လျှပ်စစ်အလားအလာ

လျှပ်စစ်အလားအလာ၏ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်

လျှပ်စစ်အလားအလာကို တစ်ယူနစ်အားသွင်းလျှင် လျှပ်စစ်အလားအလာစွမ်းအင် အဖြစ် သတ်မှတ်သည် ။ ၎င်းသည် အမှတ် a တွင်ရှိသောအခါ၊ အားသွင်း q တွင် လျှပ်စစ်အလားအလာစွမ်းအင် EP _a နှင့် ညီမျှသည်ဟု ယူဆပါ ၊ ထို့နောက် အမှတ် a ရှိ လျှပ်စစ်အလားအလာကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်မြူလာအဖြစ် ဖော်မြူလာလုပ်သည်။

V = လျှပ်စစ် potential၊ EP = လျှပ်စစ် potential စွမ်းအင်၊ q = လျှပ်စစ် charge

V သည် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း ရှိ အမှတ်အားလုံးတွင် ရှိသည် ။ အမှတ် a ကို ဥပမာအဖြစ် အသုံးပြုသည်။ နောက်ပိုင်းတွင် ရှင်းပြမည့်အတိုင်း V သည် အားသွင်း q ပေါ်တွင် မူတည်ခြင်းမရှိပါ။

EP နှင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်သည် စကေးလာပမာဏများဖြစ်သောကြောင့် V တွင် စကေးလာပမာဏများလည်း ပါဝင်သည်။ EP ၏ နိုင်ငံတကာစနစ်ယူနစ်မှာ Joule ဖြစ်ပြီး လျှပ်စစ်ဓာတ်၏ နိုင်ငံတကာစနစ်ယူနစ်မှာ Coulomb ဖြစ်သောကြောင့် V ၏ နိုင်ငံတကာစနစ်ယူနစ်မှာ Joule per Coulomb (J/C) ဖြစ်သည်။ J/C အတွက် အခြားအမည်တစ်ခုမှာ Volt ဖြစ်ပြီး အီတလီသိပ္ပံပညာရှင်နှင့် လျှပ်စစ်ဘက်ထရီတီထွင်သူ Alessandro Volta (1745-1827) ၏ အမည်မှ ဆင်းသက်လာသည်။

လျှပ်စစ်အလားအလာကွာခြားချက်

_{a အမှတ်၊ ဆိုလိုသည်မှာ V a} ရှိ V ကဲ့သို့သော အမှတ်ရှိ V ကို မသိနိုင်ပါ။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် အရေးကြီးဆုံးမှာ လျှပ်စစ်အလားအလာ ပြောင်းလဲမှုဖြစ်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။ လျှပ်စစ်အလားအလာ ပြောင်းလဲမှုများကို တွက်ချက်မှုများ သို့မဟုတ် တိုင်းတာမှုများမှတစ်ဆင့် ၎င်း၏တန်ဖိုးဖြင့် သိရှိနိုင်သည်။ အားသွင်း q သည် တစ်နေရာမှ တစ်နေရာသို့ ရွေ့လျားသောအခါ V ပြောင်းလဲသွားသည်။ အားသွင်း q သည် အမှတ် a မှ အမှတ် b သို့ ရွေ့လျားသည်ဟု ယူဆပါက V ၏ ပြောင်းလဲမှုမှာ-

Vab ဆိုသည်မှာ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခုရှိ အမှတ်နှစ်ခုကြား V ကွာခြားချက်ဖြစ်ပြီး ဥပမာ a နှင့် b ဖြစ်သည်။ အမှတ် a နှင့် b အကြား V ကွာခြားချက် (V _ab ) သည် အမှတ် a မှ b သို့ ရွေ့လျားသည့်အခါ လျှပ်စစ်အားတွင် လျှပ်စစ်အားဖြင့် လုပ်ဆောင်သော အလုပ်နှင့် တစ်ယူနစ်အားသွင်းမှု (W _ab / q) တူညီသည်။ အမှတ် a မှ b သို့ ရွေ့လျားသည့်အခါ လျှပ်စစ်အား q ၏ လျှပ်စစ်အားဖြင့် လုပ်ဆောင်သော အလုပ် (W _ab ) သည် လျှပ်စစ်ဓာတ် q ၏ လျှပ်စစ်အလားအလာစွမ်းအင် ပြောင်းလဲမှု (ΔEP) နှင့် ညီမျှကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။ ထို့ကြောင့် အထက်ပါညီမျှခြင်းတွင် ΔEP ကို ​​W _ab ဖြင့် အစားထိုးနိုင်သည် ။

