ගුරුමුද නෙට්වර්ක්ස්
රේඛීය චලිතයේ ස්කන්ධයට (m) සමාන වන භ්රමණ චලිතයේ ප්රමාණය අවස්ථිති ඝූර්ණය (I) වේ. රේඛීය චලිතයේ ප්රවේගයට (v) සමාන වන භ්රමණ චලිතයේ ප්රමාණය කෝණික ප්රවේගය (ω) වේ. මේ අනුව, භ්රමණය වන වස්තුවට ... තව කියවන්න
භ්රමණය වන අංශුවක් සමාලෝචනය කරන්න. ස්කන්ධය m සහිත අංශුවට F බලය ලබා දී ඇති අතර එමඟින් අංශුව O අක්ෂය වටා භ්රමණය වේ. අංශුව භ්රමණ අක්ෂයෙන් r දුරින් පිහිටා ඇත. පළමුව, අංශුව නිශ්චලව පවතී (v = 0). F බලයෙන් චලනය වූ පසු, අංශු නිශ්චිත වේගයකින් චලනය වන අතර එමඟින් අංශුවලට ස්පර්ශක ත්වරණයක් ලැබේ. බලය (F), ස්කන්ධය (m) සහ අංශුවල ස්පර්ශක ත්වරණය අතර සම්බන්ධතාවය 3 සමීකරණය මගින් ප්රකාශ වේ:
තඹ වැනි සන්නායකයක, අහඹු ලෙස අධික වේගයෙන් නිදහසේ චලනය වන නමුත් ලෝහයෙන් ගැලවී නොයන ඉලෙක්ට්රෝන ඇත. නිදහසේ චලනය විය හැකි ඉලෙක්ට්රෝන නිදහස් ඉලෙක්ට්රෝන ලෙස හැඳින්වේ. ඉලෙක්ට්රෝන සෑම දිශාවකටම නිදහසේ චලනය වුවද, නිශ්චිත දිශාවකට ඉලෙක්ට්රෝනවල සම්පූර්ණ ප්රවාහයක් නොමැත. තඹ වයරයේ කෙළවර දෙක අතර විභව වෙනසක් නොමැති විට මෙම තත්වය ඇතිවේ.
වයරය විද්යුත් ප්රභවයකට සම්බන්ධ කළ විට, තඹ වයරයේ කෙළවර දෙක අතර විභව වෙනසක් ඇති වන අතර එමඟින් තඹ වයරය තුළ විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් දිස්වේ. විද්යුත් ක්ෂේත්රයක පැවැත්ම නිදහස් ඉලෙක්ට්රෝන F = q E = e E විද්යුත් බලය අත්විඳීමට හේතු වේ, එහිදී F = විද්යුත් බලය , e = ඉලෙක්ට්රෝන ආරෝපණය, E = විද්යුත් ක්ෂේත්රය . මෙම විද්යුත් බලය නිදහසේ චලනය වන සියලුම ඉලෙක්ට්රෝන එකට වේගවත් වීමට හේතු වන අතර එය විද්යුත් බලයට සමාන දිශාවකි.
ධාරිත්රකයේ අර්ථ දැක්වීම යනු විද්යුත් ආරෝපණය සහ විද්යුත් විභව ශක්තිය ගබඩා කරන උපකරණයකි. සරල ධාරිත්රකය එකිනෙකට සමීපව තබා ඇති නමුත් එකිනෙකට ස්පර්ශ නොවන සහ පරිවාරකයක් හෝ රික්තයක් මගින් වෙන් කරන ලද සන්නායක දෙකක තහඩු හෝ තහඩු වලින් සමන්විත වේ. සන්නායක යනු ලෝහ වැනි විද්යුත් ධාරාවක් සන්නයනය කළ හැකි ද්රව්ය වන අතර, පරිවාරක යනු ප්ලාස්ටික් වැනි විද්යුත් ධාරාවක් සන්නයනය කළ නොහැකි ද්රව්ය වේ.
මුලදී, සන්නායක දෙක විද්යුත් වශයෙන් ආරෝපණය වී හෝ විද්යුත් වශයෙන් උදාසීන නොවේ. එක් සන්නායකයක් ධන ලෙස ආරෝපණය වී අනෙක් සන්නායකය සෘණ ලෙස ආරෝපණය වීමට නම්, එක් සන්නායකයකින් තවත් සන්නායකයකට ඉලෙක්ට්රෝන මාරු කිරීමක් සිදුවිය යුතුය. ඉලෙක්ට්රෝන පරමාණුවේ මතුපිට පිහිටා ඇති බැවින් ඒවා චලනය කිරීමට පහසුය. ඉලෙක්ට්රෝන එක් සන්නායකයකින් තවත් සන්නායකයකට ගමන් කළ පසු, එක් සන්නායකයක අතිරික්ත ඉලෙක්ට්රෝන (ප්රෝටෝන නොමැතිකම) ඇත.
