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်ဓာတ်နှစ်ခုမှ ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိကို တွက်ချက်ခြင်းကို လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ အလွယ်တကူ ဖြေရှင်းနိုင်ပါသည်။ တွက်ချက်မှုသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်ဖြန့်ဖြူးမှုကြောင့် ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိဖြစ်ပါက၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ ဖော်မြူလာကို အသုံးပြုပါက တွက်ချက်မှုမှာ ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော်လည်း Gauss's law ကို အသုံးပြုပါက ပိုမိုလွယ်ကူပါသည် ။ Gauss's law ကို နက်နက်နဲနဲ မလေ့လာမီ၊ လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၏ သဘောတရားကို Gauss's law တွင် အသုံးပြုထားသောကြောင့် လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၏ သဘောတရားကို ဦးစွာနားလည်ပါ။

လျှပ်စစ်စီးကြောင်းအကြောင်း နားလည်ခြင်း

flux ဆိုတဲ့ စကားလုံးဟာ လက်တင်စကားလုံး fluere ကနေ ဆင်းသက်လာ တာဖြစ်ပြီး စီးဆင်းတယ်လို့ အဓိပ္ပာယ်ရပါတယ်။ electric flux ကို လျှပ်စစ်စက်ကွင်းရဲ့ စီးဆင်းမှုအဖြစ် အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုနိုင်ပါတယ်။ ဒီမှာ flow ဆိုတဲ့ စကားလုံးက ရေစီးကြောင်းလို စီးဆင်းနေတဲ့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ရည်ညွှန်းတာမဟုတ်ဘဲ ဦးတည်ရာတစ်ခုကို ညွှန်ပြနေတဲ့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခု ရှိနေတာကို ဖော်ပြပေးတာပါ။ Electric Field Lines ခေါင်းစဉ်မှာ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတွေကို လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းတွေကို အသုံးပြုပြီး မြင်ယောင်ပုံဖော်ထားတာ ဒါမှမဟုတ် ပုံဖော်ထားတာဖြစ်လို့ flux ကိုလည်း လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းတွေအဖြစ် သရုပ်ဖော်ထားပါတယ်။ ဒါကြောင့် flux ဆိုတာ အောက်ကပုံမှာ ပြထားတဲ့အတိုင်း သတ်မှတ်ထားတဲ့ မျက်နှာပြင်ဧရိယာတစ်ခုကို ဖြတ်သန်းသွားတဲ့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းတွေ ဖြစ်ပါတယ်။

ဖော်မြူလာ 

သင်္ချာနည်းအရ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း (E)၊ မျက်နှာပြင်ဧရိယာ (A) နှင့် ၎င်းအကြားထောင့်၏ cosine တို့၏ မြှောက်လဒ်ဖြစ်သည်။ မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်ကျသော ပုံမှန်မျဉ်းများပါရှိသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းများ။

Φ = EA cos θ ……………. (ညီမျှခြင်း ၁)

လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းများသည် ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ၎င်းတို့ဖြတ်သန်းသွားသော မျက်နှာပြင်ဧရိယာနှင့် ထောင့်မှန်ကျပါက လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းများနှင့် ပုံမှန်မျဉ်းကြားထောင့်သည် 0 ဖြစ်သည်။^o၊ ဤနေရာတွင် ၀ ဖြစ်သည်^o = ၁။ ထို့ကြောင့် ဖော်မြူလာ အဖြစ်ပြောင်းလဲခဲ့သည်-

Φ = EA cos 0^o = EA (1)
Φ = EA ……………. (ညီမျှခြင်း ၂)

အထက်ဖော်ပြပါ flux ဖော်မြူလာအပေါ်အခြေခံ၍ အချက်များစွာကို ကောက်ချက်ချနိုင်ပါသည်။ ပထမအချက်အနေဖြင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းသည် မျက်နှာပြင်ဧရိယာနှင့် ထောင့်မှန်ကျသောအခါ flux သည် ၎င်း၏ အမြင့်ဆုံးတန်ဖိုးတွင်ရှိသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ထိုအခြေအနေတွင် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းနှင့် ပုံမှန်မျဉ်းကြားထောင့်သည် 0 ^{° ဖြစ်သောကြောင့် 0 °} ၏ cosine တန်ဖိုးသည် 1 ဖြစ်သည်။ ဒုတိယအချက်အနေဖြင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းသည် မျက်နှာပြင်ဧရိယာနှင့် ပြိုင်သောအခါ flux သည် ၎င်း၏ အနိမ့်ဆုံးတန်ဖိုးတွင်ရှိသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ထိုအခြေအနေတွင် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းနှင့် ပုံမှန်မျဉ်းကြားထောင့်သည် 90 ^{° ဖြစ်သောကြောင့် 90 °} ၏ cosine တန်ဖိုးသည် 0° ဖြစ်သော ကြောင့် ဖြစ်သည်။ တတိယအချက်အနေဖြင့် flux သည် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း (E) နှင့် မျက်နှာပြင်ဧရိယာ (A) ပေါ်တွင် မူတည်သည်။ အထက်ပါ ဥပမာကဲ့သို့ ထောင့်မှန်စတုဂံ မျက်နှာပြင်ဧရိယာအပြင် မျက်နှာပြင်ဧရိယာသည် လုံးဝန်းသောပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အခြားအရာများလည်း ဖြစ်နိုင်သည်။

