கூலொம்பின் சட்டம், வரையறை மற்றும் சூத்திரம் - மின் புள்ளி கட்டணங்கள் மற்றும் அவற்றின் தொடர்பு

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல்களுக்கு இடையில் ஒரு தொடர்பு சக்தி உள்ளது, இதன் காரணமாக அவை ஒருவரையொருவர் ஈர்க்கலாம் அல்லது விரட்டலாம். கூலோம்பின் சட்டம் இந்த சக்தியை விவரிக்கிறது, உடலின் அளவு மற்றும் வடிவத்தைப் பொறுத்து அதன் செயல்பாட்டின் அளவைக் காட்டுகிறது. இந்த இயற்பியல் சட்டம் இந்த கட்டுரையில் விவாதிக்கப்படும்.

நிலையான புள்ளி கட்டணங்கள்

கூலொம்பின் சட்டம் மற்ற பொருட்களிலிருந்து அவற்றின் தூரத்தை விட மிகவும் சிறியதாக இருக்கும் நிலையான உடல்களுக்கு பொருந்தும். ஒரு புள்ளி மின் கட்டணம் அத்தகைய உடல்களில் குவிந்துள்ளது. உடல் பிரச்சினைகளை தீர்க்கும் போது, ​​கருதப்படும் உடல்களின் பரிமாணங்கள் புறக்கணிக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவர்கள் உண்மையில் முக்கியமில்லை.

நடைமுறையில், ஓய்வு நேரத்தில் புள்ளி கட்டணங்கள் பின்வருமாறு சித்தரிக்கப்படுகின்றன:

இந்த வழக்கில் கே₁ மற்றும் கே₂ - இது நேர்மறை மின் கட்டணங்கள், மற்றும் கூலொம்ப் படை அவர்கள் மீது செயல்படுகிறது (படத்தில் காட்டப்படவில்லை). புள்ளி அம்சங்களின் அளவு ஒரு பொருட்டல்ல.

குறிப்பு! ஓய்வில் உள்ள கட்டணங்கள் ஒருவருக்கொருவர் கொடுக்கப்பட்ட தூரத்தில் அமைந்துள்ளன, இது சிக்கல்களில் பொதுவாக r என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. கட்டுரையில் மேலும், இந்த கட்டணங்கள் வெற்றிடத்தில் பரிசீலிக்கப்படும்.

சார்லஸ் கூலம்பின் முறுக்கு சமநிலை

1777 இல் கூலொம்ப் உருவாக்கிய இந்த சாதனம், பின்னர் அவருக்குப் பெயரிடப்பட்ட சக்தியின் சார்புநிலையைக் கண்டறிய உதவியது. அதன் உதவியுடன், புள்ளி கட்டணங்கள் மற்றும் காந்த துருவங்களின் தொடர்பு ஆய்வு செய்யப்படுகிறது.

ஒரு முறுக்கு சமநிலை ஒரு செங்குத்து விமானத்தில் அமைந்துள்ள ஒரு சிறிய பட்டு நூலைக் கொண்டுள்ளது, அதில் இருந்து ஒரு சீரான நெம்புகோல் தொங்குகிறது. புள்ளி கட்டணங்கள் நெம்புகோலின் முனைகளில் அமைந்துள்ளன.

வெளிப்புற சக்திகளின் செயல்பாட்டின் கீழ், நெம்புகோல் கிடைமட்டமாக நகரத் தொடங்குகிறது. நூலின் மீள் சக்தியால் சமன் செய்யப்படும் வரை நெம்புகோல் விமானத்தில் நகரும்.

இயக்கத்தின் செயல்பாட்டில், நெம்புகோல் ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் செங்குத்து அச்சில் இருந்து விலகுகிறது. இது d ஆக எடுக்கப்பட்டு சுழற்சி கோணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த அளவுருவின் மதிப்பை அறிந்தால், எழும் சக்திகளின் முறுக்கு கண்டுபிடிக்க முடியும்.

சார்லஸ் கூலம்பின் முறுக்கு சமநிலை இதுபோல் தெரிகிறது:

விகிதாசார காரணி k மற்றும் மின் மாறிலி

கூலம்பின் சட்டத்தின் சூத்திரத்தில் கே அளவுருக்கள் உள்ளன - விகிதாச்சாரத்தின் குணகம் அல்லது மின் மாறிலி ஆகும். மின் மாறிலி பல குறிப்பு புத்தகங்கள், பாடப்புத்தகங்கள், இணையம் ஆகியவற்றில் வழங்கப்படுகிறது, மேலும் அதை எண்ண வேண்டிய அவசியமில்லை! வெற்றிட விகிதாசார காரணி அடிப்படையிலானது நன்கு அறியப்பட்ட சூத்திரம் மூலம் கண்டுபிடிக்கலாம்:

இங்கே மின் மாறிலி,

- பை,

வெற்றிடத்தில் உள்ள விகிதாச்சாரத்தின் குணகம்.