අනෙක් සන්නායකයේ ඉලෙක්ට්රෝන ඌනතාවයක් (අතිරික්ත ප්රෝටෝනයක්) ඇති බැවින් එය ධන ආරෝපණයක් බවට පත් වන පරිදි එය සෘණ ආරෝපණය වන පරිදි. ධාරිත්රකවල විද්යුත් ආරෝපණ ආරෝපණය කිරීමේ ක්රියාවලිය පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක විස්තරයක් ධාරිත්රකවල විද්යුත් ශක්තිය ගබඩා කිරීමේ මාතෘකාව යටතේ සමාලෝචනය කෙරේ.
විද්යුත් විභවය යනු ඒකක ආරෝපණයකට විද්යුත් විභව ශක්තිය ලෙස අර්ථ දැක්වේ . එය a ලක්ෂ්යයේ ඇති විට, q ආරෝපණයේ විද්යුත් විභව ශක්තිය EP a ට සමාන යැයි උපකල්පනය කරන්න , එවිට a ලක්ෂ්යයේ විද්යුත් විභවය පහත පරිදි සූත්රගත කෙරේ:
V = විද්යුත් විභවය, EP = විද්යුත් විභව ශක්තිය, q = විද්යුත් ආරෝපණය
V යනු a ලක්ෂ්යයේ පමණක් නොව විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ සියලුම ලක්ෂ්යවල ද වේ. a ලක්ෂ්යය උදාහරණයක් ලෙස භාවිතා කෙරේ. පසුව පැහැදිලි කරන පරිදි, V ආරෝපණය q මත රඳා නොපවතී.
මෙම මාතෘකාව අධ්යයනය කිරීමට පෙර, මුලින්ම කාර්යය, ගතානුගතික බලවේග, විභව ශක්තිය සහිත ගතානුගතික බලවේග අතර සම්බන්ධතාවය , විද්යුත් බලවේග සහ විද්යුත් ක්ෂේත්රය තේරුම් ගන්න.
ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සහ වසන්ත බලයට අමතරව, ගතානුගතික බලයේ තවත් උදාහරණයක් වන්නේ විද්යුත් බලයයි. විද්යුත් බලය ගතානුගතික බලය ලෙස හඳුන්වන්නේ මන්දැයි වඩා හොඳින් තේරුම් ගැනීමට, පහත පැහැදිලි කිරීම තේරුම් ගන්න.
තනි ලක්ෂ්ය ආරෝපණයකින් විද්යුත් ක්ෂේත්රය
තනි ධන ආරෝපණයකින් නිපදවන විද්යුත් ක්ෂේත්රය ගණනය කිරීම සඳහා, පළමු පියවර වන්නේ ගෝලයේ කේන්ද්රය තනි ආරෝපණයේ ඇති අරය r සහිත ගෝලාකාර ගෝස් මතුපිට තෝරා ගැනීමයි. බෝලයේ මතුපිට වර්ගඵලය 4πr වේ.2.
ගෝලයේ මධ්යයෙන් පිටවන විද්යුත් ක්ෂේත්රය ගෝලයේ මතුපිටට ලම්බකව විනිවිද යන බැවින් විද්යුත් ප්රවාහයේ සූත්රය Φ = E A වේ. ගවුස් නියමයේ සූත්රය Φ = Q/ε o වේ.
කූලෝම් නියමය සම්බන්ධයෙන් , විද්යුත් ආරෝපණ අතර බලය අධ්යයනය කර ඇත. විද්යුත් ක්ෂේත්රය පිළිබඳ සමාලෝචනයක දී, කූලෝම් නියමයේ තවත් ආකාරයක් සාකච්ඡා කර ඇති අතර, එය F = q E සමීකරණයෙන් ප්රකාශ වේ,
මෙහි F යනු විද්යුත් බලය වන අතර, q යනු විද්යුත් ආරෝපණය වන අතර E යනු විද්යුත් ක්ෂේත්රය වේ. කූලෝම් නියමය යනු විද්යුත් ආරෝපණය (q) සහ විද්යුත් ක්ෂේත්රය (E) අතර සම්බන්ධතාවය පැහැදිලි කරන භෞතික විද්යාවේ නියමයක් බව පැවසිය හැකිය.
විද්යුත් ආරෝපණ සහ විද්යුත් ක්ෂේත්ර අතර සම්බන්ධතාවය පැහැදිලි කරන තවත් භෞතික විද්යා නියමයක් වන්නේ ගවුස්ගේ නියමයයි. ගවුස්ගේ නියමය ජර්මානු න්යායාත්මක භෞතික විද්යාඥයෙකු සහ ගණිතඥයෙකු වන කාල් ෆ්රෙඩ්රික් ගවුස් (1777-1855) විසින් සකස් කරන ලදී.
විද්යුත් ක්ෂේත්රය සම්බන්ධයෙන්, විද්යුත් ආරෝපණයක්, විද්යුත් ආරෝපණ කිහිපයක් හෝ විද්යුත් ආරෝපණ ව්යාප්තියක් මගින් නිපදවන විද්යුත් ක්ෂේත්ර ශක්තිය ගණනය කිරීමට භාවිතා කළ හැකි විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ අර්ථ දැක්වීම සහ සමීකරණය සාකච්ඡා කර ඇත . විද්යුත් ආරෝපණයක් හෝ විද්යුත් ආරෝපණ දෙකක් මගින් නිපදවන විද්යුත් ක්ෂේත්ර ශක්තිය ගණනය කිරීම විද්යුත් ක්ෂේත්ර ශක්තියේ සූත්රය භාවිතයෙන් පහසුවෙන් විසඳා ගත හැකිය. ගණනය කරනු ලබන්නේ විද්යුත් ආරෝපණ ව්යාප්තියකින් ජනනය වන විද්යුත් ක්ෂේත්ර ශක්තිය නම්, විද්යුත් ක්ෂේත්ර ශක්තිය සඳහා සූත්රය භාවිතා කරන්නේ නම් ගණනය කිරීම වඩාත් සංකීර්ණ වේ, නමුත් ගවුස්ගේ නියමය භාවිතා කිරීම පහසුය . ගවුස් නියමය ගැඹුරින් අධ්යයනය කිරීමට පෙර, ගවුස් නියමයේ භාවිතා වන විද්යුත් ප්රවාහ සංකල්පය නිසා මුලින්ම එම විද්යුත් ප්රවාහය තේරුම් ගන්න.
විද්යුත් ආරෝපණය පිළිබඳ විෂය සම්බන්ධයෙන්, ආරෝපණ එකිනෙක විකර්ෂණය කරන බවත්, ආරෝපණ මෙන් නොව එකිනෙක ආකර්ෂණය වන බවත් ඉගෙන ගන්නා ලදී. ධන ආරෝපිත වස්තුවක් සෘණ ආරෝපිත වස්තුවකට සමීප කළහොත්, වස්තූන් දෙක එකට ඇදී යන අතර එමඟින් ඒවා එකිනෙකා දෙසට ගමන් කරයි. ප්රතිවිරුද්ධව, ධන ආරෝපිත වස්තුවක් ධන ආරෝපිත වස්තුවකට සමීප කළහොත්, වස්තූන් දෙක එකිනෙකා විකර්ෂණය වන අතර එමඟින් ඒවා එකිනෙකින් ඈත් වේ. කූලෝම්බ්ගේ නීතියේ විෂය පිළිබඳව අධ්යයනය කරන ලද පරිදි, විද්යුත් ආරෝපිත වස්තූන්ට මෙම විද්යුත් ආරෝපිත වස්තූන් අතර ක්රියා කරන විද්යුත් බලයක් ඇති බැවින් අනෙකුත් විද්යුත් ආරෝපිත වස්තූන් වේගවත් කළ හැකිය. විද්යුත් ආරෝපිත වස්තුවක් මගින් අනෙකුත් විද්යුත් ආරෝපිත වස්තූන් මත ක්රියාත්මක වන විද්යුත් බලය ස්පර්ශයකින් තොරව ක්රියා කළ හැකි බලයක එක් උදාහරණයකි. දුරින් ක්රියා කළ හැකි බලයේ තවත් උදාහරණයක් වන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයයි . ස්කන්ධ වස්තුවක් මගින් අනෙකුත් ස්කන්ධ වස්තූන් මත ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ක්රියාත්මක වේ.