இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையே சாத்தியமான மற்றும் சாத்தியமான வேறுபாடு என்ன

எலக்ட்ரோஸ்டேடிக்ஸ் மற்றும் எலெக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் கோட்பாட்டின் முக்கியமான அடித்தளங்களில் ஒன்று மின்சார ஆற்றல் பற்றிய கருத்து. இயற்பியலின் இந்த கிளைகளை மேலும் படிக்க அதன் சாரத்தை புரிந்துகொள்வது அவசியமான நிபந்தனையாகும்.

மின்சார ஆற்றல் என்றால் என்ன

ஒரு நிலையான கட்டணம் Q மூலம் உருவாக்கப்பட்ட புலத்தில் ஒரு யூனிட் சார்ஜ் q ஐ வைக்கலாம், இது பாதிக்கப்படுகிறது கூலம்ப் படை F=k*Qq/r.

இங்கே மற்றும் கீழே k=((1/4)*π* ε* ε), எங்கே ε_{0 —} மின் மாறிலி (8.85*10^-12 F/m), ε ஆகும் போது நடுத்தர மின்கடத்தா மாறிலி.

பங்களித்தது கட்டணம் இந்த சக்தியின் செயல்பாட்டின் கீழ், அது நகர முடியும், மேலும் சக்தி ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வேலை செய்யும். இதன் பொருள், இரண்டு கட்டணங்களின் அமைப்பு இரண்டு சார்ஜ்களின் அளவு மற்றும் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தைப் பொறுத்து ஒரு சாத்தியமான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இந்த சாத்தியமான ஆற்றலின் அளவு சார்ஜ் q இன் அளவைப் பொறுத்தது அல்ல. இங்கே மின்சார ஆற்றலின் வரையறை அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது - இது புலத்தின் ஆற்றல் ஆற்றலின் விகிதத்திற்கு சார்ஜ் அளவிற்கு சமம்:

φ=W/q,

இங்கு டபிள்யூ என்பது கட்டண முறையால் உருவாக்கப்பட்ட புலத்தின் சாத்தியமான ஆற்றல், மற்றும் திறன் என்பது புலத்தின் ஆற்றல் பண்பு ஆகும். ஒரு மின்சார புலத்தில் ஒரு சார்ஜ் q ஐ சிறிது தூரத்திற்கு நகர்த்துவதற்கு, கூலம்ப் படைகளை கடக்க ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வேலைகளை செலவழிக்க வேண்டியது அவசியம். ஒரு புள்ளியின் சாத்தியம் இந்த புள்ளியில் இருந்து முடிவிலிக்கு ஒரு யூனிட் கட்டணத்தை நகர்த்துவதற்கு செலவழிக்க வேண்டிய வேலைக்கு சமம். அவ்வாறு செய்யும்போது, ​​​​கவனிக்க வேண்டும்:

• இந்த வேலை சார்ஜின் ஆற்றல் ஆற்றல் குறைவதற்கு சமமாக இருக்கும் (A=W₂-டபிள்யூ₁);
• வேலை கட்டணம் செலுத்தும் பாதையைப் பொறுத்தது அல்ல.

SI அமைப்பில், சாத்தியமான அலகு ஒரு வோல்ட் ஆகும் (ரஷ்ய இலக்கியத்தில் இது V என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது, வெளிநாட்டு இலக்கியத்தில் - V). 1 V \u003d 1J / 1 C, அதாவது, 1 C இன் கட்டணத்தை முடிவிலிக்கு நகர்த்த 1 ஜூலை எடுத்துக் கொண்டால், 1 வோல்ட் புள்ளியின் திறனைப் பற்றி பேசலாம். எலக்ட்ரிக்கல் இன்ஜினியரிங் வளர்ச்சிக்கு குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பை வழங்கிய இத்தாலிய இயற்பியலாளர் அலெஸாண்ட்ரோ வோல்டாவின் நினைவாக இந்த பெயர் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.

ஒரு சாத்தியக்கூறு என்ன என்பதைக் கற்பனை செய்ய, அதை இரண்டு உடல்களின் வெப்பநிலை அல்லது விண்வெளியில் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் அளவிடப்படும் வெப்பநிலையுடன் ஒப்பிடலாம். வெப்பநிலை என்பது பொருள்களின் வெப்பத்தின் அளவீடு, மற்றும் ஆற்றல் என்பது மின் கட்டணத்தின் அளவீடு ஆகும். ஒரு உடல் மற்றொன்றை விட அதிகமாக வெப்பமடைகிறது என்று கூறப்படுகிறது, ஒரு உடல் அதிகமாகவும் மற்றொன்று குறைவாகவும் இருக்கும் என்றும் கூறலாம். இந்த உடல்கள் வெவ்வேறு திறன்களைக் கொண்டுள்ளன.

