ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં મૂળભૂત સૂત્રો. III

જ્ઞાનકોશીય YouTube

• 1 / 5

  ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સનો પાયો કુલોમ્બના કાર્ય દ્વારા નાખવામાં આવ્યો હતો (જોકે તેના દસ વર્ષ પહેલાં, સમાન પરિણામો, તેનાથી પણ વધુ ચોકસાઈ સાથે, કેવેન્ડિશ દ્વારા પ્રાપ્ત થયા હતા. કેવેન્ડિશના કાર્યના પરિણામો સંગ્રહિત કરવામાં આવ્યા હતા. કુટુંબ આર્કાઇવઅને માત્ર સો વર્ષ પછી પ્રકાશિત થયા હતા); છેલ્લે શોધાયેલ કાયદો વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓગ્રીન, ગૌસ અને પોઈસનને ગાણિતિક રીતે ભવ્ય સિદ્ધાંત બનાવવા માટે સક્ષમ કર્યું. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સનો સૌથી આવશ્યક ભાગ એ સંભવિતતાનો સિદ્ધાંત છે, જે ગ્રીન અને ગૌસ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યો છે. રીસ દ્વારા ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ પર ઘણાં પ્રાયોગિક સંશોધનો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા, જેમના ભૂતકાળમાં પુસ્તકો આ ઘટનાના અભ્યાસ માટે મુખ્ય માર્ગદર્શક હતા.

  ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક

  કોઈપણ પદાર્થના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણાંક K નું મૂલ્ય શોધવું, લગભગ તમામ સૂત્રોમાં સમાયેલ ગુણાંક કે જેને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સમાં વ્યવહાર કરવો પડે છે, તે તદ્દન કરી શકાય છે. અલગ રસ્તાઓ. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓ નીચે મુજબ છે.

  1) ધરાવતા બે કેપેસિટરની વિદ્યુત ક્ષમતાઓની સરખામણી સમાન કદઅને આકાર, પરંતુ તેમાંથી એકમાં ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયર એ હવાનો એક સ્તર છે, બીજામાં - ડાઇલેક્ટ્રિકનો એક સ્તર ચકાસાયેલ છે.

  2) કેપેસિટરની સપાટીઓ વચ્ચેના આકર્ષણોની સરખામણી, જ્યારે આ સપાટીઓને ચોક્કસ સંભવિત તફાવત આપવામાં આવે છે, પરંતુ એક કિસ્સામાં તેમની વચ્ચે હવા હોય છે (આકર્ષક બળ = F 0), બીજા કિસ્સામાં - ટેસ્ટ લિક્વિડ ઇન્સ્યુલેટર (આકર્ષક) બળ = F). ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણાંક સૂત્ર દ્વારા જોવા મળે છે:

  K = F 0 F .

  (\displaystyle K=(\frac (F_(0))(F)).)

  3) વાયરની સાથે પ્રસરી રહેલા વિદ્યુત તરંગોનું અવલોકન (વિદ્યુત ધ્રુજારી જુઓ). મેક્સવેલના સિદ્ધાંત મુજબ, વાયર સાથે વિદ્યુત તરંગોના પ્રસારની ગતિ સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.

  V = 1 K μ.

  (\displaystyle V=(\frac (1)(\sqrt (K\mu))).)

  સામાન્ય રીતે, હવામાં અને પરીક્ષણ ડાઇલેક્ટ્રિક (પ્રવાહી) માં સમાન વાયરના ભાગોમાં ઉદ્ભવતા સ્થાયી ઇલેક્ટ્રિક તરંગોની લંબાઈની તુલના કરવામાં આવે છે. આ લંબાઈ λ 0 અને λ નિર્ધારિત કર્યા પછી, અમે K = λ 0 2 / λ 2 મેળવીએ છીએ. મેક્સવેલના સિદ્ધાંત મુજબ, જ્યારે ઉત્તેજિત થાય છે ત્યારે તે અનુસરે છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રકોઈપણ ઇન્સ્યુલેટીંગ પદાર્થમાં, તે પદાર્થની અંદર વિશેષ વિકૃતિઓ થાય છે. ઇન્ડક્શન ટ્યુબની સાથે, ઇન્સ્યુલેટીંગ માધ્યમ ધ્રુવીકરણ થયેલ છે. તે ઉદભવે છે વિદ્યુત વિસ્થાપન, જેને આ ટ્યુબની અક્ષોની દિશામાં હકારાત્મક વીજળીની હિલચાલ સાથે સરખાવી શકાય છે, અને દરેક દ્વારા ક્રોસ વિભાગટ્યુબમાંથી પસાર થતી વીજળીની માત્રા બરાબર છે

  D = 1 4 π K F .

  (\Displaystyle D=(\frac (1)(4\pi))KF.) મેક્સવેલનો સિદ્ધાંત તે માટે અભિવ્યક્તિઓ શોધવાનું શક્ય બનાવે છેઆંતરિક દળો (તાણ અને દબાણના દળો), જે ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં દેખાય છે જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ તેમાં ઉત્સાહિત હોય છે. આ પ્રશ્નનો સૌપ્રથમ વિચારણા મેક્સવેલ દ્વારા કરવામાં આવી હતી, અને પછીથી હેલ્મહોલ્ટ્ઝ દ્વારા વધુ વિગતવાર.વધુ વિકાસ

  આ મુદ્દાની થિયરી અને ઈલેક્ટ્રોસ્ટ્રિક્શનનો નજીકથી જોડાયેલ સિદ્ધાંત (એટલે ​​​​કે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ ઉત્તેજિત થાય છે ત્યારે ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં વિશિષ્ટ વોલ્ટેજની ઘટના પર આધાર રાખતી ઘટનાને ધ્યાનમાં લેતો સિદ્ધાંત) લોર્બર્ગ, કિર્ચહોફ, પી.ના કાર્યોથી સંબંધિત છે. ડુહેમ, એન.એન. શિલર અને કેટલાક અન્ય.

  સરહદની સ્થિતિ ચાલો સમાપ્ત કરીએસારાંશ

  ઇલેક્ટ્રોસ્ટ્રક્શન વિભાગનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભાગ એ ઇન્ડક્શન ટ્યુબના રીફ્રેક્શનના પ્રશ્નની વિચારણા છે. ચાલો આપણે ઇલેક્ટ્રીક ફિલ્ડમાં બે ડાઇલેક્ટ્રિકની કલ્પના કરીએ, જે અમુક સપાટી S દ્વારા એકબીજાથી અલગ પડેલા છે, જેમાં ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણાંક K 1 અને K 2 છે.

  તેની બંને બાજુએ સપાટી S ની અનંત નજીક સ્થિત P 1 અને P 2 બિંદુઓ પર ચાલો, સંભવિતતાઓની તીવ્રતા V 1 અને V 2 દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, અને પર મૂકવામાં આવેલ હકારાત્મક વીજળીના એકમ દ્વારા અનુભવાયેલા દળોની તીવ્રતા આ બિંદુઓ F 1 અને F 2 દ્વારા. પછી સપાટી S પર જ પડેલા બિંદુ P માટે, V 1 = V 2 હોવો જોઈએ,

  d V 1 d s = d V 2 d s , (30) (\displaystyle (\frac (dV_(1))(ds))=(\frac (dV_(2))(ds)),\qquad (30))

  જો ds એ બિંદુ P પર સપાટી પરના સ્પર્શક સમતલના આંતરછેદની રેખા સાથે અસીમ વિસ્થાપનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને પ્લેન આ બિંદુએ સામાન્યથી સપાટી પર પસાર થાય છે અને તેમાં વિદ્યુત બળની દિશા છે. બીજી બાજુ, તે હોવું જોઈએ

  ચાલો સામાન્ય n2 (બીજા ડાઇલેક્ટ્રિકની અંદર) સાથે બળ F2 દ્વારા બનાવેલ કોણ ε 2 દ્વારા દર્શાવીએ અને સમાન સામાન્ય n 2 સાથે F 1 બળ દ્વારા બનાવેલ કોણ ε 1 દ્વારા સૂચવીએ પછી, સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને (31) અને (30), અમે શોધીએ છીએ

  t g ε 1 t g ε 2 = K 1 K 2 .

  (\પ્રદર્શન શૈલી (\frac (\mathrm (tg) (\varepsilon _(1)))(\mathrm (tg) (\varepsilon _(2))))=(\frac (K_(1))(K_( 2))))) તેથી, બે ડાઇલેક્ટ્રિક્સને એકબીજાથી અલગ કરતી સપાટી પર,ઇલેક્ટ્રિક બળ જેમ કે તેની દિશામાં ફેરફાર થાય છેપ્રકાશ બીમ

• એક વાતાવરણમાંથી બીજા વાતાવરણમાં પ્રવેશવું. સિદ્ધાંતનું આ પરિણામ અનુભવ દ્વારા ન્યાયી છે.
• ડાયનેમિક્સના મૂળભૂત નિયમો. ન્યુટનના નિયમો - પ્રથમ, બીજો, ત્રીજો. ગેલિલિયોનો સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત. સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો. ગુરુત્વાકર્ષણ. સ્થિતિસ્થાપક દળો. વજન. ઘર્ષણ બળ - આરામ, સ્લાઇડિંગ, રોલિંગ + પ્રવાહી અને વાયુઓમાં ઘર્ષણ.
• ગતિશાસ્ત્ર. મૂળભૂત ખ્યાલો. સમાન સીધી ગતિ. સમાન ત્વરિત ગતિ. વર્તુળમાં સમાન ચળવળ. સંદર્ભ સિસ્ટમ. માર્ગ, વિસ્થાપન, માર્ગ, ગતિનું સમીકરણ, ઝડપ, પ્રવેગક, રેખીય અને કોણીય ગતિ વચ્ચેનો સંબંધ.
• સરળ મિકેનિઝમ્સ. લિવર (પ્રથમ પ્રકારનું લિવર અને બીજા પ્રકારનું લિવર). બ્લોક (નિશ્ચિત બ્લોક અને જંગમ બ્લોક). ઢાળ વાળી જ઼ગ્યા. હાઇડ્રોલિક પ્રેસ. મિકેનિક્સનો સુવર્ણ નિયમ
• મિકેનિક્સ માં સંરક્ષણ કાયદા. યાંત્રિક કાર્ય, શક્તિ, ઊર્જા, વેગના સંરક્ષણનો કાયદો, ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો, ઘન પદાર્થોનું સંતુલન
• પરિપત્ર ચળવળ. વર્તુળમાં ગતિનું સમીકરણ. કોણીય વેગ. સામાન્ય = કેન્દ્રિય પ્રવેગક. અવધિ, પરિભ્રમણની આવર્તન (પરિભ્રમણ). રેખીય અને કોણીય વેગ વચ્ચેનો સંબંધ
• યાંત્રિક સ્પંદનો. મફત અને ફરજિયાત સ્પંદનો. હાર્મોનિક સ્પંદનો. સ્થિતિસ્થાપક સ્પંદનો. ગાણિતિક લોલક. હાર્મોનિક ઓસિલેશન દરમિયાન ઊર્જા પરિવર્તન
• યાંત્રિક તરંગો. ઝડપ અને તરંગલંબાઇ. મુસાફરી તરંગ સમીકરણ. તરંગની ઘટના (વિવર્તન, દખલગીરી...)
• પ્રવાહી મિકેનિક્સ અને એરોમિકેનિક્સ. દબાણ, હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ. પાસ્કલનો કાયદો. હાઇડ્રોસ્ટેટિક્સનું મૂળભૂત સમીકરણ. સંદેશાવ્યવહાર જહાજો. આર્કિમિડીઝનો કાયદો. સઢવાળી શરતો ટેલ. પ્રવાહી પ્રવાહ. બર્નૌલીનો કાયદો. ટોરીસેલી ફોર્મ્યુલા
• વેવ ઓપ્ટિક્સ. પ્રકાશનો કણ-તરંગ સિદ્ધાંત. પ્રકાશના તરંગ ગુણધર્મો. પ્રકાશનું વિક્ષેપ. પ્રકાશની દખલગીરી. હ્યુજેન્સ-ફ્રેસ્નેલ સિદ્ધાંત. પ્રકાશનું વિવર્તન. પ્રકાશનું ધ્રુવીકરણ
• થર્મોડાયનેમિક્સ. આંતરિક ઊર્જા. જોબ. ગરમીનો જથ્થો. થર્મલ અસાધારણ ઘટના. થર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ નિયમ. વિવિધ પ્રક્રિયાઓમાં થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ કાયદાનો ઉપયોગ. થર્મલ બેલેન્સ સમીકરણ. થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ. હીટ એન્જિન
• તમે હવે અહીં છો:ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ. મૂળભૂત ખ્યાલો. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના સંરક્ષણનો કાયદો. કુલોમ્બનો કાયદો. સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત. ટૂંકા અંતરની ક્રિયાનો સિદ્ધાંત. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સંભવિત. કેપેસિટર.
• સતત વિદ્યુત પ્રવાહ. સર્કિટના વિભાગ માટે ઓહ્મનો કાયદો. ડીસી ઓપરેશન અને પાવર. જૌલ-લેન્ઝ કાયદો. સંપૂર્ણ સર્કિટ માટે ઓહ્મનો નિયમ. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો ફેરાડેનો નિયમ. ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ - સીરીયલ અને સમાંતર જોડાણ. કિર્ચહોફના નિયમો.
• ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પંદનો. મુક્ત અને ફરજિયાત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશન. ઓસીલેટરી સર્કિટ. વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહ. વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં કેપેસિટર. વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટર ("સોલેનોઇડ").
• સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતના તત્વો. સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતની ધારણા. એક સાથે, અંતર, સમય અંતરાલની સાપેક્ષતા. વેગના ઉમેરાનો સાપેક્ષ કાયદો. ઝડપ પર સમૂહની અવલંબન. સાપેક્ષ ગતિશીલતાનો મૂળભૂત નિયમ...
• પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ માપની ભૂલો. સંપૂર્ણ, સંબંધિત ભૂલ. વ્યવસ્થિત અને રેન્ડમ ભૂલો. માનક વિચલન (ભૂલ). વિવિધ કાર્યોના પરોક્ષ માપની ભૂલો નક્કી કરવા માટેનું કોષ્ટક.

માં પણ પ્રાચીન ગ્રીસતે નોંધ્યું હતું કે રુવાંટી સાથે ઘસવામાં આવેલ એમ્બર નાના કણો - ધૂળ અને crumbs આકર્ષવા માટે શરૂ થાય છે. ઘણા સમય સુધી(18મી સદીના મધ્ય સુધી) ગંભીર સમર્થન આપી શક્યું નથી આ ઘટના. ફક્ત 1785 માં, કુલોમ્બે, ચાર્જ કરેલા કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું અવલોકન કરીને, તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના મૂળભૂત કાયદાનું અનુમાન કર્યું. લગભગ અડધી સદી પછી, ફેરાડેએ વિદ્યુત પ્રવાહો અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાનો અભ્યાસ કર્યો અને તેને વ્યવસ્થિત બનાવ્યો અને ત્રીસ વર્ષ પછી મેક્સવેલે સિદ્ધાંતને સમર્થન આપ્યું. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર.

ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ

પ્રથમ વખત, શબ્દ "ઇલેક્ટ્રિક" અને "ઇલેક્ટ્રીફિકેશન", ના ડેરિવેટિવ્ઝ તરીકે લેટિન શબ્દ"ઇલેક્ટ્રી" - એમ્બર, 1600 માં અંગ્રેજી વૈજ્ઞાનિક ડબલ્યુ. ગિલ્બર્ટ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે એમ્બરને ચામડી સાથે ફર અથવા કાચ સાથે ઘસવામાં આવે છે ત્યારે ઉદ્ભવતી ઘટનાને સમજાવવા માટે. આમ, જે શરીર ધરાવે છે વિદ્યુત ગુણધર્મોઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ કહેવાનું શરૂ થયું, એટલે કે, તેમને ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ ટ્રાન્સફર કરવામાં આવ્યો.

ઉપરોક્ત પરથી તે અનુસરે છે કે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ એ એક માત્રાત્મક લાક્ષણિકતા છે જે શરીરની સંભવિત ભાગીદારીની ડિગ્રી દર્શાવે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. ચાર્જને q અથવા Q તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે અને તેની ક્ષમતા કુલોમ્બ (C) છે

અસંખ્ય પ્રયોગોના પરિણામે, મૂળભૂત ગુણધર્મો પ્રાપ્ત થયા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ:

• ત્યાં બે પ્રકારના શુલ્ક છે, જેને પરંપરાગત રીતે હકારાત્મક અને નકારાત્મક કહેવામાં આવે છે;
• વિદ્યુત શુલ્ક એક શરીરમાંથી બીજામાં તબદીલ કરી શકાય છે;
• સમાન નામના ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ એકબીજાને ભગાડે છે, અને સમાન નામના ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ એકબીજાને આકર્ષે છે.



વધુમાં, ચાર્જના સંરક્ષણનો કાયદો સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો: બીજગણિત રકમબંધ (અલગ) સિસ્ટમમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સ્થિર રહે છે

1749 માં, અમેરિકન શોધક બેન્જામિન ફ્રેન્કલીને વિદ્યુત ઘટનાનો સિદ્ધાંત આગળ મૂક્યો, જે મુજબ વીજળી એ ચાર્જ થયેલ પ્રવાહી છે, જેની ઉણપને તેમણે નકારાત્મક વીજળી તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી, અને જેમાંથી વધુ તે હકારાત્મક વીજળી છે. આ રીતે વિદ્યુત ઇજનેરીનો પ્રખ્યાત વિરોધાભાસ ઉભો થયો: બી. ફ્રેન્કલિનના સિદ્ધાંત મુજબ, વીજળી હકારાત્મકમાંથી નકારાત્મક ધ્રુવ તરફ વહે છે.