ဖုံးအုပ်ထားသော မျက်နှာပြင်

ယခင်ကဖော်ပြခဲ့သော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် ပွင့်လင်းသောမျက်နှာပြင် (စတုရန်း သို့မဟုတ် ထောင့်မှန်စတုဂံ မျက်နှာပြင်ဧရိယာ) ၏ ဥပမာကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ကုဗ၊ ဘလောက် သို့မဟုတ် စက်ဝိုင်းကဲ့သို့သော ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကော။ အောက်ပါပုံတွင်ကဲ့သို့ ဘလောက်မှတစ်ဆင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများ ဖြတ်သန်းသွားသည်ဆိုပါစို့။
အပြာရောင်ရှိသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် ရောင်ခြည်၏ အပေါ်နှင့်အောက် မျက်နှာပြင်များနှင့် တိုက်ဆိုင်ပြီး ၉၀ ဒီဂရီ ထောင့်တစ်ခု ဖြစ်ပေါ်စေသည်။^o အပေါ်နှင့်အောက်မျက်နှာပြင်များ၏ ပုံမှန်မျဉ်းကြောင်းများနှင့်အတူ။ ထို့ကြောင့် ရောင်ခြည်၏ အပေါ်နှင့်အောက်မျက်နှာပြင်များရှိ flux သည် Φ = EA cos 90 ဖြစ်သည်။^o = EA (၀) = ၀။

အဝါရောင်ရှိသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် ရောင်ခြည်၏ ညာဘက်နှင့် ဘယ်ဘက်မျက်နှာပြင်များနှင့် တိုက်ဆိုင်နေသောကြောင့် ၉၀ ထောင့်ကို ဖွဲ့စည်းပါသည်။^o ဘယ်ဘက်နှင့်ညာဘက်မျက်နှာပြင်များ၏ ပုံမှန်မျဉ်းများဖြင့်။ ထို့ကြောင့် ဘလောက်၏ ညာဘက်နှင့်ဘယ်ဘက်မျက်နှာပြင်များရှိ ဖလပ်သည် Φ = EA cos 90 ဖြစ်သည်။^o = EA (၀) = ၀။
အနီရောင်ရှိသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် ဘလောက်၏ ရှေ့နှင့်နောက်မျက်နှာပြင်များနှင့် ထောင့်မှန်ကျပြီး ထောင့် 0 ကို ဖွဲ့စည်းသည်^o ရှေ့နှင့်နောက်မျက်နှာပြင်များ၏ ပုံမှန်မျဉ်းများဖြင့်။ ထို့ကြောင့် flux သည် Φ = EA cos 0 ဖြစ်သည်။^o = EA (1) = E A။

အထက်ပါပုံတွင် အနီရောင်လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် ဘလောက်ထဲသို့ ရွေ့လျားပြီးနောက် ဘလောက်မှ ထွက်သွားသည်ကို မြင်တွေ့ရသည်။ ဘလောက်တွင် အနုတ်ဓာတ်ရှိနေသကဲ့သို့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် ဘလောက်ထဲသို့ ရွေ့လျားသောအခါ၊ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် အနုတ်ဖြစ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့်၊ ဘလောက်တွင် အပေါင်းဓာတ်ရှိနေသကဲ့သို့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် ဘလောက်မှ ရွေ့လျားသောအခါ၊ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် အပေါင်းဖြစ်သည်။ တွက်ချက်မှုအရဖြစ်စေ၊ တွက်ချက်မှုမရှိဘဲဖြစ်စေ၊ ဘလောက်ထဲသို့ ဝင်ရောက်လာသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းအရေအတွက်သည် ဘလောက်မှ ထွက်ခွာလာသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းအရေအတွက်နှင့် တူညီပါက၊ ရလဒ်စီးဆင်းမှုသည် သုညဖြစ်သည်။ အရေအတွက်အားဖြင့်ဖြစ်စေ သို့မဟုတ် တွက်ချက်မှုများကို အသုံးပြု၍ ဘလောက်မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားသော ရလဒ်လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို အောက်ပါအတိုင်း တွက်ချက်သည်- ဝင်လာသော လျှပ်စစ်စီးကြောင်း = Φ ₁ = – EA cos 0 ^o = – EA (1) = -EA နှင့် ထွက်သွားသော လျှပ်စစ်စီးကြောင်း = Φ ₂ = + EA cos 0 ^o = + EA (1) = +E A. စုစုပေါင်းစီးကြောင်းမှာ Φ = -Φ ₁ + Φ ₂ = -EA + EA = 0 ဖြစ်သည်။

