மின்சார புலம் தீவிரம் என்றால் என்ன: ஃபார்முலா மற்றும் கணக்கீடுகள்

மின்சார புலம் தீவிரம் என்றால் என்ன: ஃபார்முலா மற்றும் கணக்கீடுகள்

எல்லாம் பொருட்கள் எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் போன்ற துணை அணு துகள்களைக் கொண்ட அணுக்களால் ஆனவை. இந்த துணை அணு துகள்கள் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மறை கட்டணம் கொண்டாலும் புரோட்டான்கள் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகின்றன. ஒரு அணுவில் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்கள் இருந்தால், அது எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது என்று கூறப்படுகிறது. எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையுடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு அணுவில் அதிக எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் இருந்தால், அது நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. ஒவ்வொரு மின்சார கட்டணத்திற்கும் அதனுடன் தொடர்புடைய மின்சார புலம் உள்ளது. மின்சார கட்டணத்தின் பண்புகளில் ஒன்று மின்சார புலம் தீவிரம்.



மின்சார புலம் தீவிரம் என்றால் என்ன?

வரையறை: எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்கள் போன்ற ஒரு அணுவின் துணைத் துகள்களால் மின்சார கட்டணம் செலுத்தப்படுகிறது. எலக்ட்ரானின் கட்டணம் சுமார் 1.602 × 10 ஆகும்-19கூலொம்ப்ஸ். சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஒவ்வொரு துகள் அதைச் சுற்றி ஒரு இடத்தை உருவாக்குகிறது, அதில் அதன் மின்சார சக்தியின் விளைவு உணரப்படுகிறது. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களைச் சுற்றியுள்ள இந்த இடம் “ மின்சார புலம் “. ஒரு அலகு சோதனை செய்யும் போதெல்லாம் கட்டணம் இந்த மின்சார புலத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ளது, இது மூல துகள் மூலம் வெளிப்படும் சக்தியை அனுபவிக்கும். மின்சார புலத்தில் வைக்கப்படும் போது ஒரு அலகு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் அனுபவிக்கும் சக்தியின் அளவு மின்சார புலம் தீவிரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.


மின்சார புலம் தீவிரம் ஒரு திசையன் அளவு. இது அளவு மற்றும் திசை இரண்டையும் கொண்டுள்ளது. மூலக் கட்டணத்தின் மின்சாரத் துறைக்கு உட்பட்ட சோதனைக் கட்டணம், அது ஓய்வு நிலையில் இருந்தாலும் சக்தியை அனுபவிக்கும். மின்சார புல வலிமை வெகுஜனத்திலிருந்து சுயாதீனமாக உள்ளது மற்றும் வேகம் சோதனை கட்டணம் துகள். இது சோதனை கட்டணம் துகள் மீது இருக்கும் கட்டணத்தின் அளவை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது. சோதனைக் கட்டணம் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் அல்லது எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் ஆகும்.





மின்சார புலத்தின் திசை சோதனை கட்டணம் துகள் மீதான கட்டணத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. மின்சார புலத்தின் தீவிரத்தின் திசையைப் பெறுவதற்கு, சோதனைக் கட்டணம் நேர்மறையான கட்டணமாகக் கருதப்படுகிறது. எனவே, இந்த மின்சாரத் துறையில் ஒரு நேர்மறையான சோதனை கட்டணம் துகள் அறிமுகப்படுத்தப்படும்போது அது ஒரு விரட்டும் சக்தியை அனுபவிக்கும். இதனால், மின்சார புல வலிமை கட்டணத்திலிருந்து விலகிச் செல்லும் திசையில் செலுத்தப்படும். எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சோதனைக் கட்டணத்திற்கு மின்சார புல வலிமைக்கான சக்தியின் திசை மூல கட்டணம் துகள் நோக்கி இருக்கும்.

மின்சார புலம் தீவிரம் சூத்திரம்

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஒரு துகள் ‘Q’ உடன் கருதுவோம். இந்த சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் அதைச் சுற்றி ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் மின்சார புலத்தின் மூலமாக இருப்பதால், இது ஒரு மூல கட்டணம் என குறிப்பிடப்படுகிறது. மூல கட்டணத்தால் உருவாக்கப்பட்ட மின்சார புலத்தின் வலிமையை அதன் மின்சார புலத்தில் மற்றொரு கட்டணத்தை வைப்பதன் மூலம் கணக்கிட முடியும். மின்சார புல வலிமையை அளவிட பயன்படும் இந்த வெளிப்புற கட்டண துகள் சோதனை கட்டணம் என அழைக்கப்படுகிறது. சோதனைக் கட்டணத்தின் கட்டணம் ‘q’ ஆக இருக்கட்டும்.



மின்சார புலம் தீவிரம்

மின்சார புலம் தீவிரம்

மின்சாரத் துறையில் ஒரு சோதனைக் கட்டணம் வைக்கப்படும் போது, ​​அது ஒரு கவர்ச்சியான மின்சக்தி அல்லது ஒரு விரட்டக்கூடிய மின்சார மூலத்தை அனுபவிக்கும். சக்தியை ‘எஃப்’ குறிக்கட்டும். இப்போது, ​​மின்சார புல வலிமையின் அளவை 'சோதனைக் கட்டணத்தில் ஒரு கட்டணத்திற்கு சக்தி' என்று வரையறுக்கலாம். இவ்வாறு, மின்சார புலத்தின் தீவிரம் ‘இ’ என வழங்கப்படுகிறது


E = F / q —— Eqn1

இங்கே, மூல கட்டணம் துகள் மீதான கட்டணத்தை விட சோதனை கட்டணம் துகள் மீதான கட்டணம் கருதப்படுகிறது. எஸ்ஐ அலகுகளில் கருதப்படும் போது மின்சார புலத்தின் தீவிரத்தின் அலகுகள் கூலம்பிற்கு நியூட்டன் ஆகும். மின்சார புலத்தின் தீவிரம் சோதனை கட்டணம் துகள் மீதான கட்டணத்தின் அளவிலிருந்து சுயாதீனமாக உள்ளது. சோதனை கட்டணம் துகள் சார்ஜ் பொருட்படுத்தாமல் மூல கட்டணத்தைச் சுற்றி இது அளவிடப்படுகிறது.

கூலம்பின் சட்டத்திலிருந்து

மின்சார புலத்தின் தீவிரம் மின்சார புல வலிமை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. மின்சார புல வலிமைக்கான சூத்திரத்தை கூலொம்பின் சட்டத்திலிருந்து பெறலாம். இந்த சட்டம் துகள்களின் கட்டணங்களுக்கும் அவற்றுக்கு இடையிலான தூரத்திற்கும் இடையிலான தொடர்பை வழங்குகிறது. இங்கே, இரண்டு கட்டணங்கள் ‘q’ மற்றும் ‘Q’. இவ்வாறு, மின்சக்தி ‘எஃப்’ என வழங்கப்படுகிறது

F = k.q.Q / dஇரண்டு

k என்பது விகிதாசார மாறிலி மற்றும் d என்பது கட்டணங்களுக்கு இடையிலான தூரம். இந்த சமன்பாடு சமன்பாடு 1 இல் சக்திக்கு மாற்றாக இருக்கும்போது, ​​மின்சார புல தீவிரத்திற்கான சூத்திரம் இவ்வாறு பெறப்படுகிறது

இ = கே. கே / டிஇரண்டு

மேற்படி சமன்பாடு மின்சார புலத்தின் தீவிரம் இரண்டு காரணிகளைச் சார்ந்துள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது - மூல கட்டணம் ‘Q’ மீதான கட்டணம் மற்றும் மூல கட்டணம் மற்றும் சோதனைக் கட்டணம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தூரம்.

எனவே, ஒரு கட்டணத்தின் மின்சார புலம் தீவிரம் இருப்பிடத்தை சார்ந்துள்ளது. இது மூலக் கட்டணத்திற்கும் சோதனைக் கட்டணத்திற்கும் இடையிலான தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும். தூரம் அதிகரிக்கும் போது மின்சார புல வலிமையின் அளவு அல்லது மின்சார புலத்தின் தீவிரம் குறைகிறது.

மின்சார புலம் தீவிரத்தின் கணக்கீடுகள்

மின்சார புல தீவிரத்தின் சூத்திரத்திலிருந்து, அது பெறப்பட்டது-

  • இது மூலத்திற்கும் சோதனைக் கட்டணங்களுக்கும் இடையிலான தூரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும்.
  • மூல கட்டணத்தில் ‘Q’ கட்டணத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும்.
  • சோதனைக் கட்டணம் ‘q’ மீதான கட்டணத்தை சார்ந்தது அல்ல.

இந்த நிபந்தனைகள் தலைகீழ் சதுர சட்டத்திற்கு பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​d1 தொலைவில் உள்ள மின்சார புல வலிமைக்கும் (E1) தொலைவிலும் (d2) மின்சார புலம் தீவிரத்திற்கும் (E2) இடையேயான தொடர்பு கொடுக்கப்படுகிறது-

இ 1 / இ 2 = டிஇரண்டு1 / டிஇரண்டுஇரண்டு

இவ்வாறு, தூரத்தை 2 காரணி அதிகரிக்கும்போது, ​​மின்சார புலத்தின் தீவிரம் 4 காரணி மூலம் குறையும்.

சார்ஜ் -1.6 × 10 உடன் ஒரு துகள் மீது செயல்படும் மின்சார புல வலிமையைக் கணக்கிடுங்கள்-19மின் சக்தி இருக்கும்போது சி 5.6 × 10-பதினைந்துஎன்.

இங்கே, F சக்தி மற்றும் கட்டணம் ‘q’ ஆகியவை வழங்கப்படுகின்றன. பின்னர் மின்சார புல வலிமை E என கணக்கிடப்படுகிறது இ = எஃப் / கு

இதனால், இ = 5.6 × 10-பதினைந்து/-1.6x10-19= -3.5 × 104என் / சி

Kg..m / s அலகுக்கான சக்திக்கான (நியூட்டன்) பரிமாண சூத்திரம்இரண்டுMLT ஆகும்-இரண்டு. ஆம்பியர்-நொடிக்கு கூலொம்பிற்கான பரிமாண சூத்திரம் AT ஆகும். எனவே, மின்சார புல வலிமைக்கான பரிமாண சூத்திரம் MLT ஆகும்-3TO-1.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1). மின்சார புலம் எவ்வாறு வரையறுக்கப்படுகிறது?

மின்சார புலம் ஒரு யூனிட் கட்டணத்திற்கு சக்தி என வரையறுக்கப்படுகிறது.

2). விகிதாசார மாறிலி ‘கே’ இன் மதிப்பு என்ன?

கூலொம்பின் சட்டத்தில் உள்ள விகிதாசார மாறிலியின் மதிப்பு ‘கே’ 9.0 × 10 ஆகும்9என்.எம்இரண்டு/ சிஇரண்டு.

3). மின்சார புல வலிமை சோதனைக் கட்டணத்தின் கட்டண அளவைப் பொறுத்தது?

இல்லை, மின்சார புல வலிமை “q” அளவைப் பொறுத்தது அல்ல. கட்டணம் அதிகரிக்கும் போது கூலொம்பின் சட்டத்தின்படி, மின்சார சக்தியும் அதே காரணியால் அதிகரிக்கிறது. இதனால், இந்த இரண்டு மாற்றங்களும் ஒருவருக்கொருவர் ரத்து செய்யப்படுகின்றன. மின் புல வலிமையின் சூத்திரத்தால் இதை புரிந்து கொள்ள முடியும், E = F / q.

4). நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சோதனை துகள் பயன்படுத்தப்படும்போது மின்சார புல வலிமையின் திசை என்ன?

நேர்மறை கட்டண துகள் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​மின்சார புலம் தீவிரம் திசையன் எப்போதும் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பொருட்களிலிருந்து விலகிச் செல்லப்படும். ஏனெனில் மூல கட்டணம் மற்றும் சோதனைக் கட்டணம் இரண்டும் நேர்மறையான கட்டணம் என்பதால், அவை ஒருவருக்கொருவர் விரட்டுகின்றன. எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யும் துகள்களுக்கான துணை வசனம் இது.

இதனால், பல மூல கட்டணங்களின் செல்வாக்கின் கீழ் புள்ளி கட்டணம் வைக்கப்படும் போது விஷயங்கள் கடினமாகின்றன. இங்கே, ஆரம்பத்தில், மின்சார புலம் தனிப்பட்ட மூல கட்டணங்களின் வலிமை கணக்கிடப்படுகிறது. பின்னர், இந்த அனைத்து தீவிரங்களின் திசையன் தொகை அந்த புள்ளி கட்டணத்தில் புல வலிமையை அளிக்கிறது. சோதனைக் கட்டணம் எதிர்மறையாக இருக்கும்போது மின்சார புல வலிமையின் திசை என்ன?