અનુસાર આધુનિક સિદ્ધાંતપદાર્થોની રચના, તમામ પદાર્થોમાં પરમાણુઓ અને અણુઓનો સમાવેશ થાય છે, જે બદલામાં અણુના ન્યુક્લિયસ અને તેની આસપાસ ફરતા ઇલેક્ટ્રોન "e" નો સમાવેશ કરે છે. ન્યુક્લિયસ અસંગત છે અને પ્રોટોન "p" અને ન્યુટ્રોન "n" ના બદલામાં સમાવે છે. તદુપરાંત, ઇલેક્ટ્રોન નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણો છે, અને પ્રોટોન હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન અને અણુના ન્યુક્લિયસ વચ્ચેનું અંતર કણોના કદ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી જાય છે, તેથી ઇલેક્ટ્રોન અણુમાંથી વિભાજિત થઈ શકે છે, જેનાથી શરીર વચ્ચે વિદ્યુત ચાર્જની હિલચાલ થાય છે.



ઉપર વર્ણવેલ ગુણધર્મો ઉપરાંત, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જમાં વિભાજનની મિલકત હોય છે, પરંતુ લઘુત્તમ શક્ય અવિભાજ્ય ચાર્જનું મૂલ્ય હોય છે. સંપૂર્ણ મૂલ્યઇલેક્ટ્રોન ચાર્જ (1.6 * 10 -19 સે), પણ કહેવાય છે પ્રાથમિક ચાર્જ. હાલમાં, ક્વાર્ક તરીકે ઓળખાતા પ્રાથમિક કરતાં ઓછા ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જવાળા કણોનું અસ્તિત્વ સાબિત થયું છે, પરંતુ તેમનું જીવનકાળ નજીવું છે અને તેઓ મુક્ત સ્થિતિમાં શોધી શક્યા નથી.

કુલોમ્બનો કાયદો. સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત

સ્થિર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ નામની ભૌતિકશાસ્ત્રની શાખા દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે વાસ્તવમાં કુલોમ્બના કાયદા પર આધારિત છે, જે અસંખ્ય પ્રયોગોના આધારે મેળવવામાં આવ્યો હતો. આ કાયદો, તેમજ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના એકમનું નામ આપવામાં આવ્યું હતું ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીચાર્લ્સ કુલોન.

કુલોમ્બે, તેમના પ્રયોગો દ્વારા, શોધી કાઢ્યું કે બે નાના ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ નીચેના નિયમોનું પાલન કરે છે:

• બળ દરેક ચાર્જની તીવ્રતા માટે પ્રમાણસર છે;
• બળ તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર છે;
• બળની દિશા શુલ્કને જોડતી સીધી રેખા સાથે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે;
• બળ એ આકર્ષણ છે જો શરીર વિરુદ્ધ ચાર્જ કરવામાં આવે છે, અને સમાન ચાર્જના કિસ્સામાં પ્રતિકૂળ છે.

આમ, કુલોમ્બનો કાયદો નીચેના સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત થાય છે



જ્યાં q1, q2 - ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની તીવ્રતા,

r એ બે ચાર્જ વચ્ચેનું અંતર છે,

k એ k = 1/(4πε 0) = 9 * 10 9 C 2 /(N*m 2) ની સમાન પ્રમાણસરતા ગુણાંક છે, જ્યાં ε 0 એ વિદ્યુત સ્થિરાંક છે, ε 0 = 8.85 * 10 -12 C 2 /( N*m 2).

મને નોંધ લેવા દો કે અગાઉ ઈલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ ε0 ને ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ અથવા કહેવામાં આવતું હતું ડાઇલેક્ટ્રિક સતતશૂન્યાવકાશ



કુલોમ્બનો કાયદો પોતાને પ્રગટ કરે છે, માત્ર જ્યારે બે ચાર્જ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે ત્યારે જ નહીં, પરંતુ અનેક ચાર્જની સિસ્ટમો વધુ સામાન્ય છે. આ કિસ્સામાં, કુલોમ્બનો કાયદો અન્ય નોંધપાત્ર પરિબળ દ્વારા પૂરક છે, જેને "સુપરપોઝિશનનો સિદ્ધાંત" અથવા સુપરપોઝિશનનો સિદ્ધાંત કહેવામાં આવે છે.

સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત બે નિયમો પર આધારિત છે:

• ચાર્જ થયેલ કણ પર અનેક દળોનો પ્રભાવ એ આ દળોના પ્રભાવનો વેક્ટર સરવાળો છે;
• કોઈપણ જટિલ ચળવળઘણી સરળ હિલચાલનો સમાવેશ થાય છે.

સુપરપોઝિશનનો સિદ્ધાંત, મારા મતે, ગ્રાફિકલી ચિત્રિત કરવું સૌથી સરળ છે



આકૃતિ ત્રણ શુલ્ક દર્શાવે છે: -q 1, +q 2, +q 3. કુલ F ની ગણતરી કરવા માટે, જે ચાર્જ -q 1 પર કાર્ય કરે છે, કુલોમ્બના કાયદા અનુસાર, -q 1, +q 2 અને -q 1, +q વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળ F1 અને F2 ની ગણતરી કરવી જરૂરી છે. 3. પછી વેક્ટર ઉમેરણના નિયમ અનુસાર પરિણામી દળો ઉમેરો. IN આ બાબતે F ની સામાન્ય રીતે નીચેની અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ કરીને સમાંતરગ્રામના કર્ણ તરીકે ગણતરી કરવામાં આવે છે

જ્યાં α એ વેક્ટર F1 અને F2 વચ્ચેનો કોણ છે.

ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તાકાત

શુલ્ક વચ્ચેની કોઈપણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, જેને પણ કહેવાય છે કુલોમ્બ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા(કુલોમ્બના કાયદા પછી નામ આપવામાં આવ્યું છે) ની મદદ સાથે થાય છે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર, જે સમય-અપરિવર્તનશીલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર છે સ્થિર શુલ્ક. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રનો એક ભાગ છે અને તે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અથવા ચાર્જ્ડ બોડી દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ ચાર્જ અને ચાર્જ્ડ બોડીને અસર કરે છે, પછી ભલે તે ગતિશીલ હોય કે આરામમાં હોય.

માનૂ એક મૂળભૂત ખ્યાલોવિદ્યુત ક્ષેત્ર તેની તીવ્રતા છે, જે વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં ચાર્જ પર કાર્ય કરતા બળના ગુણોત્તર અને આ ચાર્જની તીવ્રતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. જાહેરાત માટે આ ખ્યાલઆવા ખ્યાલને "ટેસ્ટ ચાર્જ" તરીકે રજૂ કરવો જરૂરી છે.

"ટેસ્ટ ચાર્જ" એ એક એવો ચાર્જ છે જે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના નિર્માણમાં ભાગ લેતો નથી, અને તેનું મૂલ્ય પણ ખૂબ જ નાનું છે અને તેથી, તેની હાજરીથી, અવકાશમાં ચાર્જનું પુનઃવિતરણ થતું નથી, જેનાથી ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર વિકૃત થતું નથી. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.



આમ, જો તમે ચાર્જ q થી ચોક્કસ અંતરે સ્થિત બિંદુ પર "ટેસ્ટ ચાર્જ" q 0 દાખલ કરો છો, તો ચાર્જ q ની હાજરીને કારણે, ચોક્કસ બળ F "ટેસ્ટ ચાર્જ" q P પર કાર્ય કરશે. કુલોમ્બના કાયદા અનુસાર, પરીક્ષણ ચાર્જ પર કાર્ય કરતા બળ F 0 નો ગુણોત્તર, "ટેસ્ટ ચાર્જ" ના મૂલ્યને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ કહેવામાં આવે છે. વિદ્યુત ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ E તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવી છે અને તેની ક્ષમતા N/C છે



ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર સંભવિત. સંભવિત તફાવત

જેમ તમે જાણો છો, જો કોઈ શક્તિ શરીર પર કાર્ય કરે છે, તો તે શરીર ચોક્કસ માત્રામાં કાર્ય કરે છે. પરિણામે, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં મૂકવામાં આવેલો ચાર્જ પણ કામ કરશે. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં, ચાર્જ દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્ય ચળવળના માર્ગ પર આધારિત નથી, પરંતુ તે ચળવળની શરૂઆતમાં અને અંતમાં કણ દ્વારા કબજે કરેલી સ્થિતિ દ્વારા જ નક્કી કરવામાં આવે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, વિદ્યુત ક્ષેત્ર (જ્યાં કાર્ય શરીરના માર્ગ પર આધારિત નથી) જેવા ક્ષેત્રોને સંભવિત કહેવામાં આવે છે.



શરીર દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય નીચેના અભિવ્યક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે



જ્યાં F એ બળ છે જે શરીર પર કામ કરતું નથી,

S એ બળ F ની ક્રિયા હેઠળ શરીર દ્વારા મુસાફરી કરેલું અંતર છે,

α એ શરીરની હિલચાલની દિશા અને બળ F ની ક્રિયાની દિશા વચ્ચેનો ખૂણો છે.

પછી ચાર્જ q 0 દ્વારા બનાવેલ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં "ટેસ્ટ ચાર્જ" દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય કુલોમ્બના કાયદામાંથી નક્કી કરવામાં આવશે.



જ્યાં q P એ "ટેસ્ટ ચાર્જ" છે,

q 0 - ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બનાવતા ચાર્જ,

r 1 અને r 2 - અનુક્રમે, "ટેસ્ટ ચાર્જ" ની પ્રારંભિક અને અંતિમ સ્થિતિઓમાં q П અને q 0 વચ્ચેનું અંતર.

કારણ કે કરવામાં આવેલ કાર્ય સંભવિત ઊર્જા W P માં ફેરફાર સાથે સંકળાયેલું છે, તો પછી



અને ગતિ માર્ગના દરેક ચોક્કસ બિંદુ પર "ટેસ્ટ ચાર્જ" ની સંભવિત ઉર્જા નીચેના અભિવ્યક્તિ પરથી નક્કી કરવામાં આવશે



અભિવ્યક્તિમાંથી જોઈ શકાય છે તેમ, "ટેસ્ટ ચાર્જ" q p ના મૂલ્યમાં ફેરફાર સાથે, સંભવિત ઊર્જા W P નું મૂલ્ય q p ના પ્રમાણમાં બદલાશે, તેથી, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને લાક્ષણિકતા આપવા માટે, અન્ય પરિમાણ રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું જેને કહેવાય છે. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સંભવિત φ, જે છે ઊર્જા લાક્ષણિકતાઓઅને નીચેના અભિવ્યક્તિ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે



જ્યાં k એ k = 1/(4πε 0) = 9 * 10 9 C 2 /(N*m 2) ની સમાન પ્રમાણસરતા ગુણાંક છે, જ્યાં ε 0 એ વિદ્યુત સ્થિરાંક છે, ε 0 = 8.85 * 10 -12 C 2 / (N*m 2).

આમ, ઇલેકટ્રોસ્ટેટિક ફિલ્ડ પોટેન્શિયલ એ ઊર્જા લાક્ષણિકતા છે જે ચાર્જ દ્વારા કબજે કરાયેલ સંભવિત ઊર્જાને દર્શાવે છે. આ બિંદુઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર.

ઉપરોક્તથી આપણે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ કે ચાર્જને એક બિંદુથી બીજા સ્થાને ખસેડતી વખતે કરવામાં આવેલ કાર્ય નીચેના અભિવ્યક્તિ પરથી નક્કી કરી શકાય છે

એટલે કે, ચાર્જને એક બિંદુથી બીજા સ્થાને ખસેડતી વખતે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્રના દળો દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્ય ચાર્જના ઉત્પાદન અને પ્રારંભિક અને સંભવિત તફાવત સમાન છે. અંતિમ બિંદુઓમાર્ગો

ગણતરીઓ કરતી વખતે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના બિંદુઓ વચ્ચેના સંભવિત તફાવતને જાણવું સૌથી અનુકૂળ છે, અને નહીં ચોક્કસ મૂલ્યોઆપેલ બિંદુઓ પરની સંભવિતતા, તેથી, ક્ષેત્રના કોઈપણ બિંદુની સંભવિતતા વિશે બોલતા, અમારો અર્થ એ છે કે ક્ષેત્રમાં આપેલ બિંદુ અને ક્ષેત્રના અન્ય બિંદુ વચ્ચે સંભવિત તફાવત, જેની સંભવિતતા શૂન્યની બરાબર હોવાનું સંમત છે.

સંભવિત તફાવત નીચેના અભિવ્યક્તિ પરથી નક્કી થાય છે અને તેનું પરિમાણ વોલ્ટ (V) છે





આગળના લેખમાં વાંચવાનું ચાલુ રાખો

થિયરી સારી છે, પરંતુ વિના વ્યવહારુ એપ્લિકેશનઆ માત્ર શબ્દો છે.

... ઇલેકટ્રોસ્ટેટિક્સની તમામ આગાહીઓ તેના બે નિયમોને અનુસરે છે.
પરંતુ આ વસ્તુઓને ગાણિતિક રીતે વ્યક્ત કરવી એક બાબત છે, અને તદ્દન બીજી
તેમને સરળતા સાથે અને માત્ર યોગ્ય માત્રામાં સમજશક્તિ સાથે લાગુ કરો.
રિચાર્ડ ફેનમેન

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ સ્થિર શુલ્કની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરે છે. 17મી અને 18મી સદીમાં ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટીક્સના મુખ્ય પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. શુભ ઉદઘાટન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઘટનાઅને તેઓએ ઉત્પન્ન કરેલી ટેક્નોલોજીમાં ક્રાંતિ, ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સમાંથી રસ થોડા સમય માટે ખોવાઈ ગયો. જો કે, આધુનિક વૈજ્ઞાનિક સંશોધનબતાવો મહાન મૂલ્યજીવંત અને નિર્જીવ પ્રકૃતિની ઘણી પ્રક્રિયાઓને સમજવા માટે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ અને જીવન

1953 માં, અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકો એસ. મિલર અને જી. યુરેએ બતાવ્યું કે "જીવનના નિર્માણ બ્લોક્સ" પૈકી એક - એમિનો એસિડ - પૃથ્વીના આદિમ વાતાવરણની રચનામાં સમાન ગેસ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ પસાર કરીને મેળવી શકાય છે, જેમાં સમાવેશ થાય છે. મિથેન, એમોનિયા, હાઇડ્રોજન અને બાષ્પનું પાણી. આગામી 50 વર્ષોમાં, અન્ય સંશોધકોએ આ પ્રયોગોનું પુનરાવર્તન કર્યું અને સમાન પરિણામો મેળવ્યા. જ્યારે ટૂંકા વર્તમાન કઠોળ બેક્ટેરિયામાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેમના શેલ (પટલ) માં છિદ્રો દેખાય છે, જેના દ્વારા અન્ય બેક્ટેરિયાના ડીએનએ ટુકડાઓ પસાર થઈ શકે છે, જે ઉત્ક્રાંતિની એક પદ્ધતિને ઉત્તેજિત કરે છે. આમ, પૃથ્વી પર જીવનની ઉત્પત્તિ અને તેના ઉત્ક્રાંતિ માટે જરૂરી ઊર્જા ખરેખર વીજળીના વિસર્જનની ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઊર્જા હોઈ શકે છે (ફિગ. 1).

કેવી રીતે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ વીજળીનું કારણ બને છે

સમયની દરેક ક્ષણે વિવિધ બિંદુઓપૃથ્વી પર લગભગ 2000 વીજળી ચમકે છે, દર સેકન્ડે લગભગ 50 વીજળી પૃથ્વી પર ત્રાટકે છે, દરેક ચોરસ કિલોમીટરપૃથ્વીની સપાટી પર વર્ષમાં સરેરાશ છ વખત વીજળી પડે છે. 18મી સદીમાં, બેન્જામિન ફ્રેન્કલિને સાબિત કર્યું કે વીજળીના વાદળોમાંથી ત્રાટકતી વીજળી એ વિદ્યુત સ્રાવ છે જે વહન કરે છે. નકારાત્મકચાર્જ તદુપરાંત, દરેક વિસર્જન પૃથ્વીને અનેક દસ કૂલમ્બ વીજળી પ્રદાન કરે છે, અને વીજળીની હડતાલ દરમિયાન પ્રવાહનું કંપનવિસ્તાર 20 થી 100 કિલોએમ્પીયર સુધીનું હોય છે. હાઇ-સ્પીડ ફોટોગ્રાફી દર્શાવે છે કે વીજળીની હડતાલ સેકન્ડના માત્ર દસમા ભાગ સુધી ચાલે છે અને દરેક વીજળીમાં ઘણી ટૂંકી હોય છે.

વાતાવરણીય ચકાસણીઓ પર સ્થાપિત માપન સાધનોનો ઉપયોગ કરીને, 20મી સદીની શરૂઆતમાં, પૃથ્વીનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર માપવામાં આવ્યું હતું, જેની સપાટી પરની તીવ્રતા આશરે 100 V/m હોવાનું બહાર આવ્યું છે, જે પૃથ્વીના કુલ ચાર્જને અનુરૂપ છે. લગભગ 400,000 સે. પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ચાર્જનું વાહક આયન છે, જેની સાંદ્રતા ઊંચાઈ સાથે વધે છે અને 50 કિમીની ઊંચાઈએ મહત્તમ પહોંચે છે, જ્યાં પ્રભાવ હેઠળ કોસ્મિક રેડિયેશનએક વિદ્યુત વાહક સ્તર - આયનોસ્ફીયર - રચાયું હતું. તેથી, આપણે કહી શકીએ કે પૃથ્વીનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર લગભગ 400 kV ના લાગુ વોલ્ટેજ સાથે ગોળાકાર કેપેસિટરનું ક્ષેત્ર છે. થી આ વોલ્ટેજના પ્રભાવ હેઠળ ઉપલા સ્તરો 2–4 kA નો પ્રવાહ હંમેશા નીચલા ભાગમાં વહે છે, જેની ઘનતા (1–2) 10 –12 A/m 2 છે, અને ઊર્જા 1.5 GW સુધી મુક્ત થાય છે. અને જો વીજળી ન હોત, તો આ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર અદૃશ્ય થઈ જશે! તે તારણ આપે છે કે માં સરસ વાતાવરણપૃથ્વીનું વિદ્યુત કેપેસિટર ડિસ્ચાર્જ થાય છે, અને વાવાઝોડા દરમિયાન તે ચાર્જ થાય છે.

મેઘગર્જના છે મોટી રકમવરાળ, જેમાંથી કેટલાક નાના ટીપાં અથવા બરફના ટુકડાઓના રૂપમાં ઘટ્ટ થાય છે. મેઘગર્જનાની ટોચ 6-7 કિમીની ઊંચાઈએ હોઈ શકે છે, અને તળિયે 0.5-1 કિમીની ઊંચાઈએ જમીન ઉપર અટકી શકે છે. 3-4 કિમીથી ઉપર, વાદળોમાં બરફના ઢોળાવનો સમાવેશ થાય છે વિવિધ કદ, કારણ કે તાપમાન હંમેશા શૂન્યથી નીચે હોય છે. બરફના આ ટુકડા અંદર છે સતત ચળવળ, પૃથ્વીની ગરમ સપાટી પરથી નીચેથી વધતા ગરમ હવાના ઉપરના પ્રવાહોને કારણે થાય છે. બરફના નાના ટુકડા મોટા કરતા હળવા હોય છે, અને તે વધતા હવાના પ્રવાહો દ્વારા વહી જાય છે અને રસ્તામાં મોટા ટુકડાઓ સાથે અથડાય છે. આવી દરેક અથડામણ સાથે, વીજળીકરણ થાય છે, જેમાં બરફના મોટા ટુકડાઓ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે છે, અને નાના - હકારાત્મક રીતે. સમય જતાં, સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ બરફના નાના ટુકડાઓ મુખ્યત્વે વાદળના ઉપરના ભાગમાં એકત્રિત થાય છે, અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ મોટા ટુકડાઓ - તળિયે (ફિગ. 2). બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, વાદળની ટોચ પર હકારાત્મક ચાર્જ થાય છે, અને નીચે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. તે જ સમયે, સીધા નીચે જમીન પર મેઘગર્જનાનિર્દેશિત કરવામાં આવી રહ્યા છે હકારાત્મક શુલ્ક. હવે વીજળીના સ્રાવ માટે બધું તૈયાર છે, જેમાં હવાનું ભંગાણ થાય છે અને નકારાત્મક ચાર્જગર્જનાના તળિયેથી પૃથ્વી પર વહે છે.



તે લાક્ષણિક છે કે વાવાઝોડા પહેલા, પૃથ્વીના વિદ્યુત ક્ષેત્રની શક્તિ 100 kV/m સુધી પહોંચી શકે છે, એટલે કે, સારા હવામાનમાં તેના મૂલ્ય કરતાં 1000 ગણી વધારે છે. પરિણામે, સમાન રકમની નીચે ઊભેલી વ્યક્તિના માથા પરના દરેક વાળનો હકારાત્મક ચાર્જ વધે છે. મેઘગર્જના, અને તેઓ, એકબીજાથી દૂર ધકેલતા, છેડે ઊભા રહે છે (ફિગ. 3).



ફુલગુરાઇટ - જમીન પર વીજળીનો ટ્રેસ

વીજળીના સ્રાવ દરમિયાન, 10 9 –10 10 J ના ક્રમની ઊર્જા પ્રકાશિત થાય છે. મોટાભાગનાઆ ઉર્જા ગડગડાટ, હવાને ગરમ કરવા, પ્રકાશને ચમકાવવા અને અન્ય ઉત્સર્જન પર ખર્ચવામાં આવે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો, અને જ્યાં વીજળી જમીનમાં પ્રવેશે છે તે જગ્યાએ માત્ર એક નાનો ભાગ છોડવામાં આવે છે. પરંતુ આ "નાનો" ભાગ પણ આગ લગાડવા, વ્યક્તિને મારવા અથવા મકાનને નષ્ટ કરવા માટે પૂરતો છે. લાઈટનિંગ ચેનલને ગરમ કરી શકે છે જેના દ્વારા તે 30,000 °C સુધી જાય છે, જે રેતીના ગલનબિંદુ (1600–2000 °C) કરતા ઘણી વધારે છે. તેથી, વીજળી, રેતી પર પ્રહાર કરે છે, તે પીગળે છે, અને ગરમ હવા અને પાણીની વરાળ, વિસ્તરે છે, પીગળેલી રેતીમાંથી એક નળી બનાવે છે, જે થોડા સમય પછી સખત બને છે. આ રીતે ફુલગુરિટ્સ (ગર્જનાના તીર, શેતાનની આંગળીઓ) જન્મે છે - ઓગળેલી રેતીથી બનેલા હોલો સિલિન્ડર (ફિગ. 4). સૌથી લાંબી ઉત્ખનન કરાયેલ ફુલગુરાઈટ પાંચ મીટરથી વધુની ઊંડાઈ સુધી ભૂગર્ભમાં ગઈ હતી.



કેવી રીતે ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ વીજળી સામે રક્ષણ આપે છે

સદનસીબે, મોટાભાગની વીજળી વાદળો વચ્ચે થાય છે અને તેથી માનવ સ્વાસ્થ્ય માટે ખતરો નથી. જો કે, વીજળી દર વર્ષે વિશ્વભરમાં એક હજારથી વધુ લોકોના મૃત્યુનું માનવામાં આવે છે. ઓછામાં ઓછા યુએસએમાં, જ્યાં આવા આંકડા રાખવામાં આવે છે, દર વર્ષે લગભગ એક હજાર લોકો વીજળીના ઝટકાથી પીડાય છે અને તેમાંથી સો કરતાં વધુ લોકો મૃત્યુ પામે છે. વૈજ્ઞાનિકોએ લાંબા સમયથી લોકોને આ “ઈશ્વરની સજા”થી બચાવવાનો પ્રયત્ન કર્યો છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક કેપેસિટર (લેડન જાર) ના શોધક, પીટર વાન મુશેનબ્રુકે, વિખ્યાત ફ્રેન્ચ જ્ઞાનકોશ માટે લખેલા વીજળી પરના લેખમાં, વીજળીને રોકવા માટેની પરંપરાગત પદ્ધતિઓનો બચાવ કર્યો - ઘંટ વગાડવો અને તોપો ચલાવવાની, જે તે માને છે કે તે ખૂબ અસરકારક છે. .

1750 માં, ફ્રેન્કલીને વીજળીના સળિયાની શોધ કરી. મેરીલેન્ડ કેપિટોલ બિલ્ડીંગને વીજળીના કડાકાથી બચાવવાના પ્રયાસરૂપે, તેણે બિલ્ડીંગમાં લોખંડનો જાડો સળિયો જોડ્યો, જે ગુંબજથી ઘણા મીટર ઉપર લંબાવ્યો અને જમીન સાથે જોડાયેલ. વૈજ્ઞાનિકે તેની શોધને પેટન્ટ કરાવવાનો ઇનકાર કર્યો હતો, ઇચ્છતા હતા કે તે શક્ય તેટલી વહેલી તકે લોકોને સેવા આપવાનું શરૂ કરે. જો આપણે યાદ રાખીએ કે ચાર્જ થયેલ વાહકની સપાટીની નજીકના વિદ્યુત ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ આ સપાટીના વધતા વળાંક સાથે વધે છે તો વીજળીના સળિયાની ક્રિયા કરવાની પદ્ધતિ સમજાવવી સરળ છે. તેથી, વીજળીના સળિયાની ટોચની નજીકના ગર્જના હેઠળ, ક્ષેત્રની શક્તિ એટલી વધારે હશે કે તે આસપાસની હવાનું આયનીકરણ અને તેમાં કોરોના ડિસ્ચાર્જનું કારણ બનશે. પરિણામે, વીજળીના સળિયા પર વીજળી પડવાની સંભાવના નોંધપાત્ર રીતે વધશે. આમ, ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સનું જ્ઞાન માત્ર વીજળીના મૂળને સમજાવવાનું શક્ય બનાવતું નથી, પણ તેમની સામે રક્ષણ મેળવવાનો માર્ગ પણ શોધે છે.

ફ્રેન્કલિનના વીજળીના સળિયાના સમાચાર ઝડપથી સમગ્ર યુરોપમાં ફેલાઈ ગયા અને તે રશિયન સહિત તમામ એકેડેમીમાં ચૂંટાઈ આવ્યા. જો કે, કેટલાક દેશોમાં ધર્મપ્રેમી જનતાએ આ શોધને રોષ સાથે વધાવી હતી. વ્યક્તિ ભગવાનના ક્રોધના મુખ્ય શસ્ત્રને આટલી સરળતાથી અને સરળ રીતે કાબૂમાં કરી શકે છે તે ખૂબ જ વિચાર નિંદાત્મક લાગતો હતો. તેથી, વિવિધ સ્થળોએ, લોકોએ, ધાર્મિક કારણોસર, વીજળીના સળિયા તોડી નાખ્યા.

ઉત્તર ફ્રાન્સના એક નાના શહેરમાં 1780 માં એક વિચિત્ર ઘટના બની હતી, જ્યાં શહેરના લોકોએ માંગ કરી હતી કે લોખંડના વીજળીના સળિયાને તોડી પાડવામાં આવે અને આ મામલો ટ્રાયલ પર આવ્યો. યુવાન વકીલ, જેમણે અસ્પષ્ટતાવાદીઓના હુમલાઓથી વીજળીની લાકડીનો બચાવ કર્યો, તેણે એ હકીકત પર પોતાનો બચાવ કર્યો કે માનવ મન અને પ્રકૃતિના દળોને જીતવાની તેની ક્ષમતા બંને દૈવી મૂળના છે. યુવાન વકીલે દલીલ કરી હતી કે દરેક વસ્તુ જે જીવન બચાવવામાં મદદ કરે છે તે સારા માટે છે. તેણે આ કેસ જીત્યો અને ઘણી ખ્યાતિ મેળવી. વકીલનું નામ હતું... મેક્સિમિલિયન રોબેસ્પિયર.

ઠીક છે, હવે લાઈટનિંગ સળિયાના શોધકનું પોટ્રેટ એ વિશ્વમાં સૌથી વધુ ઇચ્છનીય પ્રજનન છે, કારણ કે તે જાણીતા સો ડોલર બિલને શણગારે છે.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ જે જીવનને પાછું લાવે છે

કેપેસિટર ડિસ્ચાર્જની ઉર્જા માત્ર પૃથ્વી પર જીવનના ઉદભવ તરફ દોરી જતી નથી, પણ જેમના હૃદયના કોષો સિંક્રનસ રીતે ધબકારા મારતા બંધ થઈ ગયા છે તેવા લોકોને પણ જીવન પુનઃસ્થાપિત કરી શકે છે. હૃદય કોશિકાઓના અસુમેળ (અસ્તવ્યસ્ત) સંકોચનને ફાઇબરિલેશન કહેવામાં આવે છે. હૃદયના ફાઇબરિલેશનને તેના તમામ કોષોમાંથી પ્રવાહના ટૂંકા પલ્સને પસાર કરીને અટકાવી શકાય છે. આ કરવા માટે, દર્દીની છાતી પર બે ઇલેક્ટ્રોડ લાગુ કરવામાં આવે છે, જેના દ્વારા લગભગ દસ મિલીસેકન્ડની અવધિ અને કેટલાક દસ એમ્પીયર સુધીના કંપનવિસ્તાર સાથે પલ્સ પસાર થાય છે. આ કિસ્સામાં, સ્રાવ ઊર્જા મારફતે છાતી 400 J સુધી પહોંચી શકે છે (જે બરાબર છે સંભવિત ઊર્જાપાઉન્ડ વજન 2.5 મીટરની ઉંચાઈ સુધી વધાર્યું). ઉપકરણ પ્રદાન કરે છે વિદ્યુત સ્રાવએક ઉપકરણ જે હૃદયના ફાઇબરિલેશનને અટકાવે છે તેને ડિફિબ્રિલેટર કહેવામાં આવે છે. સૌથી સરળ ડિફિબ્રિલેટર છે ઓસીલેટરી સર્કિટ, જેમાં 20 μF ની ક્ષમતાવાળા કેપેસિટર અને 0.4 H ની ઇન્ડક્ટન્સ કોઇલ હોય છે. કેપેસિટરને 1-6 kV ના વોલ્ટેજ પર ચાર્જ કરીને અને તેને કોઇલ અને દર્દી દ્વારા ડિસ્ચાર્જ કરીને, જેનો પ્રતિકાર લગભગ 50 ઓહ્મ છે, તમે દર્દીને જીવંત કરવા માટે જરૂરી વર્તમાન પલ્સ મેળવી શકો છો.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ પ્રકાશ આપે છે

ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિના અનુકૂળ સૂચક તરીકે સેવા આપી શકે છે. આની ખાતરી કરવા માટે, અંધારા ઓરડામાં હોવાથી, દીવાને ટુવાલ અથવા સ્કાર્ફથી ઘસવું - પરિણામે બાહ્ય સપાટીલેમ્પ ગ્લાસ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવામાં આવશે, અને ફેબ્રિક - નકારાત્મક રીતે. જલદી આવું થાય છે, આપણે દીવોના તે સ્થાનો પર પ્રકાશની ઝબકારો જોશું કે જેને આપણે ચાર્જ કરેલા કપડાથી સ્પર્શ કરીએ છીએ. માપન દર્શાવે છે કે કાર્યરત ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પની અંદર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ લગભગ 10 V/m છે. આવા તણાવ સાથે મફત ઇલેક્ટ્રોનફ્લોરોસન્ટ લેમ્પની અંદર પારાના અણુઓને આયનાઇઝ કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા હોય છે.



હાઇ-વોલ્ટેજ પાવર લાઇન્સ હેઠળનું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર - પાવર લાઇન્સ - ખૂબ પહોંચી શકે છે ઉચ્ચ મૂલ્યો. તેથી, જો રાત્રે ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ પાવર લાઇન હેઠળ જમીનમાં અટવાઇ જાય, તો તે પ્રકાશમાં આવશે, અને તદ્દન તેજસ્વી (ફિગ. 5). તેથી, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્રની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને, તમે પાવર લાઇન્સ હેઠળની જગ્યાને પ્રકાશિત કરી શકો છો.

કેવી રીતે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ આગની ચેતવણી આપે છે અને ધુમાડાને સ્વચ્છ બનાવે છે

મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, ફાયર એલાર્મ ડિટેક્ટરનો પ્રકાર પસંદ કરતી વખતે, સ્મોક સેન્સરને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે, કારણ કે આગ સામાન્ય રીતે પ્રકાશન સાથે હોય છે. મોટી માત્રામાંધુમાડો અને આ પ્રકારના ડિટેક્ટર બિલ્ડિંગમાં રહેલા લોકોને જોખમ વિશે ચેતવણી આપવા સક્ષમ છે. સ્મોક ડિટેક્ટર હવામાં ધુમાડો શોધવા માટે આયનાઇઝેશન અથવા ફોટોઇલેક્ટ્રિક સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે.

આયોનાઇઝેશન સ્મોક ડિટેક્ટરમાં α-કિરણોત્સર્ગ સ્ત્રોત (સામાન્ય રીતે અમેરિકિયમ-241) હોય છે જે મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ પ્લેટો વચ્ચે હવાનું આયનીકરણ કરે છે, જે વચ્ચેનો વિદ્યુત પ્રતિકાર ખાસ સર્કિટનો ઉપયોગ કરીને સતત માપવામાં આવે છે. α-કિરણોત્સર્ગના પરિણામે બનેલા આયનો ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે વાહકતા પ્રદાન કરે છે, અને ત્યાં દેખાતા ધુમાડાના સૂક્ષ્મ કણો આયનોને જોડે છે, તેમના ચાર્જને તટસ્થ કરે છે અને આમ ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે પ્રતિકાર વધે છે, જે પ્રતિક્રિયા આપે છે. વિદ્યુત રેખાકૃતિ, એલાર્મ સંભળાય છે. આ સિદ્ધાંત પર આધારિત સેન્સર ખૂબ પ્રભાવશાળી સંવેદનશીલતા દર્શાવે છે, જીવંત પ્રાણી દ્વારા ધુમાડાના પ્રથમ સંકેતની શોધ થાય તે પહેલાં જ પ્રતિક્રિયા આપે છે. એ નોંધવું જોઇએ કે સેન્સરમાં વપરાતા કિરણોત્સર્ગના સ્ત્રોત મનુષ્યો માટે કોઈ જોખમ ઊભું કરતા નથી, કારણ કે આલ્ફા કિરણો કાગળની શીટમાંથી પણ પસાર થઈ શકતા નથી અને કેટલાક સેન્ટિમીટર જાડા હવાના સ્તર દ્વારા સંપૂર્ણપણે શોષાય છે.

ઔદ્યોગિક ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ડસ્ટ કલેક્ટર્સમાં ધૂળના કણોની વીજળીકરણ કરવાની ક્ષમતાનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સૂટ કણો ધરાવતો ગેસ, ઉપરની તરફ વધીને, નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલ મેટલ મેશમાંથી પસાર થાય છે, જેના પરિણામે આ કણો નકારાત્મક ચાર્જ મેળવે છે. ઉપરની તરફ સતત વધતા, કણો પોતાને સકારાત્મક ચાર્જ પ્લેટોના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં શોધે છે, જેના તરફ તેઓ આકર્ષાય છે, ત્યારબાદ કણો ખાસ કન્ટેનરમાં પડે છે, જ્યાંથી તેમને સમયાંતરે દૂર કરવામાં આવે છે.

બાયોઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ

અસ્થમાના કારણોમાંનું એક ધૂળના જીવાત (ફિગ. 6) ના કચરાના ઉત્પાદનો છે - લગભગ 0.5 મીમી કદના જંતુઓ જે આપણા ઘરમાં રહે છે. સંશોધનોએ દર્શાવ્યું છે કે અસ્થમાનો હુમલો આ જંતુઓમાંથી સ્ત્રાવતા પ્રોટીનમાંથી એકને કારણે થાય છે. આ પ્રોટીનનું માળખું ઘોડાની નાળ જેવું લાગે છે, જેના બંને છેડા હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલા હોય છે. આવા ઘોડાના નાળના આકારના પ્રોટીનના છેડા વચ્ચેના ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રતિકૂળ બળો તેની રચનાને સ્થિર બનાવે છે. જો કે, પ્રોટીનના ગુણધર્મને તેના હકારાત્મક ચાર્જને તટસ્થ કરીને બદલી શકાય છે. આ એકાગ્રતા વધારીને કરી શકાય છે નકારાત્મક આયનોકોઈપણ આયનાઇઝરનો ઉપયોગ કરીને હવામાં, ઉદાહરણ તરીકે ચિઝેવસ્કી ઝુમ્મર (ફિગ. 7). તે જ સમયે, અસ્થમાના હુમલાની આવર્તન ઘટે છે.



ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ માત્ર જંતુઓ દ્વારા સ્ત્રાવિત પ્રોટીનને નિષ્ક્રિય કરવામાં મદદ કરે છે, પણ તેમને પોતાને પકડવામાં પણ મદદ કરે છે. એવું પહેલેથી જ કહેવામાં આવ્યું છે કે જો વાળ ચાર્જ કરવામાં આવે તો તે "અંત પર ઉભા રહે છે". તમે કલ્પના કરી શકો છો કે જંતુઓ જ્યારે પોતાને ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ કરે છે ત્યારે તેઓ શું અનુભવે છે. તેમના પંજા પરના શ્રેષ્ઠ વાળ અલગ પડે છે વિવિધ બાજુઓ, અને જંતુઓ ખસેડવાની ક્ષમતા ગુમાવે છે. આકૃતિ 8 માં બતાવેલ કોકરોચ ટ્રેપ આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે જે પહેલા ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિકલી ચાર્જ કરવામાં આવે છે તે મીઠી પાવડર તરફ આકર્ષાય છે. પાવડરથી ઢાંકી દો (ચિત્રમાં તે સફેદ છે) વળેલી સપાટી, છટકું આસપાસ સ્થિત છે. એકવાર પાવડર પર, જંતુઓ ચાર્જ થઈ જાય છે અને જાળમાં ફેરવાય છે.



એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો શું છે?

કપડાં, કાર્પેટ, બેડસ્પ્રેડ, વગેરે વસ્તુઓ અન્ય વસ્તુઓ સાથે સંપર્ક કર્યા પછી ચાર્જ કરવામાં આવે છે, અને કેટલીકવાર ફક્ત હવાના જેટ સાથે. રોજિંદા જીવનમાં અને કામ પર, આ રીતે ઉત્પન્ન થતા ચાર્જને ઘણીવાર સ્થિર વીજળી કહેવામાં આવે છે.



સામાન્ય વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં, કુદરતી તંતુઓ (કપાસ, ઊન, રેશમ અને વિસ્કોસ) ભેજને સારી રીતે શોષી લે છે (હાઈડ્રોફિલિક) અને તેથી સહેજ વીજળીનું સંચાલન કરે છે. જ્યારે આવા તંતુઓ અન્ય સામગ્રીઓને સ્પર્શે છે અથવા ઘસવામાં આવે છે, ત્યારે તેમની સપાટી પર વધારાનો વિદ્યુત ચાર્જ દેખાય છે, પરંતુ ખૂબ થોડો સમય, કારણ કે ચાર્જ તરત જ વિવિધ આયનો ધરાવતા ફેબ્રિકના ભીના તંતુઓની નીચે વહે છે.

કુદરતી તંતુઓથી વિપરીત, કૃત્રિમ તંતુઓ (પોલિએસ્ટર, એક્રેલિક, પોલીપ્રોપીલિન) ભેજને સારી રીતે શોષી શકતા નથી (હાઈડ્રોફોબિક), અને તેમની સપાટી પર ઓછા મોબાઈલ આયનો હોય છે. સંપર્ક કરવા પર કૃત્રિમ સામગ્રીએકબીજા સાથે તેઓ વિરુદ્ધ ચાર્જ વસૂલવામાં આવે છે, પરંતુ આ ચાર્જ ખૂબ જ ધીરે ધીરે વહી જાય છે, તેથી સામગ્રી એકબીજાને વળગી રહે છે, અસુવિધા ઊભી કરે છે અને અગવડતા. માર્ગ દ્વારા, વાળ કૃત્રિમ તંતુઓની રચનામાં ખૂબ જ નજીક છે અને તે હાઇડ્રોફોબિક પણ છે, તેથી જ્યારે તે સંપર્કમાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, કાંસકો સાથે, તે વીજળીથી ચાર્જ થાય છે અને એકબીજાને ભગાડવાનું શરૂ કરે છે.

સ્થિર વીજળીથી છૂટકારો મેળવવા માટે, કપડાં અથવા અન્ય વસ્તુઓની સપાટીને એવા પદાર્થ સાથે લ્યુબ્રિકેટ કરી શકાય છે જે ભેજ જાળવી રાખે છે અને તેથી સપાટી પર મોબાઇલ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે. આવી સારવાર પછી, પરિણામી વિદ્યુત ચાર્જ ઑબ્જેક્ટની સપાટી પરથી ઝડપથી અદૃશ્ય થઈ જશે અથવા તેના પર વિતરિત થઈ જશે. સપાટીની હાઇડ્રોફિલિસિટી તેને સર્ફેક્ટન્ટ્સ સાથે લ્યુબ્રિકેટ કરીને વધારી શકાય છે, જેના પરમાણુ સાબુના પરમાણુ જેવા હોય છે - ખૂબ લાંબા અણુનો એક ભાગ ચાર્જ થાય છે, અને બીજો નથી. સ્થિર વીજળીના દેખાવને અટકાવતા પદાર્થોને એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સામાન્ય કોલસાની ધૂળ અથવા સૂટ એ એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટ છે, તેથી, સ્થિર વીજળીથી છુટકારો મેળવવા માટે, કહેવાતા લેમ્પ બ્લેકને કાર્પેટ અને અપહોલ્સ્ટરી સામગ્રીના ગર્ભાધાનમાં શામેલ કરવામાં આવે છે. સમાન હેતુઓ માટે, આવી સામગ્રીમાં 3% સુધી કુદરતી રેસા અને કેટલીકવાર પાતળા ધાતુના થ્રેડો ઉમેરવામાં આવે છે.


વિદ્યુત વાહકતા
વિદ્યુત પ્રતિકાર
વિદ્યુત અવબાધ આ પણ જુઓ: પોર્ટલ: ભૌતિકશાસ્ત્ર

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ- વીજળીના અભ્યાસનો એક વિભાગ જે સ્થિર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરે છે.

વચ્ચે સમાન નામનુંચાર્જ્ડ બોડીઝ, ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક (અથવા કુલોમ્બ) વિકર્ષણ થાય છે, અને વચ્ચે વિવિધ નામોચાર્જ થયેલ - ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષણ. લાઈક ચાર્જીસના વિસર્જનની ઘટના ઈલેક્ટ્રોસ્કોપની રચનાને અન્ડરલે કરે છે - ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ શોધવા માટેનું એક ઉપકરણ.

ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ કુલોમ્બના કાયદા પર આધારિત છે. આ કાયદો બિંદુ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કરે છે.

વાર્તા

ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સનો પાયો કુલોમ્બના કાર્ય દ્વારા નાખવામાં આવ્યો હતો (જોકે તેના દસ વર્ષ પહેલાં, સમાન પરિણામો, તેનાથી પણ વધુ ચોકસાઈ સાથે, કેવેન્ડિશ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યા હતા. કેવેન્ડિશના કાર્યના પરિણામો કુટુંબના આર્કાઇવમાં રાખવામાં આવ્યા હતા અને માત્ર સો જ પ્રકાશિત થયા હતા. ઘણા વર્ષો પછી); બાદમાં શોધાયેલ વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના કાયદાએ ગ્રીન, ગૌસ અને પોઈસન માટે ગાણિતિક રીતે ભવ્ય સિદ્ધાંત બનાવવાનું શક્ય બનાવ્યું. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સનો સૌથી આવશ્યક ભાગ ગ્રીન અને ગૌસ દ્વારા બનાવવામાં આવેલ સંભવિત સિદ્ધાંત છે. રીસ દ્વારા ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ પર ઘણાં પ્રાયોગિક સંશોધનો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા, જેમના ભૂતકાળમાં પુસ્તકો આ ઘટનાના અભ્યાસ માટે મુખ્ય માર્ગદર્શક હતા.

ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક

કોઈપણ પદાર્થના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણાંક K નું મૂલ્ય શોધવું, લગભગ તમામ સૂત્રોમાં સમાવિષ્ટ ગુણાંક કે જેને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ સાથે વ્યવહાર કરવો પડે છે, તે ખૂબ જ અલગ રીતે કરી શકાય છે. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓ નીચે મુજબ છે.

1) સમાન કદ અને આકાર ધરાવતા બે કેપેસિટરના વિદ્યુત ક્ષમતાની સરખામણી, પરંતુ જેમાંથી એકમાં ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્તર હવાનું સ્તર છે, બીજામાં - પરીક્ષણ કરવામાં આવી રહેલા ડાઇલેક્ટ્રિકનું સ્તર.

2) કેપેસિટરની સપાટીઓ વચ્ચેના આકર્ષણોની સરખામણી, જ્યારે આ સપાટીઓને ચોક્કસ સંભવિત તફાવત આપવામાં આવે છે, પરંતુ એક કિસ્સામાં તેમની વચ્ચે હવા હોય છે (આકર્ષક બળ = F 0), બીજા કિસ્સામાં - ટેસ્ટ લિક્વિડ ઇન્સ્યુલેટર (આકર્ષક) બળ = F). ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણાંક સૂત્ર દ્વારા જોવા મળે છે:

3) ઇલેક્ટ્રિક તરંગોનું અવલોકન (જુઓ. વિદ્યુત કંપનો), વાયર સાથે ફેલાય છે. મેક્સવેલના સિદ્ધાંત મુજબ, વાયર સાથે વિદ્યુત તરંગોના પ્રસારની ગતિ સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.

V = 1 K μ.

સામાન્ય રીતે, હવામાં અને ટેસ્ટ ડાઇલેક્ટ્રિક (પ્રવાહી) માં સ્થિત સમાન વાયરના ભાગોમાં ઉદ્ભવતા સ્થાયી ઇલેક્ટ્રિક તરંગોની લંબાઈની તુલના કરવામાં આવે છે. આ લંબાઈ λ 0 અને λ નિર્ધારિત કર્યા પછી, અમે K = λ 0 2 / λ 2 મેળવીએ છીએ. મેક્સવેલના સિદ્ધાંત મુજબ, તે અનુસરે છે કે જ્યારે કોઈપણ ઇન્સ્યુલેટિંગ પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્તેજિત થાય છે, ત્યારે આ પદાર્થની અંદર વિશિષ્ટ વિકૃતિઓ થાય છે. ઇન્ડક્શન ટ્યુબની સાથે, ઇન્સ્યુલેટીંગ માધ્યમ ધ્રુવીકરણ થયેલ છે. તેમાં વિદ્યુત વિસ્થાપન ઉદ્ભવે છે, જેને આ નળીઓની અક્ષો સાથે સકારાત્મક વિદ્યુતની હિલચાલ સાથે સરખાવી શકાય છે, અને ટ્યુબના દરેક ક્રોસ વિભાગમાંથી વીજળીનો જથ્થો પસાર થાય છે.

મેક્સવેલની થિયરી તે આંતરિક દળો (તણાવ અને દબાણના દળો) માટે અભિવ્યક્તિ શોધવાનું શક્ય બનાવે છે જે ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં દેખાય છે જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર તેમનામાં ઉત્સાહિત હોય છે. આ પ્રશ્નનો સૌપ્રથમ વિચાર મેક્સવેલે પોતે કર્યો હતો, અને બાદમાં હેલ્મહોલ્ટ્ઝ દ્વારા વધુ વિગતવાર. આ મુદ્દાના સિદ્ધાંતનો વધુ વિકાસ અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટ્રિક્શનની નજીકથી જોડાયેલ સિદ્ધાંત (એટલે ​​​​કે, એક સિદ્ધાંત કે જે અસાધારણ ઘટનાને ધ્યાનમાં લે છે જે ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં વિશિષ્ટ વોલ્ટેજની ઘટના પર આધાર રાખે છે જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર તેમાં ઉત્તેજિત થાય છે) લોર્બર્ગના કાર્યોથી સંબંધિત છે, કિર્ચહોફ, પી. ડુહેમ, એન.એન. શિલર અને કેટલાક અન્ય

આ મુદ્દાની થિયરી અને ઈલેક્ટ્રોસ્ટ્રિક્શનનો નજીકથી જોડાયેલ સિદ્ધાંત (એટલે ​​​​કે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ ઉત્તેજિત થાય છે ત્યારે ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં વિશિષ્ટ વોલ્ટેજની ઘટના પર આધાર રાખતી ઘટનાને ધ્યાનમાં લેતો સિદ્ધાંત) લોર્બર્ગ, કિર્ચહોફ, પી.ના કાર્યોથી સંબંધિત છે. ડુહેમ, એન.એન. શિલર અને કેટલાક અન્ય.

ચાલો ઇન્ડક્શન ટ્યુબના રીફ્રેક્શનના મુદ્દાને ધ્યાનમાં લઈને ઇલેક્ટ્રોસ્ટ્રક્શનના સૌથી મહત્વપૂર્ણ પાસાઓની અમારી ટૂંકી રજૂઆત પૂર્ણ કરીએ. ચાલો આપણે ઇલેક્ટ્રીક ફિલ્ડમાં બે ડાઇલેક્ટ્રિકની કલ્પના કરીએ, જે અમુક સપાટી S દ્વારા એકબીજાથી અલગ પડેલા છે, જેમાં ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણાંક K 1 અને K 2 છે.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટ્રક્શન વિભાગનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભાગ એ ઇન્ડક્શન ટ્યુબના રીફ્રેક્શનના પ્રશ્નની વિચારણા છે. ચાલો આપણે ઇલેક્ટ્રીક ફિલ્ડમાં બે ડાઇલેક્ટ્રિકની કલ્પના કરીએ, જે અમુક સપાટી S દ્વારા એકબીજાથી અલગ પડેલા છે, જેમાં ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણાંક K 1 અને K 2 છે.

d V 1 d s = d V 2 d s , (30) (\displaystyle (\frac (dV_(1))(ds))=(\frac (dV_(2))(ds)),\qquad (30))

ચાલો સામાન્ય n2 (બીજા ડાઇલેક્ટ્રિકની અંદર) સાથે બળ F2 દ્વારા બનાવેલ કોણ ε 2 દ્વારા દર્શાવીએ અને સમાન સામાન્ય n 2 સાથે F 1 બળ દ્વારા બનાવેલ કોણ ε 1 દ્વારા સૂચવીએ પછી, સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને (31) અને (30), અમે શોધીએ છીએ

તેથી, બે ડાઇલેક્ટ્રિક્સને એકબીજાથી અલગ કરતી સપાટી પર, વિદ્યુત બળ તેની દિશામાં ફેરફાર કરે છે, જેમ કે પ્રકાશ કિરણ એક માધ્યમમાંથી બીજામાં પ્રવેશ કરે છે. સિદ્ધાંતનું આ પરિણામ અનુભવ દ્વારા ન્યાયી છે.

આ પણ જુઓ

• ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સ્રાવ

સાહિત્ય

• લેન્ડૌ, એલ.ડી., લિફશિટ્સ, ઇ.એમ.ક્ષેત્ર સિદ્ધાંત. - 7મી આવૃત્તિ, સુધારેલ. - એમ.: નૌકા, 1988. - 512 પૃષ્ઠ. - ("સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્ર", વોલ્યુમ II). - ISBN 5-02-014420-7
• માત્વીવ એ.એન.વીજળી અને ચુંબકત્વ. એમ.: સ્નાતક શાળા, 1983.
• ટનલ M.-A.ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો અને સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત. પ્રતિ. fr થી. એમ.: વિદેશી સાહિત્ય, 1962. 488 પૃ.
• બોર્ગમેન, "વિદ્યુત અને વિજ્ઞાનના સિદ્ધાંતના પાયા ચુંબકીય ઘટના"(વોલ્યુમ. I);
• મેક્સવેલ, "ઇલેક્ટ્રિસિટી એન્ડ મેગ્નેટિઝમ પર ટ્રીટાઇઝ" (વોલ્યુમ I);
• પોઈનકેરે, "ઈલેક્ટ્રીસીટી અને ઓપ્ટીક";
• Wiedemann, “Die Lehre von der Elektricität” (વોલ્યુમ I);

લિંક્સ

• કોન્સ્ટેન્ટિન બોગદાનોવ.ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ શું કરી શકે છે // ક્વોન્ટમ. - એમ.: બ્યુરો ક્વોન્ટમ, 2010. - નંબર 2.

નોંધો

મુખ્ય વિભાગો