ஆற்றலின் மதிப்பு ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பின் தேர்வைப் பொறுத்தது, எனவே சில நிலை தேவைப்படுகிறது, இது பூஜ்ஜியமாக எடுக்கப்பட வேண்டும். வெப்பநிலையை அளவிடும் போது, ​​உதாரணமாக, உருகும் பனியின் வெப்பநிலையை அடிப்படையாக எடுத்துக் கொள்ளலாம்.திறனைப் பொறுத்தவரை, எல்லையற்ற தொலைதூர புள்ளியின் சாத்தியம் பொதுவாக பூஜ்ஜிய மட்டமாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது, ஆனால் சில சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதற்கு, எடுத்துக்காட்டாக, தரை திறன் அல்லது மின்தேக்கி தகடுகளில் ஒன்றின் திறனை பூஜ்ஜியமாகக் கருதலாம்.

சாத்தியமான பண்புகள்

ஆற்றலின் முக்கியமான பண்புகளில், பின்வருவனவற்றைக் குறிப்பிட வேண்டும்:

• புலம் பல கட்டணங்களால் உருவாக்கப்பட்டால், ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் உள்ள சாத்தியம் இயற்கணிதத்திற்கு சமமாக இருக்கும் (கட்டணத்தின் அடையாளத்தை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது) ஒவ்வொரு கட்டணங்களாலும் உருவாக்கப்பட்ட சாத்தியக்கூறுகளின் கூட்டுத்தொகை φ=φ₁+φ₂+φ₃+φ₄+φ₅+…+φ_n;
• கட்டணங்களிலிருந்து தூரங்கள் இருந்தால், கட்டணங்களே புள்ளிக் கட்டணங்களாகக் கருதப்படும், மொத்த சாத்தியக்கூறுகள் φ=k*(q) சூத்திரத்தால் கணக்கிடப்படும்.₁/ஆர்₁+கே₂/ஆர்₂+கே₃/ஆர்₃+…+கே_n/ஆர்_n), இங்கு r என்பது தொடர்புடைய கட்டணத்திலிருந்து பின்னர் கருதப்படும் புள்ளியின் தூரமாகும்.

புலம் ஒரு மின்சார இருமுனையால் (எதிர் குறியின் இரண்டு இணைக்கப்பட்ட கட்டணங்கள்) உருவாக்கப்பட்டால், இருமுனையிலிருந்து r தொலைவில் அமைந்துள்ள எந்தப் புள்ளியிலும் உள்ள சாத்தியம் φ=k*p*cosά/r க்கு சமமாக இருக்கும்.², எங்கே:

• p என்பது இருமுனையின் மின் கை, q*l க்கு சமம், இங்கு l என்பது கட்டணங்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம்;
• r என்பது இருமுனையத்திற்கான தூரம்;
• ά என்பது இருமுனை கை மற்றும் ஆரம் திசையன் r இடையே உள்ள கோணம்.

புள்ளி இருமுனையின் அச்சில் இருந்தால், cosά=1 மற்றும் φ=k*p/r².

சாத்தியமான வேறுபாடு

இரண்டு புள்ளிகளுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றல் இருந்தால், மற்றும் அவை சமமாக இல்லாவிட்டால், இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையில் சாத்தியமான வேறுபாடு இருப்பதாக அவர்கள் கூறுகிறார்கள். புள்ளிகளுக்கு இடையில் சாத்தியமான வேறுபாடு ஏற்படுகிறது:

• யாருடைய திறன் பல்வேறு அறிகுறிகளின் கட்டணங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது;
• எந்தவொரு அடையாளத்தின் கட்டணத்திலிருந்தும் ஒரு சாத்தியமுள்ள புள்ளி மற்றும் பூஜ்ஜிய சாத்தியம் கொண்ட ஒரு புள்ளி;
• ஒரே அடையாளத்தின் திறனைக் கொண்ட புள்ளிகள், ஆனால் முழுமையான மதிப்பில் வேறுபடுகின்றன.

அதாவது, சாத்தியமான வேறுபாடு ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பின் தேர்வைப் பொறுத்தது அல்ல.பூஜ்ஜிய குறிக்கு (உதாரணமாக, கடல் மட்டம்) ஒப்பிடும்போது வெவ்வேறு உயரங்களில் அமைந்துள்ள நீர் குளங்களைக் கொண்டு ஒரு ஒப்புமையை வரையலாம்.

ஒவ்வொரு குளத்தின் தண்ணீருக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றல் உள்ளது, ஆனால் நீங்கள் ஏதேனும் இரண்டு குளங்களை ஒரு குழாயுடன் இணைத்தால், ஒவ்வொன்றிலும் நீரின் ஓட்டம் இருக்கும், அதன் ஓட்ட விகிதம் குழாயின் அளவால் மட்டுமல்ல. , ஆனால் பூமியின் ஈர்ப்பு புலத்தில் (அதாவது உயர வேறுபாடு) சாத்தியமான ஆற்றல்களின் வேறுபாட்டால். இந்த விஷயத்தில் சாத்தியமான ஆற்றல்களின் முழுமையான மதிப்பு ஒரு பொருட்டல்ல.

