گاس جو قانون

گاس جي قانون بابت مضمون

ڪولمب جي قانون جي حوالي سان ، برقي چارجز جي وچ ۾ قوت جو مطالعو ڪيو ويو آهي. برقي ميدان جي جائزي ۾، ڪولمب جي قانون جي هڪ ٻي شڪل تي بحث ڪيو ويو آهي، جيڪو مساوات F = q E ذريعي ظاهر ڪيو ويو آهي،

جتي F برقي قوت آهي، q برقي چارج آهي ۽ E برقي ميدان آهي. اهو چئي سگهجي ٿو ته ڪولمب جو قانون فزڪس جو هڪ قانون آهي جيڪو برقي چارج (q) ۽ برقي ميدان (E) جي وچ ۾ تعلق کي بيان ڪري ٿو.

گاس جو قانون هڪ ٻيو فزڪس جو قانون آهي جيڪو برقي چارجز ۽ برقي ميدانن جي وچ ۾ تعلق جي وضاحت ڪري ٿو. گاس جو قانون ڪارل فريڊرڪ گاس (1777-1855)، هڪ جرمن نظرياتي فزڪسسٽ ۽ رياضي دان، پاران تيار ڪيو ويو هو.

هڪ يا ڪيترن ئي برقي چارجز مان پيدا ٿيندڙ برقي ميدان کي ڪولمب جي قانون کي استعمال ڪندي آساني سان ڳڻپ ڪري سگهجي ٿو، پر حساب وڌيڪ پيچيده ٿي ويندو آهي جيڪڏهن جيڪو طئي ڪيو ويندو آهي اهو برقي چارج ورهائڻ ذريعي پيدا ٿيندڙ برقي ميدان آهي. گاس جو قانون برقي چارج ورهائڻ ذريعي پيدا ٿيندڙ برقي ميدان کي طئي ڪرڻ جو هڪ وڌيڪ قدرتي طريقو فراهم ڪري ٿو. وڌيڪ، جيڪڏهن هڪ برقي ميدان معلوم آهي، ته گاس جو قانون برقي چارجز جي ورهائڻ کي طئي ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو جيڪي برقي ميدان پيدا ڪن ٿا. هيٺ گاس جي قانون جي تصور ۽ مساوات جو جائزو ورتو ويو آهي.

بال جي مرڪز ۾ هڪ مثبت برقي چارج جو جائزو وٺو جيئن پاسي واري شڪل ۾ ڏيکاريل آهي. جيڪڏهن گولي جو ريڊيس R آهي، ته پوءِ گولي ۾ چارج ذريعي پيدا ٿيندڙ برقي ميدان جي طاقت E = k Q/R آهي.² ۽ گولي جي مٿاڇري جي ايراضي A = 4 π r آهي².

برقي ميدان کي ڏسڻ لاءِ، برقي ميدان جون لائينون ٺاهيون ويون آهن، پر شڪل ۾، صرف چار برقي ميدان جون لائينون ڏيکاريون ويون آهن. برقي چارج مثبت آهي، ۽ تنهن ڪري برقي ميدان جون لائينون بال جي مرڪز مان ڪڍيون ويون آهن جتي برقي چارج واقع آهي،

۽ برقي ميدان جي هر لڪير بال جي مٿاڇري تي عمودي آهي جيڪا ان مان گذري ٿي. برقي چارج کان جيترو پري، برقي ميدان ننڍو ٿيندو ويندو آهي ته جيئن برقي ميدان جي لائينن جي وچ ۾ فاصلو به وڌيڪ پري ٿئي.

برقي وهڪرا جيڪي گولي جي مٿاڇري ۾ داخل ٿين ٿا، انهن جو حساب هيٺ ڏنل فارمولا استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي:

ايف = بجلي جو وهڪرو، ق = بجلي جو چارج، ڪ = 9 x 10⁹ ن م²/C²، ε_o (خال جي اجازت) = 8.85 x 10^-12 C²/ ن م²، π = 3.14.

هن مساوات جي بنياد تي، اهو نتيجو ڪڍيو ويو آهي ته هڪ گول مٿاڇري مان گذرندڙ برقي وهڪرو (F) ان ۾ برقي چارج (Q) جي مقدار جي متناسب آهي ۽ بال (R) جي ريڊيس تي منحصر ناهي.