အရာဝတ္ထုတစ်ခုသည် မြေပြင်မျက်နှာပြင်အထက် အမြင့်တစ်ခုတွင်ရှိနေသောအခါ၊ ၎င်းတွင် ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင်ရှိပြီး မြေပြင်မျက်နှာပြင်ကို ရည်ညွှန်းအမှတ်အဖြစ်အသုံးပြုသည်။ ဤကိစ္စတွင်၊ မြေပြင်မျက်နှာပြင်၏အမြင့်နှင့် မြေပြင်မျက်နှာပြင်ရှိ ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင်ကို သုညဟုသတ်မှတ်ထားသည်။ ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင်နှင့်ဆင်တူစွာ၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အမှတ်တစ်ခုကို သတ်မှတ်ထားသော လျှပ်စစ်အလားအလာရှိသည်ဟု ဖော်ပြသောအခါ၊ ၎င်းသည် တွက်ချက်နိုင်သော လျှပ်စစ်အလားအလာကွာခြားချက်ကိုသာ ထည့်သွင်းစဉ်းစား၍ ရည်ညွှန်းအမှတ်အဖြစ်အသုံးပြုသော အခြားအမှတ်တစ်ခုဖြစ်ရမည်။ ပုံမှန်အားဖြင့် မြေပြင်နှင့်ချိတ်ဆက်ထားသော မြေပြင် သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းများကို ရည်ညွှန်းအမှတ်များအဖြစ် ရွေးချယ်ပြီး လျှပ်ကူးပစ္စည်း သို့မဟုတ် မြေပြင်ရှိ လျှပ်စစ်အလားအလာကို သုညဟုသတ်မှတ်ထားသည်။ ထို့ကြောင့် အမှတ်တစ်ခုတွင် လျှပ်စစ်အလားအလာ ၁၂ ဗို့ရှိပါက၊ ထိုအမှတ်နှင့် မြေပြင်ကြားရှိ လျှပ်စစ်အလားအလာကွာခြားချက်မှာ ၁၂ ဗို့ဖြစ်သည်။ ၆ ဗို့ဘက်ထရီတွင်၊ အပေါင်းတာမီနယ်နှင့် အနုတ်တာမီနယ်ကြားရှိ လျှပ်စစ်အလားအလာကွာခြားချက်မှာ ၆ ဗို့ဖြစ်သည်။ လျှပ်စစ်အလားအလာကွာခြားချက်၏ယူနစ်မှာ ဗို့ဖြစ်သောကြောင့်၊ အမှတ်နှစ်မှတ်ကြားရှိ လျှပ်စစ်အလားအလာကွာခြားချက်ကို ဗို့အားဟုရည်ညွှန်းလေ့ရှိသည်။

အထက်ဖော်ပြပါ လျှပ်စစ်အလားအလာကွာခြားချက်ညီမျှခြင်းကို အောက်ပါအတိုင်း ထပ်မံရေးသားနိုင်ပါသည်။

အကယ်၍ q အားသွင်းသည် လျှပ်စစ်ပိုတန်ကွာဟချက် V _ab မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားပါက ၊ ပိုတန်စွမ်းအင်သည် ΔEP ဖြင့်ပြောင်းလဲသွားသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ 2 Coulomb အားသွင်းသည် 12 Volts ၏ လျှပ်စစ်ပိုတန်ကွာဟချက်ကို ဖြတ်သန်းသွားပါက၊ လျှပ်စစ်ပိုတန်စွမ်းအင်သည် (2 C)(12 V) = 24 Joules ဖြင့်ပြောင်းလဲသွားသည်။ အလားတူပင်၊ 4 Coulomb အားသွင်းသည် 24 Volts ၏ လျှပ်စစ်ပိုတန်ကွာဟချက်ကို ဖြတ်သန်းသွားပါက၊ လျှပ်စစ်ပိုတန်စွမ်းအင်သည် (4 C)(24 V) = 96 Joules ဖြင့်ပြောင်းလဲသွားသည်။

ထို့ကြောင့် လျှပ်စစ်အလားအလာစွမ်းအင် (ΔEP) ပြောင်းလဲမှုသည် အားသွင်း (q) နှင့် ဗို့အား (V _ab ) နှင့် အချိုးကျပါသည်။ လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုနှင့် ဗို့အား မြင့်လေ၊ လျှပ်စစ်အလားအလာစွမ်းအင် ပြောင်းလဲမှု မြင့်လေဖြစ်သည်။ အလားအလာစွမ်းအင်သည် အလုပ်လုပ်နိုင်စွမ်းနှင့် ဆက်စပ်နေသောကြောင့် လျှပ်စစ်အလားအလာစွမ်းအင် ပြောင်းလဲမှုများသည် သိသာထင်ရှားပါက အလုပ်လုပ်နိုင်စွမ်းလည်း သိသာထင်ရှားပါသည်။

အထက်ဖော်ပြပါ V ကွာခြားချက်၏ ညီမျှခြင်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့်သာ ဖြစ်ပါသည်။ ပိုမိုအသေးစိတ်ကျသော V ညီမျှခြင်းရရှိရန်အတွက်၊ တစ်သားတည်းဖြစ်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းရှိ လျှပ်စစ်အလားအလာ ကွာခြားချက်နှင့် တစ်ခုတည်းသော အားသွင်းမှုမှ ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်အလားအလာ ကွာခြားချက်ကို ပြန်လည်သုံးသပ်ပါ။

တစ်သားတည်းဖြစ်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတွင် လျှပ်စစ်အလားအလာ

တစ်သားတည်းလျှပ်စစ်စက်ကွင်းတွင် အမှတ်နှစ်ခု၊ ဥပမာအားဖြင့် အမှတ် a နှင့် အမှတ် b အကြား V ကွာခြားချက်ကို အောက်ပါညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်။

V _ab = အမှတ်နှစ်မှတ်ကြား V ကွာခြားချက်၊ E = လျှပ်စစ်စက်ကွင်း နှင့် d = အမှတ်နှစ်မှတ်ကြား အကွာအဝေး။

တစ်ကြိမ်အားသွင်းခြင်းဖြင့် V ထုတ်လုပ်သည်

လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ထုတ်ပေးသော တစ်ခုတည်းသော အားသွင်းမှုကြောင့် အမှတ်တစ်ခုရှိ V ကို ညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်-

V _ab = အမှတ်နှစ်မှတ်ကြား V ကွာခြားချက်၊ k = Coulomb ကိန်းသေ၊ Q = လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ထုတ်လုပ်ပေးသည့် တစ်ခုတည်းသော အားသွင်းမှု၊ r = အားသွင်း Q နှင့် V ကို တွက်ချက်သည့် အမှတ်ကြား အကွာအဝေး။

လျှပ်စစ်စက်ကွင်း (E) နှင့် လျှပ်စစ်အလားအလာ (V) အကြား ဆက်နွယ်မှု

လျှပ်စစ်စက်ကွင်း E သည် ဗက်တာပမာဏဖြစ်ပြီး V သည် စကေးလာပမာဏဖြစ်သည်။ ဗက်တာပမာဏတွင် ဦးတည်ရာပါဝင်သောကြောင့် စကေးလာပမာဏများကို တွက်ချက်ခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက တွက်ချက်ရန် ပိုမိုခက်ခဲသည်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတွက်ချက်မှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေရန်အတွက် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းနှင့် V အကြား ဆက်နွယ်မှုကို ဖော်ပြသည့် ညီမျှခြင်းကို အသုံးပြုပါ။

အစောပိုင်းက ဖော်ပြခဲ့တဲ့ အလားအလာကွာခြားချက်ညီမျှခြင်းကို အောက်ပါအတိုင်း ပြန်လည်ရေးသားထားပါတယ်။

သင်္ချာနည်းအရ အလုပ်သည် အားနှင့် ရွေ့လျားမှုတို့၏ မြှောက်လဒ်ဖြစ်ပြီး အားသည် အားသွင်းမှုနှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတို့၏ မြှောက်လဒ်ဖြစ်သည်။ အလုပ်၊ အားနှင့် ရွေ့လျားမှုတို့၏ ဆက်နွယ်မှုကို အောက်ပါညီမျှခြင်းဖြင့် ဖော်ပြထားပါသည်။

အထက်ဖော်ပြပါ ညီမျှခြင်းနှစ်ခုကို ပေါင်းစပ်လိုက်လျှင် အောက်ပါအတိုင်း ညီမျှခြင်းအသစ်ကို ရရှိမည်ဖြစ်သည်။

E = လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၊ V _ab = a နှင့် b ကဲ့သို့သော အမှတ်နှစ်ခုကြားရှိ လျှပ်စစ်အလားအလာ ကွာခြားချက်၊ d = အမှတ်နှစ်ခုကြားရှိ အကွာအဝေး။

လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို မီတာလျှင် ဗို့အား (V/m) ယူနစ်ဖြင့် ဖော်ပြနိုင်စေရန်အတွက် အလားအလာကွာခြားချက်၏ ယူနစ်မှာ ဗို့ဖြစ်ပြီး အကွာအဝေး၏ ယူနစ်မှာ မီတာဖြစ်သည်။

ဤညီမျှခြင်းကို အမှတ်နှစ်မှတ်ကြားရှိ အလားအလာကွာခြားချက်နှင့် အမှတ်နှစ်မှတ်ကြားရှိ အကွာအဝေးဟု လူသိများသော လျှပ်စစ် (တစ်သားတည်း) စက်ကွင်းကို ဆုံးဖြတ်ရန် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ညီမျှခြင်းအပေါ် အခြေခံ၍ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းသည် V နှင့် အချိုးကျပြီး အကွာအဝေးနှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျပါသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ V မြင့်လေ၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း မြင့်လေဖြစ်ပြီး အကွာအဝေး မြင့်လေ၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း ငယ်လေဖြစ်သည်။