அதே வழியில், நீங்கள் ஒரு கடத்தியுடன் வெவ்வேறு திறன் கொண்ட இரண்டு புள்ளிகளை இணைத்தால், அது பாயும் மின்சாரம், கடத்தியின் எதிர்ப்பால் மட்டும் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, ஆனால் சாத்தியமான வேறுபாடு (ஆனால் அவர்களின் முழுமையான மதிப்பால் அல்ல). தண்ணீருடனான ஒப்புமையைத் தொடர்வது, மேல் குளத்தில் உள்ள நீர் விரைவில் வெளியேறும் என்றும், தண்ணீரை மீண்டும் மேலே நகர்த்தும் சக்தி இல்லை என்றால் (உதாரணமாக, ஒரு பம்ப்), ஓட்டம் மிக விரைவாக நின்றுவிடும்.

எனவே இது ஒரு மின்சுற்றில் உள்ளது - ஒரு குறிப்பிட்ட மட்டத்தில் சாத்தியமான வேறுபாட்டை பராமரிக்க, அதிக திறன் கொண்ட ஒரு புள்ளிக்கு கட்டணங்களை (இன்னும் துல்லியமாக, சார்ஜ் கேரியர்கள்) மாற்றும் ஒரு சக்தி தேவைப்படுகிறது. இந்த விசை எலக்ட்ரோமோட்டிவ் ஃபோர்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் இது EMF என சுருக்கமாக அழைக்கப்படுகிறது. EMF வேறுபட்ட இயல்புடையதாக இருக்கலாம் - மின் வேதியியல், மின்காந்தம் போன்றவை.

நடைமுறையில், இது முக்கியமாக சார்ஜ் கேரியர்களின் பாதையின் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி புள்ளிகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடாகும். இந்த வழக்கில், இந்த வேறுபாடு மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் SI இல் இது வோல்ட்களிலும் அளவிடப்படுகிறது.1 கூலம்பின் மின்னூட்டத்தை ஒரு புள்ளியில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு நகர்த்தும்போது புலம் 1 ஜூல் வேலை செய்தால், 1 வோல்ட் மின்னழுத்தத்தைப் பற்றி நாம் பேசலாம், அதாவது 1V \u003d 1J / 1C, மற்றும் J / C ஒரு யூனிட்டாகவும் இருக்கலாம். சாத்தியமான வேறுபாடு.

சமமான மேற்பரப்புகள்

பல புள்ளிகளின் திறன் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால், இந்த புள்ளிகள் ஒரு மேற்பரப்பை உருவாக்கினால், அத்தகைய மேற்பரப்பு சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. அத்தகைய சொத்து, எடுத்துக்காட்டாக, மின் கட்டணத்தைச் சுற்றி ஒரு கோளத்தைக் கொண்டுள்ளது, ஏனெனில் மின்சார புலம் அனைத்து திசைகளிலும் சமமாக தூரத்துடன் குறைகிறது.

இந்த மேற்பரப்பின் அனைத்து புள்ளிகளும் ஒரே சாத்தியமான ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கின்றன, எனவே அத்தகைய கோளத்தின் மீது கட்டணத்தை நகர்த்தும்போது, ​​எந்த வேலையும் செலவழிக்கப்படாது. பல கட்டணங்களின் அமைப்புகளின் சமமான மேற்பரப்புகள் மிகவும் சிக்கலான வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் அவற்றில் ஒரு சுவாரஸ்யமான சொத்து உள்ளது - அவை ஒருபோதும் வெட்டுவதில்லை. மின்புலத்தின் விசையின் கோடுகள் அவற்றின் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் ஒரே திறன் கொண்ட மேற்பரப்புகளுக்கு எப்போதும் செங்குத்தாக இருக்கும். ஈக்விபோடென்ஷியல் மேற்பரப்பு ஒரு விமானத்தால் வெட்டப்பட்டால், சமமான சாத்தியக்கூறுகளின் கோடு பெறப்படும். இது ஒரு சமமான மேற்பரப்பு போன்ற அதே பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. நடைமுறையில், எடுத்துக்காட்டாக, மின்னியல் புலத்தில் வைக்கப்படும் கடத்தியின் மேற்பரப்பில் உள்ள புள்ளிகள் சமமான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன.

சாத்தியமான மற்றும் சாத்தியமான வேறுபாடு என்ற கருத்தை கையாண்ட பிறகு, நீங்கள் மின் நிகழ்வுகள் பற்றிய கூடுதல் ஆய்வுக்கு செல்லலாம். ஆனால் முந்தையது அல்ல, ஏனென்றால் அடிப்படைக் கொள்கைகள் மற்றும் கருத்துகளைப் புரிந்து கொள்ளாமல், அறிவை ஆழப்படுத்த முடியாது.

இதே போன்ற கட்டுரைகள்: