Кулоны хууль

Чөлөөт нэвтэрхий толь — Википедиагаас
Харайх: Удирдах, Хайлт
VFPt Solenoid correct2.svg
Цахилгаан соронзон
Цахилгаан · Соронзон

Кулоны хуулийг 1780-аад оны үед Францын физикч Шарль Огюстен де Кулон‎ хөгжүүлсэн бөгөөд үүнийг скаляр хэлбэрээр нь дараах байдлаар томъёолж болох юм:

Хоёр ширхэг цэгэн цэнэгүүдийн хоорондох цахилгаан статик хүчний хэмжээ нь хоёр цэнэгийн хэмжээнүүдийн үржвэрээс шууд хамаардаг, харин хоорондох зайны квадратаас урвуу хамаардаг.

Скаляр хэлбэр[засварлах]

Хэрэв хүчний тодорхой чиглэлийг тодорхойлох шаардлага үгүй үед Кулоны хуулийн хялбар, скаляр хувилбар нь хангалттай. Нэг цэнэгт (\scriptstyle{q_1}) нөгөө цэнэгийн (\scriptstyle{q_2}) харилцан үйлчлэлээр илэрч буй хүчний хэмжээг дараах байдлаар тодорхойлно:

F = {1 \over 4\pi\varepsilon_0}\frac{q_1q_2}{r^2},

энд \scriptstyle{r} нь цэнэгүүдийн хоорондох зай бөгөөд \scriptstyle{\varepsilon_0} нь орчны харьцангуй диэлектрик нэвтрүүлэх чадвар гэж нэрлэдэг тогтмол. Эерэг утгатай хүч нь түлхэлцэх харилцан үйлчлэлийг, сөрөг утга нь таталцах харицлан үйлчлэлийг илэрхийлнэ.[1]

Цахилгаан орон[засварлах]

Үндсэн өгүүлэл: Цахилгаан орон

Лоренцийн хуулинаас \scriptstyle{q} цэгэн цэнэгийн үүсгэж буй цахилгаан орны хүчлэг \scriptstyle{\mathbf{E}}-г доорхи байдлаар гаргаж авна:

E = {1 \over 4\pi\varepsilon_0}\frac{q}{r^2}

Эерэг цэнэг \scriptstyle{q}-ийн хуьд хүчлэг \scriptstyle{\mathbf{E}} нь цэгэн цэнэгийн байрлалаас цацарсан шугамуудын дагуу түүнээс холдсон чиглэлд байх ба харин сөрөг цэнэгийн хувьд өмнөхөөс эсрэг чиглэлийн дагуу байна. Цахилгаан орны хүчлэгийн нэгж нь вольт/метр эсвэл ньютон/кулон байдаг.

Вектор хэлбэр[засварлах]

\scriptstyle{\mathbf{r}_1} байрлалд буй \scriptstyle{q_1} цэнэгт \scriptstyle{\mathbf{r}_2} байрлалд буй \scriptstyle{q_2} цэнэгээс үйлчлэх хүчний хэмжээ болон чиглэлийг хоёуланг нь тодорхойлохын тулд Кулоны хуулийн бүтэн вектор хувилбар нь шаардлагатай.

\mathbf{F} = {1 \over 4\pi\varepsilon_0}{q_1q_2(\mathbf{r}_1 - \mathbf{r}_2) \over |\mathbf{r}_1 - \mathbf{r}_2|^3} = {1 \over 4\pi\varepsilon_0}{q_1q_2 \over r^2}\mathbf{\hat{r}}_{21},

энд \scriptstyle{r} нь хоёр цэнэгийн хоорондох зай. Энэ нь Кулоны хуулийн скаляр хэлбэрийг \scriptstyle{q_2} цэнэгээс \scriptstyle{q_1} цэнэг хүртэлх шулуунтай параллель \scriptstyle{\mathbf{\hat{r}}_{21}} нэгж векторын чиглэлээр тодорхойлогдсон хувилбар гэдгийг санана уу.

Эшлэл[засварлах]

  1. Coulomb's law, Hyperphysics