Кулон заңы

Электрлік оң немесе теріс зарядты зарядсыз электроскопқа ауыстырсаңыз, электроскоптың жапырақтары кішірек немесе үлкен бұрышқа бөлінетінін байқайсыз.

Электроскоптың таяқшасына электрлендірілген штангамен басыңыз және жапырақтары бөлінетін бұрышты есте сақтаңыз. Электроскоптың жапырақтары неғұрлым үлкен бұрышқа сәйкес келмеуі үшін зарядталған таяқтың үлкен аймағынан зарядты беру қажет. Ал, керісінше, электроскоптың штангасын қолыңызбен ұстағаныңызда жапырақтары бір-біріне жақындайды.

Осылайша, денелердегі электр зарядының көп немесе аз екенін көреміз. Демек, біз зарядтың шамасы және, демек, оның өлшемі туралы осындай тұжырымдаманы айтуға болады.

Бұл 18 ғасырдың соңында ашылғаннан кейін мүмкін болды. Электр заряды өзара әрекеттесу туралы заң. Бұл заңды француз физик Кулонг ашты.

Кулонның заңы эксперименталды түрде ашылды: ғалым электрлік заттардың өзара әрекеттесетін күшін өлшеу арқылы бұралу таразыларымен эксперименттер жүргізді.

Бұралу балансы цилиндрлік пішіндегі шыны ыдыста өте жіңішке металл жіппен тоқталған рокердің жеңіл, өткізбейтін электр зарядынан тұрады. Таяқтың бір жағында алтын жалатылған бөрене бекітіліп, екіншісінде - қарсы. Жоғарғы шетінде сым бастың ортасына бекітіледі, ол көрсеткішпен жабдықталған және бекітілген сымның бұрылыс бұрышының өлшемін анықтауға мүмкіндік беретін бөліктегі шкала бойынша айналады.

Кеменің қаптамасы оқшаулағышқа берілетін тесікке ие, ол арқылы допқа тең келетін бірдей балл бар. А және б алтындатылған шарлар арасындағы бұрыштық қашықтық өлшемі цилиндрлік ыдыста орналасқан бөлімдермен есептеледі. Мұны істеу үшін, баланстың басын белгілі бір бұрышқа бұрыңыз, қашықтықты өзгерте аласыз.

Екі шарды да кез келген қашықтықта зарядталып, орнатқаннан кейін, шоқтар жіптің бұрылу бұрышын өлшеу арқылы осы шарлар өзара әрекеттесетін күшті анықтай алады.

Құрылғы алдын-ала аяқталған болса, онда бастың айналу бұрышын өлшеу арқылы электрлендірілген шарлардың қандай күшпен өзара әрекеттесетінін білуге болады.

Шарлар арасындағы қашықтықты өзгерткенде, Кулон деп аталады, олар үнемі зарядтау кезінде өзара әрекеттесетін күш олардың орталықтарының арасындағы қашықтыққа кері пропорционалды болады.

Шарларда зарядтардың шамасын өлшеу мәселесінің шешімі келесідей болды: егер шара b зарядталса және құрылғыны алып тастаса, басқа шармен байланысқа түссе, онда зарядтың жартысы доптың б-нен екінші шегіне жетеді. Осылайша, заряд сол күйінде қалады. Кабельді құрылғыға қайта салып, Кулонг шарлар арасында бірдей қашықтықта, олардың өзара әрекеттестігі жартыға азаяды - зарядтың азаюына тікелей пропорционалды.

Сол сияқты, қозғалатын шардың заряды әртүрлі.

Осы эксперименттердің арқасында кейінірек Кулон заңы деп аталатын заң табылды, оның анықтамасы келесідей: екі нүктелік зарядтардың өзара әрекеттестігі күштері олардың зарядтары арасындағы қашықтықтың квадрасына кері пропорционалды және осы зарядтарды байланыстыратын сызық бойымен бағытталған пропорционалды.

Кулон Амонтон заңы формула бойынша анықталады:

F = k (q1q2 / r²),

Q1 және q2 өзара әрекеттесетін нүктелік зарядтардың мәні болып табылады, r - бұл зарядтардың арасындағы қашықтық, k - өлшемдердің бірліктері формулаға қандай мөлшерде кіретініне байланысты тәуелділік коэффициенті.

Бұл жағдайда, мұндай зарядтар олардың өзара әрекеттесуін қарастыратын қашықтықтармен салыстырғанда жеткілікті аз мөлшерде болатын кез келген өлшемдер мен пішіндегі органдардағы нүктелік шығындар деп аталады.

Зерттеулер көрсеткендей, F күші қоршаған ортаға әсер етеді және кулондық заңды білдіретін формула тек зарядталған органдарды вакуумдағы өзара әрекеттесу кезінде ғана қолданылады.

Кулондық заңның арқасында электр разрядының бірлігі орнатылды. Демек, бұл бір зарядта вакуумда әрекет ететін заряд, яғни бір сантиметр қашықтыққа, бір динамикалық күшпен. Бұл абсолютті электростатикалық зарядтау блогы.