மின்காந்தவியல்
கோடு மின்சுமை புலம்
கோடு மின்சுமை உருளை சமச்சீர் புலத்தை உருவாக்குகிறது; கோட்டின் மேலும் கீழும் E அம்புகளைச் சோதியுங்கள்.
கோடு மின்சுமை புலம் — ஊடாடும் மின்காந்தவியல் உருவகம். கோடு மின்சுமை உருளை சமச்சீர் புலத்தை உருவாக்குகிறது; கோட்டின் மேலும் கீழும் E அம்புகளைச் சோதியுங்கள். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
கோடு மின்சுமை புலம்
கோடு மின்சுமை ஒரு உருளை சமச்சீர் புலத்தை உருவாக்குகிறது; கோட்டின் மேலும் கீழும் E அம்புகளைச் சோதியுங்கள்.
ஒரு சீரான கோடு மின்சுமை λ, கோட்டிற்கு செங்குத்தான E ∝ λ/r உருளை சமச்சீர் மின்புலத்தை உருவாக்குகிறது. ஒரு நிலையான கோடு மின்சுமையில் மின்னோட்டம் இல்லை, எனவே B = 0 — சோதனை மின்சுமை மீது மின் விசை F_E = qE மட்டுமே செயல்படுகிறது (மஞ்சள் F_E அம்பாக காட்டப்படுகிறது). பண்புகள் பேனலில் கோட்டின் மேலும் கீழும் |E|-ஐ ஒப்பிடுங்கள்; தூரத்தை பாதியாக்கினால் புலம் இரட்டிப்பாகும்.
- E ∝ λ/r (உருளை)
- F = qE
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட நேர் கம்பு, அதன் நீளம் வழியாக சீராக பரவிய மின்சுமையை எடுத்துச் செல்கிறது. செங்குத்து இருசமவெட்டியில், மின்சுமைக் கோட்டின் புலம், ஒரு புள்ளி மின்சுமையின் 1/r² விதியைப் பின்பற்றுமா?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- ஆம் — போதுமான தூரத்திலிருந்து, அது இன்னும் ஒரு புள்ளி மின்சுமையாகவே தோன்றும்.
- புலம், விரிவாக்கப்பட்ட மின்சுமை பரவலிலிருந்து தூரத்தை சார்ந்திருக்காது.
- இல்லை — ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட மின்சுமைக் கோடு, எளிய 1/r² விதியல்லாத, அதன் சொந்த மிகவும் சிக்கலான தூர சார்பைக் கொண்டுள்ளது.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- செங்குத்து தூரம் d (m)
நீங்கள் அளப்பவை:
- புல வலிமை E_y (N/C)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- கோடு-மின்சுமை முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். கம்பு, 4.8 m நீளத்தில் 2 nC/m நேரியல் மின்சுமை அடர்த்தியை எடுத்துச் செல்கிறது.
- செங்குத்து இருசமவெட்டியில் புல-வலிமை வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் கம்பின் நடுப் புள்ளியிலிருந்து செங்குத்து தூரத்தை அமைத்து புல வலிமையைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒரு முயற்சிக்கு, k = 8.99×10⁹ N·m²/C², λ = 2 nC/m, L_half = 2.4 m பயன்படுத்தி E_y = −2kλL_half/(d·√(L_half² + d²)) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட மின்சுமைக் கோட்டின் புலம், 1/r² போன்ற சுத்தமான படி விதியாக ஏன் குறைவதில்லை — அது தூரம் d மற்றும் கம்பின் பாதி-நீளம் இரண்டையும் √(L_half² + d²) சேர்க்கை வழியாக சார்ந்திருக்கிறது என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- தூரம் d கம்பின் நீளத்துடன் ஒப்பிடும்போது மிகச் சிறியதாக மாறும்போது, சூத்திரம் E ≈ −2kλ/d-ஐ (செவ்வியல் 'எல்லையற்ற மின்சுமைக் கோடு' முடிவு, அது 1/d² அல்ல 1/d ஆக குறைகிறது) நோக்கி அணுகுகிறது. நீங்கள் அதற்கு அருகில் இருக்கும்போது வரையறுக்கப்பட்ட கம்பு எல்லையற்றதாக ஏன் நடக்கிறது என்று உங்கள் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி விளக்குங்கள்.
- தூரம் d கம்பின் நீளத்துடன் ஒப்பிடும்போது மிகப் பெரியதாக மாறும்போது, சூத்திரம் புள்ளி-மின்சுமை முடிவு E ≈ kQ_total/d² (Q_total = λ·2L_half உடன்)-ஐ நோக்கி அணுக வேண்டும். போதுமான தூரத்திலிருந்து ஒரு விரிவான மின்சுமை பரவல் ஏன் புள்ளி மின்சுமையாகத் தெரிகிறது என்று இயற்பியல் ரீதியாக விளக்குங்கள்.
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 8: Electric Charges, Fields, and Gauss's Law
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- கோடு மின்சுமை புலத்திற்கு வருக
- சோதனை மின்சுமையைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
- இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
- ஒரு கோடு மின்சுமையின் புலம்
- பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
- செய்துவிட்டீர்கள்!
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.