পয়েন্ট চার্জ: সম্পত্তি এবং কুলম্বের আইন - শারীরিক - 2025

তড়িৎচুম্বকত্বের প্রসঙ্গে একটি পয়েন্ট চার্জ হ'ল এমন ছোট মাত্রার বৈদ্যুতিক চার্জ যা এটি একটি বিন্দু হিসাবে বিবেচনা করা যায়। উদাহরণস্বরূপ, প্রাথমিক কণাগুলি যা বৈদ্যুতিক চার্জ, প্রোটন এবং ইলেক্ট্রন রয়েছে এতটাই ছোট যে তাদের অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশনে বাদ দিতে পারে। কোনও চার্জ পয়েন্ট-ওরিয়েন্টড বিবেচনা করে এর মিথস্ক্রিয়া গণনা করার এবং পদার্থের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝার কাজকে সহজ করে তোলে।

প্রাথমিক কণাগুলি কেবল পয়েন্ট চার্জ হতে পারে না। এগুলি আয়নযুক্ত অণু হতে পারে, চার্লস এ। কলোম্ব (১ 173636-১৮০6) এমনকি তার পৃথিবী নিজেই পরীক্ষায় ব্যবহৃত হয়েছিল এমন চার্জযুক্ত গোলক। সকলকে পয়েন্ট চার্জ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, যতক্ষণ না আমরা তাদের অবজেক্টের আকারের চেয়ে অনেক বেশি দূরত্বে দেখি।

চিত্র 1. একই চিহ্নের পয়েন্ট চার্জ একে অপরকে পিছনে ফেলে, অন্যদিকে বিপরীত চিহ্নগুলির মধ্যে যারা আকর্ষণ করে। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

যেহেতু সমস্ত সংস্থা প্রাথমিক কণাগুলির দ্বারা গঠিত, বৈদ্যুতিক চার্জ হ'ল ভরগুলির মতো পদার্থের অন্তর্নিহিত সম্পত্তি। আপনার ভর ছাড়া ইলেকট্রন থাকতে পারে না, এবং চার্জ ছাড়াই নয় not

প্রোপার্টি

আজ আমরা যতদূর জানি, দুটি ধরণের বৈদ্যুতিক চার্জ রয়েছে: ইতিবাচক এবং নেতিবাচক। ইলেক্ট্রনগুলির নেতিবাচক চার্জ থাকে, অন্যদিকে প্রোটনের একটি ধনাত্মক চার্জ থাকে।

একই চিহ্নের চার্জগুলি পিছনে ফেলে দেয়, যখন বিপরীত চিহ্নগুলির মধ্যে এটি আকর্ষণ করে। এটি যেকোন ধরণের বৈদ্যুতিক চার্জের জন্য বৈধ, নিয়মিত বা পরিমাপযোগ্য মাত্রাগুলির কোনও সামগ্রীতে বিতরণ।

তদুপরি, সতর্কতার সাথে পরীক্ষাগুলিতে দেখা গেছে যে প্রোটন এবং ইলেকট্রনের উপর চার্জের ঠিক একই মাত্রা রয়েছে।

আরেকটি খুব গুরুত্বপূর্ণ বিষয় বিবেচনা করার বিষয়টি হ'ল বৈদ্যুতিক চার্জকে কোয়ান্টাইজ করা হয়। আজ অবধি, বৈদ্যুতিনের চার্জের চেয়ে কম মাত্রার কোনও বিচ্ছিন্ন বৈদ্যুতিক চার্জ পাওয়া যায়নি। তারা সমস্ত এটির গুণক।

অবশেষে, বৈদ্যুতিক চার্জ সংরক্ষণ করা হয়। অন্য কথায়, বৈদ্যুতিক চার্জ না তৈরি হয় না ধ্বংস হয়, তবে এটি একটি বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে স্থানান্তরিত হতে পারে। এই পদ্ধতিতে, যদি সিস্টেমটি বিচ্ছিন্ন হয় তবে মোট লোড স্থির থাকে।

বৈদ্যুতিক চার্জের ইউনিট

ইন্টারন্যাশনাল সিস্টেম অফ ইউনিট (এসআই) এর বৈদ্যুতিক চার্জের ইউনিটটি চার্লস এ কুলম্বের (১ 173636-১৮০6) সম্মানের সাথে একটি মূলধন সি এর সংক্ষেপে কুলম্ব, যিনি তাঁর নাম বহনকারী আইনটি আবিষ্কার করেছিলেন এবং মিথস্ক্রিয়াটির বর্ণনা দেন দুই দফা চার্জের মধ্যে। আমরা পরে এটি সম্পর্কে কথা বলতে হবে।

ইলেকট্রনের বৈদ্যুতিক চার্জ, যা প্রকৃতিতে বিচ্ছিন্ন করা সম্ভব সবচেয়ে ক্ষুদ্রতম, এর দৈর্ঘ্য রয়েছে:

কুলম্ব বেশ বড় ইউনিট, তাই প্রায়শই বহুবার ব্যবহৃত হয়:

এবং যেমনটি আমরা আগেই উল্লেখ করেছি, ই ^{- এর} চিহ্নটি নেতিবাচক। প্রোটনের উপর চার্জের হুবহু একই মাত্রা রয়েছে তবে ইতিবাচক চিহ্ন রয়েছে।

লক্ষণগুলি কনভেনশনের একটি বিষয়, এটি হল দুটি ধরণের বিদ্যুত রয়েছে এবং তাদের পার্থক্য করা প্রয়োজন, অতএব একটির জন্য একটি চিহ্ন (-) এবং অন্যটি চিহ্ন (+) বরাদ্দ করা হয়েছে। বেনজামিন ফ্র্যাঙ্কলিন এই পদবি তৈরি করেছিলেন এবং চার্জ সংরক্ষণের নীতিটিও জোর দিয়েছিলেন।

ফ্রাঙ্কলিনের সময়ে, পরমাণুর অভ্যন্তরীণ কাঠামো এখনও অজানা ছিল, তবে ফ্রাঙ্কলিন পর্যবেক্ষণ করেছিলেন যে রেশম দিয়ে কাঁচের কাঁচের একটি ছিদ্র বৈদ্যুতিকভাবে চার্জ হয়ে যায় এবং এই জাতীয় বিদ্যুতকে ইতিবাচক বলে অভিহিত করে।

যে কোনও বস্তুর দ্বারা আকৃষ্ট হয়েছিল বলেছিল বিদ্যুতের একটি নেতিবাচক চিহ্ন রয়েছে। বৈদ্যুতিন আবিষ্কারের পরে দেখা গেল যে চার্জযুক্ত কাচের রড তাদের আকৃষ্ট করে এবং এভাবেই বৈদ্যুতিন চার্জ নেতিবাচক হয়ে ওঠে।

পয়েন্ট চার্জের জন্য কুলম্বের আইন

আঠারো শতকের শেষদিকে, ফরাসি সেনাবাহিনীর প্রকৌশলী কৌলম্ব দীর্ঘদিন ধরে উপকরণের বৈশিষ্ট্য, মরীচিগুলিতে অভিনয়কারী বাহিনী এবং ঘর্ষণের শক্তি নিয়ে অধ্যয়ন করেছিলেন।

তবে তাঁর নাম বহনকারী আইনের জন্য তিনি সবচেয়ে বেশি স্মরণীয় এবং এটি দুটি পয়েন্ট বৈদ্যুতিক চার্জের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে বর্ণনা করে।

দুটি বৈদ্যুতিক চার্জ Q ₁ এবং q _{2 হওয়া যাক} । কুলম্ব নির্ধারিত করেছে যে তাদের মধ্যে যে শক্তি, আকর্ষণ বা বিকর্ষণ, উভয়ই চার্জের উত্পাদনের সাথে সরাসরি আনুপাতিক এবং তাদের মধ্যে দূরত্বের বর্গক্ষেত্রের সাথে বিপরীতভাবে সমানুপাতিক।

গাণিতিকভাবে:

এই সমীকরণে, এফ বলের প্রস্থের প্রতিনিধিত্ব করে এবং আর চার্জের মধ্যে দূরত্ব। সমতার জন্য আনুপাতিকতার একটি ধ্রুবক প্রয়োজন, যাকে বৈদ্যুতিন স্থায়ী ধ্রুবক বলা হয় এবং কে _ই হিসাবে চিহ্নিত করা হয় ।

এভাবে:

তদুপরি কুলম্ব আবিষ্কার করেছেন যে চার্জগুলি সংযোগ করার জন্য এই বাহিনীটি নির্দেশিত হয়েছিল। সুতরাং, r যদি ইউনিট ভেক্টর হিসাবে লাইনটি বরাবর বলে থাকে তবে ভেক্টর হিসাবে কুলম্বের আইনটি হ'ল:

কুলম্বের আইন প্রয়োগ

কুলম্ব তার পরীক্ষাগুলির জন্য টর্জন ভারসাম্য নামক একটি ডিভাইস ব্যবহার করেছিলেন। এর মাধ্যমে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ধ্রুবকের মান এখানে প্রতিষ্ঠা করা সম্ভব ছিল:

পরবর্তী আমরা একটি অ্যাপ্লিকেশন দেখতে পাবেন। তিন দফা লোড হয় গ্রহণ কুই _একটি কিউ _বি কুই _সি যে চিত্র 2. ক্যালকুলেট মধ্যে Q এ নেট বল দেখানো অবস্থানকে হয় _বি ।

চিত্র 2. নেতিবাচক চার্জের বলটি কলম্বের আইন ব্যবহার করে গণনা করা হয়। সূত্র: এফ.জাপাটা।

চার্জ q _এ চার্জ q _বি আকর্ষণ করে কারণ তাদের বিপরীত চিহ্ন রয়েছে। একই কথা কিউ _সি সম্পর্কেও বলা যেতে পারে । বিচ্ছিন্ন বডি ডায়াগ্রামটি ডানদিকে চিত্র 2 এ রয়েছে, যেখানে দেখা যায় যে উভয় বাহিনী উল্লম্ব অক্ষ বা y অক্ষের পাশ দিয়ে পরিচালিত হয় এবং এর বিপরীত দিক থাকে।