پاسي واري شڪل ۾ چار بند مٿاڇريون ڏيکاريل آهن جن ۾ هڪ برقي چارج Q آهي. پهرين مٿاڇري گول آهي، جڏهن ته ٻي مٿاڇري جي شڪل بي ترتيب آهي. برقي چارج مثبت آهي تنهنڪري چئن تيرن پاران ظاهر ڪيل برقي ميدان جون لائينون چارج مان ڪڍيون وينديون آهن. چار برقي ميدان جون لائينون هڪ گول مٿاڇري مان گذرن ٿيون، ۽ ٻيون مٿاڇريون جيڪي بي ترتيب شڪلون رکن ٿيون اهي پڻ انهن چئن لائينن مان گذرن ٿيون.

برقي وهڪري جي جائزي ۾، اهو چيو ويو آهي ته برقي وهڪري هڪ برقي ميدان جون لائينون آهن جيڪي هڪ مخصوص مٿاڇري واري علائقي ۾ داخل ٿين ٿيون.

چئني مٿاڇري ۾ داخل ٿيندڙ برقي ميدان جون لائينون ساڳيون آهن، تنهن ڪري سڀني چئني مٿاڇري تي برقي وهڪري جي شدت ساڳي آهي. گول مٿاڇري ۾ داخل ٿيندڙ برقي وهڪري Φ = Q/ε آهي._o ته جيئن برقي وهڪري جيڪا ٻين بي ترتيب شڪلن وارين مٿاڇري ۾ داخل ٿئي ٿي، ان جي شدت به ساڳي هجي، يعني Φ = Q/ε_o.

هن وضاحت جي بنياد تي، اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته برقي وهڪرو جيڪو هڪ بند مٿاڇري ۾ داخل ٿئي ٿو جنهن ۾ برقي چارج آهي، اهو مٿاڇري جي شڪل تي منحصر ناهي ۽ شدت Φ = 4 π k Q = Q/ε آهي._o.

هيٺ ڏنل شڪل ٻه برقي چارج ڏيکاري ٿي جيڪي هڪ بند مٿاڇري اندر آهن. Q₁ ۽ سوال₂ مثبت آهن ته جيئن جيڪڏهن اهي آهن جڏهن ڇڪيو ويندو آهي، ته هر چارج ۾ هڪ برقي ميدان جي لڪير هوندي آهي جيڪا مٿاڇري کان ٻاهر نڪرندي آهي. ڪُل برقي وهڪرو برقي ميدان جي لڪيرن جو ڪُل تعداد آهي جيڪي بند مٿاڇري مان ٻاهر نڪرنديون آهن. ڇاڪاڻ ته چارج جي برقي ميدان جون لڪيرون Q₁ برقي وهڪري جي برابر آهن Φ = Q₁/ε_o ۽ چارج Q جي برقي ميدان جون لائينون₂

برقي وهڪري Φ = Q سان مقابلو ڪري سگهجن ٿا₂/ε_o، برقي ميدان جي لائينن جو ڪل تعداد Q جي برابر آهي₁/ε_o +ق₂/ε_o = 1 / ε_o (Q₁ +ق₂).

هن وضاحت جي بنياد تي، اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته ڪُل برقي وهڪرو 1/ε آهي_o بند مٿاڇري ۾ ڪل برقي چارج جو ڀيرا. هي بيان گاس جو قانون آهي. رياضي طور تي:

Φ_جال = 1/ε_o (Q_نيٽ) ———- گاس جي قانون جي مساوات

Q نيٽ هڪ بند مٿاڇري اندر موجود برقي چارج جي ڪل مقدار آهي. جيڪڏهن بند مٿاڇري کان ٻاهر هڪ برقي چارج آهي، ته چارج کي حساب ۾ نه ورتو ويندو آهي ڇاڪاڻ ته اهو پيدا ٿيندڙ برقي وهڪرو صفر آهي. برقي وهڪرو صفر آهي ڇاڪاڻ ته چارج مان ايندڙ برقي ميدان جون لائينون بند مٿاڇري ۾ داخل ٿين ٿيون ۽ پوءِ ٻيهر ٻاهر نڪرن ٿيون.

گاس جي قانون جي بند مٿاڇري هڪ خيالي مٿاڇري آهي جيڪا برقي چارج جي ڪري پيدا ٿيندڙ برقي وهڪري جي حساب سان پيش ڪئي وئي آهي.

جيڪڏهن برقي چارج جي ورڇ معلوم هجي ته گاس جو قانون برقي ميدان کي طئي ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو، يا جيڪڏهن برقي ميدان معلوم هجي ته برقي چارج جي ورڇ کي طئي ڪرڻ لاءِ پڻ استعمال ڪري سگهجي ٿو. گاس جي قانون جي استعمال کي مختلف سوالن کي حل ڪرڻ لاءِ گاس جي قانون جي استعمال بابت مضمون ۾ وضاحت ڪئي وئي آهي.