கூடுதல் தகவல்! மேலே வழங்கப்பட்ட அளவுருக்கள் தெரியாமல், இரண்டு புள்ளி மின் கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு சக்தியைக் கண்டறிவது வேலை செய்யாது.
கூலம்பின் சட்டத்தின் உருவாக்கம் மற்றும் சூத்திரம்

மேலே உள்ளவற்றை சுருக்கமாக, மின்னியல் முக்கிய சட்டத்தின் அதிகாரப்பூர்வ உருவாக்கம் கொடுக்க வேண்டியது அவசியம். இது வடிவம் எடுக்கும்:

வெற்றிடத்தில் ஓய்வில் இருக்கும் இரண்டு புள்ளி கட்டணங்களின் தொடர்பு விசை இந்த கட்டணங்களின் பெருக்கத்திற்கு நேர் விகிதாசாரமாகவும் அவற்றுக்கிடையே உள்ள தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும். மேலும், கட்டணங்களின் தயாரிப்பு மாடுலோவாக எடுக்கப்பட வேண்டும்!

இந்த சூத்திரத்தில் கே₁ மற்றும் கே₂ புள்ளி கட்டணங்கள், உடல்கள் கருதப்படுகிறது; ஆர்² - இந்த உடல்களுக்கு இடையில் விமானத்தில் உள்ள தூரம், சதுரத்தில் எடுக்கப்பட்டது; k என்பது விகிதாச்சாரத்தின் குணகம் ( வெற்றிடத்திற்கு).

கூலம்ப் விசையின் திசை மற்றும் சூத்திரத்தின் திசையன் வடிவம்

சூத்திரத்தைப் பற்றிய முழுமையான புரிதலுக்கு, கூலொம்பின் சட்டத்தை காட்சிப்படுத்தலாம்:

எஃப்_1,2 - இரண்டாவது தொடர்பாக முதல் கட்டணத்தின் தொடர்பு சக்தி.

எஃப்_2,1 - முதல் தொடர்பாக இரண்டாவது கட்டணத்தின் தொடர்பு சக்தி.

மேலும், மின்னியல் சிக்கல்களைத் தீர்க்கும் போது, ​​​​ஒரு முக்கியமான விதியை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியம்: அதே பெயரில் மின் கட்டணங்கள் விரட்டுகின்றன, மற்றும் எதிர் கட்டணங்கள் ஈர்க்கின்றன. படத்தில் உள்ள தொடர்பு சக்திகளின் இடம் இதைப் பொறுத்தது.

எதிரெதிர் கட்டணங்கள் கருதப்பட்டால், அவற்றின் தொடர்புகளின் சக்திகள் ஒன்றையொன்று நோக்கி செலுத்தப்படும், அவற்றின் ஈர்ப்பை சித்தரிக்கும்.

திசையன் வடிவத்தில் மின்னியல் அடிப்படை விதியின் சூத்திரத்தை பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்:

சார்ஜ் q2 பக்கத்திலிருந்து, புள்ளி சார்ஜ் q1 இல் செயல்படும் விசை,

சார்ஜ் q2 ஐ சார்ஜ் q1 உடன் இணைக்கும் ஆரம் வெக்டார்,

முக்கியமான! திசையன் வடிவில் சூத்திரத்தை எழுதிய பிறகு, இரண்டு புள்ளி மின் கட்டணங்களின் ஊடாடும் சக்திகள் குறிகளை சரியாக வைக்க அச்சில் திட்டமிடப்பட வேண்டும். இந்தச் செயல் ஒரு சம்பிரதாயம் மற்றும் எந்த குறிப்பும் இல்லாமல் மனதளவில் அடிக்கடி செய்யப்படுகிறது.

கூலம்பின் சட்டம் நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படும் இடத்தில்

மின்னியல் அடிப்படை விதி சார்லஸ் கூலோம்பின் மிக முக்கியமான கண்டுபிடிப்பு ஆகும், இது பல பகுதிகளில் அதன் பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்துள்ளது.

பிரபலமான இயற்பியலாளரின் படைப்புகள் பல்வேறு சாதனங்கள், சாதனங்கள், கருவிகளைக் கண்டுபிடிக்கும் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்பட்டன. உதாரணமாக, ஒரு மின்னல் கம்பி.

மின்னல் கம்பியின் உதவியுடன், குடியிருப்பு கட்டிடங்கள் மற்றும் கட்டிடங்கள் இடியுடன் கூடிய மழையின் போது மின்னலில் இருந்து பாதுகாக்கப்படுகின்றன. இதனால், மின் சாதனங்களின் பாதுகாப்பின் அளவு அதிகரிக்கிறது.

மின்னல் தடி பின்வரும் கொள்கையின்படி செயல்படுகிறது: இடியுடன் கூடிய மழையின் போது, ​​வலுவான தூண்டல் கட்டணங்கள் படிப்படியாக தரையில் குவியத் தொடங்குகின்றன, அவை மேலே உயர்ந்து மேகங்களால் ஈர்க்கப்படுகின்றன. இந்த வழக்கில், தரையில் ஒரு பெரிய மின்சார புலம் உருவாகிறது. மின்னல் கம்பிக்கு அருகில், மின்சார புலம் வலுவடைகிறது, இதன் காரணமாக சாதனத்தின் நுனியில் இருந்து கரோனா மின் கட்டணம் பற்றவைக்கப்படுகிறது.

