কুলম্বের আইন এবং বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে এর প্রয়োগ

নিউটনিয়ান মেকানিক্সে যেমন, মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়া সর্বদা ভরের সাথে শরীরের মধ্যে ঘটে, একইভাবে ইলেক্ট্রোডাইনামিকসের মতো, বৈদ্যুতিক মিথস্ক্রিয়া বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত দেহগুলির বৈশিষ্ট্য। বৈদ্যুতিক চার্জ "q" বা "Q" চিহ্ন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

আমরা এমনকি বলতে পারি যে ইলেক্ট্রোডাইনামিকসে বৈদ্যুতিক চার্জ q ধারণাটি মেকানিক্সে মহাকর্ষীয় ভর m ধারণার সাথে কিছুটা মিল রয়েছে। কিন্তু মহাকর্ষীয় ভরের বিপরীতে, বৈদ্যুতিক চার্জ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়ায় প্রবেশ করার জন্য দেহ এবং কণার বৈশিষ্ট্যকে চিহ্নিত করে এবং এই মিথস্ক্রিয়াগুলি, যেমন আপনি বোঝেন, মহাকর্ষীয় নয়।

বৈদ্যুতিক চার্জ

বৈদ্যুতিক ঘটনা অধ্যয়নের মানব অভিজ্ঞতা অনেক পরীক্ষামূলক ফলাফল ধারণ করে, এবং এই সমস্ত তথ্য পদার্থবিদদের বৈদ্যুতিক চার্জ সম্পর্কে নিম্নলিখিত দ্ব্যর্থহীন সিদ্ধান্তে পৌঁছানোর অনুমতি দেয়:

1. বৈদ্যুতিক চার্জ দুই প্রকার — শর্তসাপেক্ষে তাদের ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক ভাগে ভাগ করা যায়।

2.বৈদ্যুতিক চার্জগুলি একটি চার্জযুক্ত বস্তু থেকে অন্যটিতে স্থানান্তরিত হতে পারে: উদাহরণস্বরূপ, একে অপরের সাথে সংস্থার যোগাযোগের মাধ্যমে - তাদের মধ্যে চার্জ পৃথক করা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, বৈদ্যুতিক চার্জ শরীরের একটি বাধ্যতামূলক উপাদান নয়: বিভিন্ন অবস্থার অধীনে, একই বস্তুর বিভিন্ন মাত্রা এবং চিহ্নের চার্জ থাকতে পারে, বা এটির কোনও চার্জ থাকতে পারে না। এইভাবে চার্জ বাহকের অন্তর্নিহিত কিছু নয়, এবং একই সময়ে বাহক ছাড়া চার্জ থাকতে পারে না।

3. মাধ্যাকর্ষণকারী দেহগুলি সবসময় একে অপরকে আকর্ষণ করে, বৈদ্যুতিক চার্জ উভয়ই একে অপরকে আকর্ষণ করতে পারে এবং একে অপরকে বিকর্ষণ করতে পারে। চার্জ যেমন পারস্পরিক আকর্ষণ করে, তেমনি চার্জ বিকর্ষণ করে।

চার্জ বাহক হল ইলেকট্রন, প্রোটন এবং অন্যান্য প্রাথমিক কণা। দুই ধরনের বৈদ্যুতিক চার্জ আছে-ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক। ধনাত্মক চার্জগুলি হল যেগুলি চামড়া দিয়ে ঘষে গ্লাসে প্রদর্শিত হয়। নেতিবাচক - পশম-ঘষা অ্যাম্বারে চার্জ হয়। একই নামে অভিযুক্ত কর্তৃপক্ষকে ধাক্কা মেরে ফেরার অভিযোগ। বিপরীত চার্জযুক্ত বস্তু একে অপরকে আকর্ষণ করে।

বৈদ্যুতিক চার্জ সংরক্ষণের নিয়মটি প্রকৃতির একটি মৌলিক আইন, এটি এইরকম পড়ে: "একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে সমস্ত সংস্থার চার্জের বীজগাণিতিক যোগফল স্থির থাকে"। এর মানে হল যে একটি বদ্ধ সিস্টেমে, শুধুমাত্র একটি চিহ্নের জন্য চার্জের উপস্থিতি বা অদৃশ্য হওয়া অসম্ভব।

একটি বিচ্ছিন্ন পদ্ধতিতে চার্জের বীজগাণিতিক যোগফল স্থির রাখা হয়। চার্জ বাহক এক দেহ থেকে অন্য দেহে যেতে পারে বা শরীরের ভিতরে, অণু, পরমাণুতে যেতে পারে। চার্জ রেফারেন্স ফ্রেম স্বাধীন.

আজ, বৈজ্ঞানিক দৃষ্টিভঙ্গি হল যে মূলত চার্জ বাহক ছিল প্রাথমিক কণা।প্রাথমিক কণা নিউট্রন (বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ), প্রোটন (ধনাত্মক চার্জযুক্ত) এবং ইলেকট্রন (নেতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত) পরমাণু তৈরি করে।

পরমাণুর নিউক্লিয়াস প্রোটন এবং নিউট্রন দ্বারা গঠিত এবং ইলেকট্রনগুলি পরমাণুর খোলস গঠন করে। একটি ইলেকট্রন এবং একটি প্রোটনের চার্জের মডিউলি প্রাথমিক চার্জ e এর মাত্রার সমান, কিন্তু সাইন ইন এই কণাগুলির চার্জ একে অপরের বিপরীত।

বৈদ্যুতিক চার্জের মিথস্ক্রিয়া - কুলম্বের আইন

একে অপরের সাথে বৈদ্যুতিক চার্জের সরাসরি মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে, তারপরে 1785 সালে ফরাসি পদার্থবিজ্ঞানী চার্লস কুলম্ব পরীক্ষামূলকভাবে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের এই মৌলিক আইনটি, প্রকৃতির মৌলিক আইন, যা অন্য কোন আইন থেকে অনুসরণ করে না, প্রতিষ্ঠা ও বর্ণনা করেছিলেন। তার কাজের মধ্যে, বিজ্ঞানী স্থির বিন্দু-চার্জযুক্ত দেহগুলির মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করেন এবং তাদের পারস্পরিক বিকর্ষণ এবং আকর্ষণের শক্তি পরিমাপ করেন।

কুলম্ব পরীক্ষামূলকভাবে নিম্নলিখিতটি প্রতিষ্ঠা করেছেন: "স্থির চার্জের মিথস্ক্রিয়া শক্তিগুলি মডিউলগুলির গুণফলের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যে দূরত্বের বর্গক্ষেত্রের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক।"

এটি কুলম্বের সূত্রের প্রণয়ন। এবং যদিও বিন্দু চার্জ প্রকৃতিতে বিদ্যমান নেই, শুধুমাত্র বিন্দু চার্জের পরিপ্রেক্ষিতে আমরা তাদের মধ্যে দূরত্ব সম্পর্কে কথা বলতে পারি, কুলম্বের সূত্রের এই প্রণয়নের মধ্যে।

প্রকৃতপক্ষে, যদি দেহগুলির মধ্যে দূরত্বগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে তাদের আকারকে ছাড়িয়ে যায়, তবে চার্জযুক্ত সংস্থাগুলির আকার বা আকৃতি বিশেষভাবে তাদের মিথস্ক্রিয়াকে প্রভাবিত করবে না, যার অর্থ এই সমস্যার জন্য মৃতদেহগুলিকে মোটামুটিভাবে বিন্দুর মতো বিবেচনা করা যেতে পারে।

এর একটি উদাহরণ তাকান. এর কিছু চার্জ করা বল স্ট্রিং উপর ঝুলানো যাক.যেহেতু তারা কোনওভাবে চার্জ করা হয়, তারা হয় বিকর্ষণ করবে বা আকর্ষণ করবে। যেহেতু বাহিনীগুলি এই সংস্থাগুলিকে সংযুক্ত করার জন্য একটি সরল রেখা বরাবর নির্দেশিত হয়, তাই এগুলি কেন্দ্রীয় বাহিনী।

অন্য থেকে চার্জের প্রতিটির উপর ক্রিয়াশীল বলগুলি বোঝাতে, আমরা লিখব: F12 হল প্রথমটির দ্বিতীয় চার্জের বল, F21 হল দ্বিতীয়টির প্রথম চার্জের বল, r12 হল দ্বিতীয়টির ব্যাসার্ধ ভেক্টর। প্রথম পয়েন্ট চার্জ. যদি চার্জগুলির একই চিহ্ন থাকে, তাহলে বল F12 যৌথভাবে ব্যাসার্ধ ভেক্টরের দিকে নির্দেশিত হবে, কিন্তু যদি চার্জগুলির বিভিন্ন চিহ্ন থাকে, তাহলে বল F12 ব্যাসার্ধ ভেক্টরের বিরুদ্ধে নির্দেশিত হবে।

বিন্দু চার্জের মিথস্ক্রিয়া আইন (কুলম্বের আইন) ব্যবহার করে, মিথস্ক্রিয়া বল এখন যেকোন বিন্দু চার্জ বা পয়েন্ট চার্জ বডির জন্য পাওয়া যেতে পারে। যদি দেহগুলি বিন্দু-আকৃতির না হয়, তবে সেগুলি মানসিকভাবে উপাদানগুলির প্যাস্টেলগুলিতে বিভক্ত হয়ে যায়, যার প্রতিটিকে একটি বিন্দু চার্জ হিসাবে নেওয়া যেতে পারে।

সমস্ত ছোট উপাদানগুলির মধ্যে ক্রিয়াশীল শক্তিগুলি খুঁজে পাওয়ার পরে, এই বলগুলি জ্যামিতিকভাবে যোগ করে - তারা ফলস্বরূপ বল খুঁজে পায়। প্রাথমিক কণাগুলিও কুলম্বের আইন অনুসারে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে এবং আজ পর্যন্ত ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের এই মৌলিক আইনের কোন লঙ্ঘন লক্ষ্য করা যায়নি।

বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে কুলম্বের আইনের প্রয়োগ

আধুনিক বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে এমন কোনো ক্ষেত্র নেই যেখানে কুলম্বের আইন কোনো না কোনোভাবে কাজ করে না। একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ দিয়ে শুরু করে, একটি সহজভাবে চার্জ করা ক্যাপাসিটরের সাথে শেষ হয়। বিশেষ করে যে ক্ষেত্রগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্স নিয়ে কাজ করে — তারা কুলম্বের আইনের সাথে 100% সম্পর্কিত। এর মাত্র কয়েকটি উদাহরণ তাকান.

সবচেয়ে সহজ ক্ষেত্রে একটি অস্তরক প্রবর্তন হয়.ভ্যাকুয়ামে চার্জের মিথস্ক্রিয়া বল সবসময় একই চার্জের মিথস্ক্রিয়া শক্তির চেয়ে বেশি হয় যখন তাদের মধ্যে এক ধরনের অস্তরক স্থাপন করা হয়।

একটি মাধ্যমের অস্তরক ধ্রুবকটি অবিকল সেই মান যা আপনাকে চার্জ এবং তাদের মাত্রার মধ্যে দূরত্ব নির্বিশেষে শক্তির মানগুলি পরিমাণগতভাবে নির্ধারণ করতে দেয়। প্রবর্তিত ডাইইলেক্ট্রিকের অস্তরক ধ্রুবক দ্বারা একটি ভ্যাকুয়ামে চার্জের মিথস্ক্রিয়া বলকে ভাগ করা যথেষ্ট — আমরা একটি অস্তরক উপস্থিতিতে মিথস্ক্রিয়া বল পাই।

অত্যাধুনিক গবেষণা সরঞ্জাম - একটি কণা ত্বরক। চার্জড পার্টিকেল এক্সিলারেটরগুলির অপারেশন একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং চার্জযুক্ত কণার মিথস্ক্রিয়া ঘটনার উপর ভিত্তি করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি এক্সিলারেটরে কাজ করে, কণার শক্তি বাড়ায়।

যদি আমরা এখানে ত্বরিত কণাটিকে একটি বিন্দু চার্জ হিসাবে বিবেচনা করি এবং ত্বরণকারীর ত্বরণকারী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকে অন্যান্য বিন্দু চার্জ থেকে মোট বল হিসাবে বিবেচনা করি, তবে এক্ষেত্রে কুলম্বের নিয়মটি সম্পূর্ণরূপে পরিলক্ষিত হয়। চৌম্বক ক্ষেত্র কেবলমাত্র কণাকে নির্দেশ করে লরেন্টজ বল, কিন্তু তার শক্তি পরিবর্তন করে না, তবে কেবলমাত্র ত্বরণকারীতে কণার চলাচলের জন্য গতিপথ সেট করে।

প্রতিরক্ষামূলক বৈদ্যুতিক কাঠামো। গুরুত্বপূর্ণ বৈদ্যুতিক ইনস্টলেশনগুলি সর্বদা প্রথম নজরে বাজ রডের মতো সহজ কিছু দিয়ে সজ্জিত থাকে। এবং বিদ্যুতের রড তার কাজেও কুলম্বের আইন পালন না করে পাস করে না। বজ্রঝড়ের সময়, পৃথিবীতে বৃহৎ প্ররোচিত চার্জ উপস্থিত হয় — কুলম্বের আইন অনুসারে, তারা বজ্রপাতের মেঘের দিকে আকৃষ্ট হয়। ফলে পৃথিবীর পৃষ্ঠে একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হয়।

এই ক্ষেত্রের তীব্রতা তীক্ষ্ণ কন্ডাক্টরের কাছে বিশেষত বেশি, এবং সেইজন্য বাজ রডের সূক্ষ্ম প্রান্তে একটি করোনাল স্রাব প্রজ্বলিত হয় — পৃথিবী থেকে আসা চার্জ কুলম্বের নিয়ম মেনে, বজ্রপাতের বিপরীত চার্জ দ্বারা আকৃষ্ট হয়। মেঘ

করোনা নিঃসরণের ফলে বিদ্যুতের রডের কাছাকাছি বাতাস অত্যন্ত আয়নিত হয়। ফলস্বরূপ, টিপের কাছাকাছি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি হ্রাস পায় (পাশাপাশি যে কোনও তারের ভিতরে), প্ররোচিত চার্জগুলি বিল্ডিংয়ের উপর জমা হতে পারে না এবং বজ্রপাতের সম্ভাবনা হ্রাস পায়। যদি বজ্রপাত বাজ রড আঘাত করে, তাহলে চার্জটি কেবল পৃথিবীতে চলে যাবে এবং ইনস্টলেশনের ক্ষতি করবে না।