အထက်ပါ တွက်ချက်မှုများအပေါ် အခြေခံ၍ အထက်ပါပုံတွင် ပြထားသည့်အတိုင်း ဘလောက်မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားသော စုစုပေါင်းလျှပ်စီးကြောင်းသည် သုညဖြစ်သည်ဟု ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။ ဘလောက်အတွင်း လျှပ်စစ်ဓာတ်မရှိသောကြောင့် စုစုပေါင်းလျှပ်စီးကြောင်းသည် သုညဟု ဆိုနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် ဘလောက်၊ ကုဗ၊ စက်ဝိုင်း သို့မဟုတ် အခြားအရာဝတ္ထုကဲ့သို့သော ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်အတွင်း လျှပ်စစ်ဓာတ်မရှိပါက စုစုပေါင်းလျှပ်စီးကြောင်းသည် သုညဖြစ်သည်။ ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်အတွင်း လျှပ်စစ်ဓာတ်ရှိပါက မည်သို့ဖြစ်မည်နည်း။

ညာဘက်ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း စက်လုံး၏အလယ်ဗဟိုတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်တစ်ခုရှိသည်ဟု ယူဆပါ။ ဖော်ပြထားသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းလေးလိုင်းသည် စက်လုံး၏မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်ကျသော စက်လုံး၏အလယ်ဗဟိုမှ အပြင်ဘက်သို့ ရွေ့လျားသော အခြားလျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများကို ကိုယ်စားပြုသည်။ လိုင်းတစ်ခုစီသည် ၎င်းဖြတ်သန်းသွားသော စက်လုံး၏မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်ကျပြီး စက်လုံး၏မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်ကျသော ပုံမှန်လိုင်းနှင့် 0 ^{° ထောင့်ကို ဖွဲ့စည်းသည်။}

စက်ဝိုင်းအတွင်းရှိ လျှပ်စစ်စီးကြောင်း-

လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိအတွက် ဖော်မြူလာမှာ E = k Q / r ² ဖြစ်ပြီး စက်လုံး၏ မျက်နှာပြင်ဧရိယာအတွက် ဖော်မြူလာမှာ A = 4 π r ² ဖြစ်သော ကြောင့် flux ဖော်မြူလာသည် အောက်ပါအတိုင်း ပြောင်းလဲသွားသည်-

စက်ဝိုင်း၏အလယ်ဗဟိုရှိအားသွင်းမှုသည် +2Q ဖြစ်ပါက စက်ဝိုင်းအတွင်းရှိ flux သည်

အထက်ပါဖော်မြူလာအပေါ်အခြေခံ၍ ပိတ်ထားသောလုံးဝိုင်းမျက်နှာပြင်အတွင်းတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်ရှိပါက၊ စက်ဝိုင်းရှိ လျှပ်စစ်စီးကူးမှုတန်ဖိုးသည် စက်ဝိုင်း၏ အချင်း သို့မဟုတ် အချင်းဝက်ပေါ်တွင် မူတည်ခြင်းမရှိဟု ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။ လျှပ်စစ်စီးကူးမှုတန်ဖိုးသည် စက်ဝိုင်းအတွင်းရှိ စုစုပေါင်းလျှပ်စစ်ဓာတ်၏ 4πk ဆ သို့မဟုတ် စက်ဝိုင်းအတွင်းရှိ စုစုပေါင်းလျှပ်စစ်ဓာတ်၏ 1/ε _{o ဆ ဖြစ်သည်။}

လျှပ်စစ်ဖလက်စ်ယူနစ်

flux အတွက် အခြေခံပုံသေနည်းမှာ Φ = EA ဖြစ်ပြီး E သည် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိဖြစ်ပြီး A သည် မျက်နှာပြင်ဧရိယာဖြစ်သည်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ ယူနစ်မှာ Newton per Coulomb (N/C) ဖြစ်ပြီး မျက်နှာပြင်ဧရိယာ၏ ယူနစ်မှာ square meter (m2) ဖြစ်သည်။ ^{ထို့ကြောင့်} flux ၏ ယူနစ်မှာ Newton square meter per Coulomb (Nm2 ^/ C) ဖြစ်သည်။