চার্জ কিউ _বিতে নেট ফোর্সটি হ'ল:

F _R = F _AB + F _CB (সুপারপজিশনের মূলনীতি)

এটি কেবলমাত্র আন্তর্জাতিক মানের (এসআই) সমস্ত ইউনিট লেখার যত্ন নিয়ে, সংখ্যাসূচক মানগুলির বিকল্প হিসাবে রয়ে যায়।

F _AB = 9.0 x 10 ⁹ x 1 x 10 ^-9 x 2 x 10 ^-9 / (2 x 10 ^-2) ² এন (+ y) = 0.000045 (+ y) এন

এফ _সিবি = 9.0 এক্স 10 ⁹ এক্স 2 এক্স 10 ^-9 এক্স 2 এক্স 10 ^-9 / (1 এক্স 10 ^-2) ² এন (- y) = 0.00036 (- y) এন

F _R = F _AB + F _CB = 0.000045 (+ y) + 0.00036 (- y) N = 0.000315 (- y) এন

মাধ্যাকর্ষণ এবং বিদ্যুৎ

এই দুটি বাহিনীর একই গাণিতিক রূপ রয়েছে। অবশ্যই, তারা আনুপাতিকতার ধ্রুবকের মানের সাথে পৃথক হয় এবং সেই মাধ্যাকর্ষণটি জনসাধারণের সাথে কাজ করে, যখন বিদ্যুৎ চার্জ সহ কাজ করে।

তবে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়টি হ'ল উভয়ই দূরত্বের বর্গক্ষেত্রের বিপরীতে নির্ভর করে।

এখানে একটি অনন্য ধরণের ভর রয়েছে এবং এটি ইতিবাচক হিসাবে বিবেচিত হয়, তাই মহাকর্ষ বল সর্বদা আকর্ষণীয় থাকে, যখন চার্জগুলি ইতিবাচক বা নেতিবাচক হতে পারে। এই কারণে, বৈদ্যুতিক শক্তিগুলি কেসটির উপর নির্ভর করে আকর্ষণীয় বা বিকর্ষণজনক হতে পারে।

এবং আমাদের কাছে এই বিশদটি রয়েছে যা উপরের থেকে উদ্ভূত হয়েছে: মুক্ত পতনের সমস্ত বস্তুর ততক্ষণ তত ত্বরণ থাকে যতক্ষণ না তারা পৃথিবীর পৃষ্ঠের কাছাকাছি থাকে।

তবে আমরা যদি কোনও চার্জড প্লেনের কাছে একটি প্রোটন এবং একটি ইলেকট্রন ছেড়ে দিই, উদাহরণস্বরূপ, প্রোটনের চেয়ে বৈদ্যুতিনের অনেক বেশি ত্বরণ হবে। তদ্ব্যতীত, ত্বরণগুলির বিপরীত দিক রয়েছে।

অবশেষে, বৈদ্যুতিন চার্জের পরিমাণ নির্ধারিত, ঠিক যেমন বলা হয়েছিল। এর অর্থ হল যে আমরা প্রোটন-এর থেকে বৈদ্যুতিনের চেয়ে 2.3 বা 4 গুণ চার্জ খুঁজে পেতে পারি, তবে কখনও এই চার্জের 1.5 গুন নয়। অন্যদিকে, জনগণ কোনও একক ভরগুলির গুণ নয়।

সাবটমিক কণাগুলির বিশ্বে বৈদ্যুতিক শক্তি মহাকর্ষীয় একের চেয়ে বেশি ছাড়িয়ে যায়। যাইহোক, ম্যাক্রোস্কোপিক স্কেলগুলিতে, মহাকর্ষের বলটি প্রধান এক। কোথায়? গ্রহগুলির স্তরে, সৌরজগৎ, গ্যালাক্সি এবং আরও অনেক কিছু।

তথ্যসূত্র

1. ফিগুয়েরো, ডি (2005)। সিরিজ: বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল জন্য পদার্থবিদ্যা। খণ্ড 5. বৈদ্যুতিন পদার্থবিজ্ঞান। ডগলাস ফিগুয়েরো (ইউএসবি) সম্পাদিত।
2. জিয়ানকোলি, ডি। 2006. পদার্থবিদ্যা: অ্যাপ্লিকেশন সহ নীতিমালা। 6 ষ্ঠ। এড প্রেন্টাইস হল।
3. কিরকপ্যাট্রিক, এল। 2007. পদার্থবিদ্যা: দ্য দ্য ওয়ার্ল্ড। 6th ষ্ঠ সংক্ষিপ্ত সংস্করণ। কেনেজ লার্নিং।
4. নাইট, আর। 2017. বিজ্ঞানীদের জন্য প্রকৌশল এবং প্রকৌশল: একটি কৌশল পদ্ধতির। পিয়ারসন।
5. সিয়ারস, জেমেনস্কি 2016. আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সাথে বিশ্ববিদ্যালয় পদার্থবিজ্ঞান। 14 তম। এডি। ভি 2।