மேலும், சார்லஸ் கூலொம்பின் சட்டத்தின்படி இருக்க வேண்டும் என, தரையில் உருவான மின்னூட்டமானது, எதிர் அடையாளத்துடன் மேகத்தின் மின்னூட்டத்தில் ஈர்க்கத் தொடங்குகிறது. அதன் பிறகு, காற்று அயனியாக்கம் செயல்முறை மூலம் செல்கிறது, மேலும் மின்னல் கம்பியின் முடிவில் மின்சார புல வலிமை குறைவாகிறது. இதனால், மின்னல் கட்டிடத்திற்குள் நுழையும் அபாயம் குறைவு.

குறிப்பு! மின்னல் கம்பி நிறுவப்பட்ட கட்டிடம் தாக்கப்பட்டால், நெருப்பு இருக்காது, மேலும் அனைத்து ஆற்றலும் தரையில் செல்லும்.

கூலோம்பின் சட்டத்தின் அடிப்படையில், "துகள் முடுக்கி" என்ற சாதனம் உருவாக்கப்பட்டது, இது இன்று பெரும் தேவை உள்ளது.

இந்த சாதனத்தில், ஒரு வலுவான மின்சார புலம் உருவாக்கப்படுகிறது, இது அதில் விழும் துகள்களின் ஆற்றலை அதிகரிக்கிறது.

கூலம்ப் சட்டத்தில் சக்திகளின் திசை

மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, இரண்டு புள்ளி மின் கட்டணங்களின் தொடர்பு சக்திகளின் திசை அவற்றின் துருவமுனைப்பைப் பொறுத்தது. அந்த. அதே பெயரில் உள்ள கட்டணங்கள் விரட்டும், எதிர் கட்டணங்கள் ஈர்க்கும்.

கூலம்ப் படைகளை ஆரம் திசையன் என்றும் அழைக்கலாம், ஏனெனில் அவை அவற்றுக்கிடையே வரையப்பட்ட கோடு வழியாக இயக்கப்படுகின்றன.

சில உடல் பிரச்சனைகளில், சிக்கலான வடிவத்தின் உடல்கள் கொடுக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு புள்ளி மின் கட்டணத்திற்கு எடுக்க முடியாது, அதாவது. அதன் அளவை புறக்கணிக்கவும். இந்த சூழ்நிலையில், பரிசீலனையில் உள்ள உடல் பல சிறிய பகுதிகளாக பிரிக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் ஒவ்வொரு பகுதியையும் தனித்தனியாக கணக்கிட வேண்டும், கூலொம்பின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி.

பிரிப்பதன் மூலம் பெறப்பட்ட விசை திசையன்கள் இயற்கணிதம் மற்றும் வடிவவியலின் விதிகளின்படி சுருக்கப்பட்டுள்ளன. இதன் விளைவாக உருவாகும் சக்தி, இது இந்த சிக்கலுக்கு விடையாக இருக்கும். இந்த தீர்வு முறை பெரும்பாலும் முக்கோண முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

சட்டம் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட வரலாறு

மேலே கருதப்பட்ட சட்டத்தின் மூலம் இரண்டு புள்ளி குற்றச்சாட்டுகளின் இடைவினைகள் முதலில் 1785 இல் சார்லஸ் கூலம்ப் என்பவரால் நிரூபிக்கப்பட்டது. இயற்பியலாளர் முறுக்கு சமநிலையைப் பயன்படுத்தி வடிவமைக்கப்பட்ட சட்டத்தின் உண்மைத்தன்மையை நிரூபிக்க முடிந்தது, அதன் செயல்பாட்டின் கொள்கையும் கட்டுரையில் வழங்கப்பட்டது.

ஒரு கோள மின்தேக்கிக்குள் மின் கட்டணம் இல்லை என்பதையும் கூலம்ப் நிரூபித்தார். எனவே, பரிசீலனையில் உள்ள உடல்களுக்கு இடையிலான தூரத்தை மாற்றுவதன் மூலம் மின்னியல் சக்திகளின் அளவை மாற்ற முடியும் என்று அவர் அறிக்கைக்கு வந்தார்.

எனவே, கூலொம்பின் விதி மின்னியல் விதிகளின் மிக முக்கியமான விதியாக உள்ளது, அதன் அடிப்படையில் பல சிறந்த கண்டுபிடிப்புகள் செய்யப்பட்டுள்ளன. இந்த கட்டுரையின் கட்டமைப்பிற்குள், சட்டத்தின் உத்தியோகபூர்வ சொற்கள் வழங்கப்பட்டன, அத்துடன் அதன் கூறுகள் விரிவாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளன.

இதே போன்ற கட்டுரைகள்: