ගවුස් නියමය පිළිබඳ ලිපිය
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 ආරෝපණ එකක් හෝ කිහිපයක් මගින් ජනනය වන විද්යුත් ක්ෂේත්රය කූලෝම් නියමය භාවිතයෙන් පහසුවෙන් ගණනය කළ හැකි නමුත්, විද්යුත් ආරෝපණ ව්යාප්තියකින් නිපදවන විද්යුත් ක්ෂේත්රය තීරණය කරන්නේ නම් ගණනය කිරීම වඩාත් සංකීර්ණ වේ. විද්යුත් ආරෝපණ ව්යාප්තියකින් නිපදවන විද්යුත් ක්ෂේත්රය තීරණය කිරීමට ගෝස්ගේ නියමය වඩාත් ස්වාභාවික ක්රමයක් සපයයි. තවද, විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් දන්නේ නම්, විද්යුත් ක්ෂේත්රය නිපදවන විද්යුත් ආරෝපණ ව්යාප්තිය තීරණය කිරීමට ගෝස්ගේ නියමය භාවිතා කළ හැකිය. ගෝස්ගේ නියමයේ සංකල්පය සහ සමීකරණය පහත දැක්වේ.
පැත්තේ රූපයේ දැක්වෙන පරිදි බෝලයේ මධ්යයේ ඇති ධන විද්යුත් ආරෝපණයක් සමාලෝචනය කරන්න. ගෝලයේ අරය R නම්, ගෝලය හරහා ආරෝපණයෙන් ජනනය වන විද්යුත් ක්ෂේත්ර ශක්තිය E = k Q/R වේ.2 සහ ගෝලයේ මතුපිට වර්ගඵලය A = 4 π r වේ2.
විද්යුත් ක්ෂේත්රය දෘශ්යමාන කිරීම සඳහා, විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා ඇඳ ඇත, නමුත් රූපයේ දැක්වෙන්නේ විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා හතරක් පමණි. විද්යුත් ආරෝපණය ධන වන අතර, එම නිසා විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා බෝලයේ මධ්යයේ සිට විද්යුත් ආරෝපණය පිහිටා ඇති ස්ථානයෙන් පිටතට ඇද ගනු ලැබේ,
සහ විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ සෑම රේඛාවක්ම එය හරහා ගමන් කරන බෝලයේ මතුපිටට ලම්බක වේ. විද්යුත් ආරෝපණයෙන් දුරින්, විද්යුත් ක්ෂේත්රය කුඩා වන බැවින් විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා අතර දුර ද දුරින් පවතී.
ගෝලයේ මතුපිටට විනිවිද යන විද්යුත් ප්රවාහ පහත සූත්රය භාවිතයෙන් ගණනය කෙරේ:
F = විද්යුත් ප්රවාහය, Q = විද්යුත් ආරෝපණය, k = 9 x 10 9 N m 2 /C 2 , ε o (රික්ත අවසරය) = 8.85 x 10 -12 C 2 /N m 2 , π = 3.14.
මෙම සමීකරණය මත පදනම්ව, ගෝලාකාර පෘෂ්ඨයක් හරහා ගමන් කරන විද්යුත් ප්රවාහය (F) එහි ඇති විද්යුත් ආරෝපණ ප්රමාණයට (Q) සමානුපාතික වන අතර බෝලයේ අරය (R) මත රඳා නොපවතින බව නිගමනය කෙරේ.
පසෙකින් ඇති රූපයේ විද්යුත් ආරෝපණ Q ඇති සංවෘත පෘෂ්ඨ හතරක් පෙන්වයි. පළමු පෘෂ්ඨය වෘත්තාකාර වන අතර අනෙක් පෘෂ්ඨය අක්රමවත් හැඩයක් ඇත. විද්යුත් ආරෝපණය ධන වන බැවින් ඊතල හතරෙන් නිරූපණය වන විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා ආරෝපණයෙන් පිටතට ඇද ගනු ලැබේ. විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා හතර වෘත්තාකාර මතුපිටක් හරහා ගමන් කරන අතර අක්රමවත් හැඩයන් ඇති අනෙකුත් පෘෂ්ඨ ද මෙම රේඛා හතර හරහා ගමන් කරයි.
විද්යුත් ප්රවාහ සමාලෝචනයේදී, විද්යුත් ප්රවාහය යනු නිශ්චිත පෘෂ්ඨ ප්රදේශයක් විනිවිද යන විද්යුත් ක්ෂේත්රයක රේඛා බව සඳහන් වේ.
පෘෂ්ඨ හතර විනිවිද යන විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා සමාන වන බැවින් පෘෂ්ඨ හතරෙහිම විද්යුත් ප්රවාහයට එකම විශාලත්වයක් ඇත. ගෝලාකාර පෘෂ්ඨය විනිවිද යන විද්යුත් ප්රවාහය Φ = Q/ε වේ.o එබැවින් අක්රමවත් හැඩතල සහිත අනෙකුත් පෘෂ්ඨ විනිවිද යන විද්යුත් ප්රවාහයට ද එම විශාලත්වයම ඇත, එනම් Φ = Q/εo.
මෙම පැහැදිලි කිරීම මත පදනම්ව, විද්යුත් ආරෝපණයක් ඇති සංවෘත මතුපිටක් විනිවිද යන විද්යුත් ප්රවාහය, මතුපිට හැඩය මත රඳා නොපවතින බවත් විශාලත්වය Φ = 4 π k Q = Q/ε o බවත් නිගමනය කළ හැකිය.
ඊළඟ රූපයේ දැක්වෙන්නේ සංවෘත පෘෂ්ඨයක් තුළ ඇති විද්යුත් ආරෝපණ දෙකක් ය. Q1 සහ Q2 ධනාත්මක බැවින් ඒවා එසේ නම් 
අඳින ලද විට, සෑම ආරෝපණයකටම මතුපිට ඇතුළත සිට පිටතට විනිවිද යන විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛාවක් ඇත. මුළු විද්යුත් ප්රවාහය යනු සංවෘත පෘෂ්ඨයෙන් පිටතට විනිවිද යන මුළු විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා ගණනයි. මන්ද ආරෝපණ Q හි විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ රේඛා1 විද්යුත් ප්රවාහයට සමාන වේ Φ = Q1/εo සහ ආරෝපණ Q හි විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ රේඛා2
විද්යුත් ප්රවාහය Φ = Q 2 /ε o ට සමාන වේ , විද්යුත් ක්ෂේත්ර රේඛා මුළු සංඛ්යාව Q 1 /ε o + Q 2 /ε o = 1 / ε o (Q 1 + Q 2 ) ට සමාන වේ.
මෙම පැහැදිලි කිරීම මත පදනම්ව, සම්පූර්ණ විද්යුත් ප්රවාහය සංවෘත පෘෂ්ඨයේ මුළු විද්යුත් ආරෝපණය මෙන් 1/ε o ගුණයක් බව නිගමනය කළ හැක . මෙම ප්රකාශය ගවුස්ගේ නියමයයි. ගණිතමය වශයෙන්:
Φ net = 1/ε o (Q net) ———- ගවුස් නියමයේ සමීකරණය
Q net යනු සංවෘත පෘෂ්ඨයක් තුළ ඇති මුළු විද්යුත් ආරෝපණ ප්රමාණයයි. සංවෘත පෘෂ්ඨයෙන් පිටත විද්යුත් ආරෝපණයක් තිබේ නම්, එය නිපදවන විද්යුත් ප්රවාහය ශුන්ය බැවින් ආරෝපණය ගණනය නොකෙරේ. ආරෝපණයෙන් එන විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ රේඛා සංවෘත පෘෂ්ඨයට විනිවිද ගොස් නැවත පිටවන බැවින් විද්යුත් ප්රවාහය ශුන්ය වේ.
ගවුස් නියමයේ සංවෘත පෘෂ්ඨය යනු විද්යුත් ආරෝපණයක් නිසා ඇතිවන විද්යුත් ප්රවාහය ගණනය කිරීම සඳහා ඉදිරිපත් කරන ලද පරිකල්පනීය පෘෂ්ඨයයි.
විද්යුත් ආරෝපණයක ව්යාප්තිය දන්නේ නම් විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් තීරණය කිරීමට ගෝස්ගේ නියමය භාවිතා කළ හැකිය, නැතහොත් විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් දන්නේ නම් විද්යුත් ආරෝපණ ව්යාප්තිය තීරණය කිරීමට ද භාවිතා කළ හැකිය. විවිධ ප්රශ්න විසඳීම සඳහා ගෝස්ගේ නියමය භාවිතා කිරීම ගෝස්ගේ නියමයේ යෙදීම පිළිබඳ ලිපියේ පැහැදිලි කර ඇත.
