විද්‍යුත් ස්‍රාවය(Ø)
යම් අවකාශයක් තුළ ස්ථිතික තත්වයේ පවතින ආරෝපණයක් නිසා නිශ්චිත වර්ගඵලයක් හරහා හටගත් බල රේඛා සංඛ්‍යාව පිළිබද මිනුම විද්‍යුත් ස්‍රාවය ලෙස හැදින්වේ.
විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතා ස්‍රාව ආකෘතියට අනුව ආරෝපණය පවතින මාධ්‍ය මත විද්‍යුත් ස්‍රාවය රඳා පවතී.
ස්‍රාව ආකෘතිය
- විද්‍යුත් ස්‍රාව රේඛා ධන ආරෝපණ වලින් ඉවතටත්, ඍණ ආරෝපණ වෙතටත් පවතී.
- කිසියම් ආරෝපණයකින් පිටවන හෝ එයට ලැබෙන ස්‍රාව රේඛා ප්‍රමාණය එම ආරෝපණයේ විශාලත්වයට සමානුපාතික වේ.
Q\;\propto\;\varphi
3.ස්‍රාව රේඛාවක් යනු විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් තුළ ලක්ෂීය ධන ආරෝපණයක් මුදාහල විට එය ගමන් ගන්නා මාර්ගයයි.
4.ස්‍රාව රේඛා පෘෂ්ඨයකින් පිටවන්නේ හෝ පෘෂ්ඨයකට ලැබෙන්නේ අදාල පෘෂ්ඨයට අභිලම්භකවයි.
5.කිසියම් ප්‍රදේශයක ඒකක වර්ගඵලයක් හරහා ඊට ලම්භකව පවතින විද්‍යුත් ස්‍රාවය එම ස්ථානයේ ස්ථිති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයට සමාන වේ.
- කිසියම් ලක්ෂයකදී ස්‍රාව රේඛාවකට අඳිනු ලබන ස්පර්ශකයේ දිශාවෙන් එම ලක්ෂයේදී ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ දිශාව ලැබේ.
- සම්ප්‍රයුක්ත ස්‍රාව රේඛා එකිනෙක ඡේදනය විය නොහැක.
- ස්ථිති විද්‍යුත් තත්ව යටතේ සන්නායක තුළ ස්‍රාව රේඛා නොපවතී.
- එම නිසා සන්නායක තුළ ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය ශුන්‍ය වේ.
ආරෝපන පිළිබඳව ප්‍රායෝගික අත්දැකීමක් ලබා ගැනීමට පහත ක්‍රියාකාරකමේ යෙදෙන්න
ගවුස් ප්‍රමේයය
කිසියම් ආරෝපණ ව්‍යාප්තියක් වටකර ත්‍රිමාන ව අඳිනු ලබන සංවෘත පෘෂ්ඨයක් හරහා ඊට ලම්භකව ගමන් කරන සඵල ස්‍රාවය පෘෂ්ඨයට ඇතුලත වූ ආරෝපණ වල වීජ ඓක්‍යයට අනුලෝමව සමානුපාතික වේ.
Ø_{සඵල}\;\propto\;\sum\;Q
සමානුපාතික නියතය \dfrac{1}{\varepsilon} වේ.
Ø_{සඵල}\;=\;\dfrac{\sum Q}{\varepsilon}
ɛ යනු පෘෂ්ඨය අදිනු ලබන මාධ්‍යයේ පාරවේද්‍යතාවයයි
ගවුස් පෘෂ්ඨ
- ගවුස් පෘෂ්ඨයට පිටතින් පවතින ආරෝපණ වල ස්‍රාව රේඛා ගවුස් පෘෂ්ඨය හරහා ගමන් කලද ඒවා මගින් පෘෂ්ඨය හරහා පවතින සඵල ස්‍රාවයට බලපෑමක් නැත.
- ගවුස් පෘෂ්ඨයට ඇතුළත වැඩිපුර ධන ආරෝපණ පවතී නම් සඵල ස්‍රාවය ඉවතට පවතී. ස්‍රාවය ධන අගයකි. (Ø>0)
- ගවුස් පෘෂ්ඨයට ඇතුළත වැඩිපුර ඍණ ආරෝපණ පවතී නම් සඵල ස්‍රාවය ඇතුලට පවතී. ස්‍රාවය ඍණ අගයකි. (Ø<0)
- ගවුස් පෘෂ්ඨය ඇතුළත ආරෝපණ වල වීජ ඓක්‍යය ශුන්‍ය නම් හෝ ආරෝපණ නොමැති නම් සඵල ස්‍රාවය ශුන්‍ය වේ.(Ø=0)
- ආරෝපණ ව්‍යාප්තිය වටකර අඳින ලද සංවෘත පෘෂ්ඨය හරහා පවතින සඵල ස්‍රාවයට ගවුස් පෘෂ්ඨයේ හැඩය බල නොපායි.
- ආරෝපණ ව්‍යාප්තිය වටකර අඳින ලද සංවෘත පෘෂ්ඨය හරහා පවතින සඵල ස්‍රාවය ගවුස් පෘෂ්ඨය ඇතුළත ආරෝපණ පිහිටන ස්ථානය මත රදා නොපවති.
ගවුස් පෘෂ්ඨ හඳුනාගැනීම
-
අනාරෝපිත සන්නායක ගෝලය
I.ස්ථිති විද්‍යුත් තත්ව යටතේ සෘණ ආරෝපිත සන්නායක ගෝලය
II.ස්ථිති විද්‍යුත් තත්ව යටතේ ධන ආරෝපිත සන්නායක ගෝලය
III.ධන ආරෝපිත පරිවාරක ගෝලය
IV.නිදහස් අවකාශය
- විද්‍යුත් ස්‍රාව ඝනත්වය ඉහළ ස්ථානවල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය ඉහළ අගයක් ගනී.
- සන්නායක තුඩු හා දාර වල ආරෝපණ ඝනත්වය වැඩියි.
- සන්නායකයකට ලබා දෙන සඵල ආරෝපණ සැමවිටම රැදෙනුයේ එහි පෘෂ්ඨයේය.
\sigma\ =\frac{Q}{A}
- පරිවාරකයකට ලබා දෙන සඵල ආරෝපණය එහි පදාර්ථය පුරාම ව්‍යාප්තවේ.
පරිමා \;ආරෝපණ \;ඝනත්වය(Cm^{-3})\;=\;\dfrac{Q}{V} .
\rho \;=\;\dfrac{Q}{V}
රේඛීය\; ආරෝපණ \;ඝනත්වය(Cm^{-1} )\;=\;\dfrac{Q}{l}
\lambda\ =\frac{Q}{l}
විද්‍යුත් ස්‍රාවය හා ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය අතර ඇති සම්බන්ධය
- E\;=\;\frac{\emptyset}{A} Ø -ලම්භක ස්‍රාවය , A -වර්ගඵලය
- E=\frac{\emptyset\cos{\theta}}{A}
- Ø= 0 සලකනු ලබන වර්ගඵලයට ලම්භකව විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් නොපවති.
විවිධාකාර ආරෝපණ අවට විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය සෙවීම.
- ගවුස් ප්‍රමේයය ආධාරයෙන් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය සෙවීමේදී මුලින්ම ආරෝපණවලින් පිටවන ස්‍රාව රේඛා ව්‍යාප්තියේ හැඩය හදුනාගත යුතුය.
- ඉන්පසු ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය සෙවිය යුතු ලක්ෂය ලකුණු කර එම ලක්ෂය මත ගවුස් පෘෂ්ඨයක් නිර්මාණය කර ගත යුතුය.
- එම ගවුස් පෘෂ්ඨය හරහා ස්‍රාව රේඛා,
-
-
- ලම්භකව ගමන් කළ යුතුය.
- ඒකාකාරව ගමන් කළ යුතුය.
-
-
ලක්ෂීය ආරෝපණයක් වටා ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව
ගවුස් ප්‍රමේයයෙන්,
\begin{array}{l}\mathrm Ø\;=\frac{{\displaystyle\sum}\mathrm Q}{\mathrm\varepsilon}\\\mathrm Ø\;=\frac{\displaystyle\mathrm Q}{\mathrm\varepsilon}\end{array}විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ අර්ථ දැක්වීම ඇසුරින්,
\begin{array}{l}\mathrm E\;=\frac{\mathrm Ø}{\mathrm A}\\\mathrm E=\frac{\mathrm Q}{\mathrm ɛ}.\frac1{\;\mathrm A\;}\;\;\;(\mathrm A=4\mathrm{πr}^2)\\\mathrm E=\frac{\mathrm Q}{\mathrm ɛ}.\frac1{\;4\mathrm{πr}^2\;}\;\;\;\\\mathrm E=\frac1{\;4\mathrm{πɛ}\;}.\frac{\mathrm Q}{\mathrm r^2}\\\end{array}B. සන්නායක ගෝලයක සිට r දුරින් පිහිටි ලක්ෂයක ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව සෙවීම
ගවුස් ප්‍රමේයයෙන්,
\begin{array}{l}\mathrm Ø\;=\frac{{\displaystyle\sum}\mathrm Q}{\mathrm\varepsilon}\\\mathrm Ø\;=\frac{\displaystyle\mathrm Q}{\mathrm\varepsilon}\end{array}විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ අර්ථ දැක්වීම ඇසුරින්,
\begin{array}{l}\mathrm E\;=\frac{\mathrm Ø}{\mathrm A}\\\mathrm E=\frac{\mathrm Q}{\mathrm ɛ}.\frac1{\;\mathrm A\;}\;\;\;(\mathrm A=4\mathrm{πr}^2)\\\mathrm E=\frac{\mathrm Q}{\mathrm ɛ}.\frac1{\;4\mathrm{πr}^2\;}\;\;\;\\\mathrm E=\frac1{\;4\mathrm{πɛ}\;}.\frac{\mathrm Q}{\mathrm r^2}\\\end{array}- ආරෝපණ පෘෂ්ඨයේ පමණක් රැදී පවතින ඕනෑම හැඩයක් සදහා ඉහත ප්‍රතිඵලය වලංගු වේ.
- සන්නායකයක ඇතුලත ස්‍රාව රේඛා නොපවතින නිසා සන්නායකයක ඇතුලත සඵල ස්‍රාවය ශුන්‍ය වේ.එමනිසා ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව ශුන්‍ය වේ.
දුර සමඟ සන්නායක ගෝලයක් අවට ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව විචලනය,
(E= දෛශිකයකි. දිශාව විශාලත්වය දෙකම සලකයි)
C. ඒකාකාර ලෙස ආරෝපිත පරිවාරක ගෝලයක් අවට
-
-
ගෝලයෙන් බාහිරව,
-
ගවුස් ප්‍රමේයයෙන්,
\begin{array}{l}\mathrm Ø\;=\frac{{\displaystyle\sum}\mathrm Q}{\mathrm\varepsilon}\\\mathrm Ø\;=\frac{\displaystyle\mathrm Q}{\mathrm\varepsilon}\end{array}විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ අර්ථ දැක්වීම ඇසුරින්,
\begin{array}{l}\mathrm E\;=\frac{\mathrm Ø}{\mathrm A}\\\mathrm E=\frac{\mathrm Q}{\mathrm ɛ}.\frac1{\;\mathrm A\;}\;\;\;(\mathrm A=4\mathrm{πr}^2)\\\mathrm E=\frac{\mathrm Q}{\mathrm ɛ}.\frac1{\;4\mathrm{πr}^2\;}\;\;\;\\\mathrm E=\frac1{\;4\mathrm{πɛ}\;}.\frac{\mathrm Q}{\mathrm r^2}\\\end{array}b). ගෝලය අභ්‍යන්තරයේ,
ගවුස් ප්‍රමේයයෙන්,
\begin{array}{l}\mathrm Ø\;=\frac{{\displaystyle\sum}\mathrm Q}{\mathrm\varepsilon}\end{array}ගවුස් පෘෂ්ඨයට තුල වූ සඵල ආරෝපණය
\begin{array}{l}\;\mathrm\rho\;=\;\frac{\mathrm Q}{\mathrm V}\\\mathrm{ρV}=\mathrm Q\\\varnothing=\frac{\mathrm Q}{\mathrm\varepsilon}=\frac{\mathrm{ρV}}{\mathrm\varepsilon}\;(\mathrm V=\frac43\mathrm{πr}^3)\\\end{array}විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ අර්ථ දැක්වීම ඇසුරින්,
\begin{array}{l}\;\mathrm E\;=\frac{\mathrm Ø}{\mathrm A}\\\mathrm E=\frac{\mathrm{ρV}}{\mathrm\varepsilon}.\frac1{\mathrm A}\;\;\;(\mathrm A=4\mathrm{πr}^2)\\\mathrm E=\frac43(\mathrm{ρπr}^3).\frac1{4\mathrm{πr}^2}\\\mathrm E=\frac{\mathrm\rho}3.\frac{\mathrm r}{\mathrm\varepsilon}\\\mathrm E\propto\mathrm r\\\end{array}-
දුර සමග සන්නායක ගෝලයක් අවට ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය විචලනය,
දිග අපරිමිත වූ ආරෝපිත සිලින්ඩරයක් අවට ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව
ගවුස් ප්‍රමේයයෙන්,
Ø\;=\frac{\sum Q}ɛගවුස් පෘෂ්ඨය තුළ වූ ආරෝපණය
\lambda\;=\;\frac {Q}{l}\\Q\;=\;\lambda {l}\\\varnothing=\frac{\lambda l}\varepsilonවිද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ අර්ථ දැක්වීම ඇසුරින්,
\begin{array}{rcl}\;\;\;\;\;E&=&\frac\varnothing A=\frac{\lambda l}ɛ.\frac1A\;\;\;\;\;\;\;\;(A=2\pi rl)\;\;\;\;\;\;\\\;\;\;\;\;\;E&=&\frac{\lambda l}ɛ.\frac1{2\pi rl\;}\;\;\;\;\;\;\;\\\;\;E&=&\frac1{2\pi\varepsilon}.\frac\lambda r\end{array}- E හි අගය මත රදා නොපවති. දුරට යත්ම ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව(E) අඩුවේ.\begin{array}{rcl}(E&\propto&\frac1r)\end{array} සන්නායක නිසා ඇතුළත E=0 වේ.
E. අපරිමිත ලෙස විශාල සන්නායක තහඩුවක් අවට ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව
a) ධන හා ඍණ ලෙස ආරෝපිත තහඩු දෙකක් අතර
ගවුස් ප්‍රමේයයෙන්,
\begin{array}{rcl}Ø\;&=&\frac{{\displaystyle\sum}Q}\varepsilon\end{array}ගවුස් පෘෂ්ඨය තුළ වූ ආරෝපණය,
\begin{array}{rcl}\sigma&=&\frac QA\\Q&=&\sigma A\\\varnothing&=&\frac{\sigma A}\varepsilon\end{array}විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ අර්ථ දැක්වීම ඇසුරින්,\begin{array}{rcl}E&=&\frac{\sigma A}\varepsilon.\frac1A\\E&=&\frac\sigma\varepsilon\end{array}
b) ධන ලෙස ආරෝපිත සන්නායක තහඩු දෙකක් අතර
- පෘෂ්ඨ දෙක මත සමාන ආරෝපණ ඇති බැවින් ගවුස් පෘෂ්ඨ දෙකකි.
ගවුස් ප්‍රමේයයෙන්,
Ø\;=\frac{\sum Q}ɛගවුස් පෘෂ්ඨ දෙකක් පවතින නිසා මුළු ආරෝපණය
\begin{array}{rcl}Q&=&2\sigma A\\E&=&\frac\varnothing A=\frac{2\sigma A}{2A\varepsilon}\\E&=&\frac\sigma\varepsilon\end{array}- ඒකාකාර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයකි.
- දුර මත රදා නොපවති
F. ඉතා තුනී ඒකාකාර ලෙස ආරෝපිත පරිවාරක තහඩුවක් අවට ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව
- පරිවාරක වලදී තහඩුවේ ආරෝපණය නිසා ඇතිවන ස්‍රාවය දෙපසට බෙදීයයි.
ගවුස් ප්‍රමේයයෙන්,
\begin{array}{rcl}Ø\;&=&\frac Q\varepsilon\;\;\\Q&=&\sigma A\;\\Ø&=&\frac{\sigma A}\varepsilon\end{array}විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ අර්ථ දැක්වීම ඇසුරින්,
\begin{array}{rcl}E&=&\frac ØA\\\;\;\;\;\;\;E&=&\frac{\sigma A}\varepsilon.\frac1{2A}\\E&=&\frac\sigma{2\varepsilon}\end{array}
අයියේ අර “දුර සමග සන්නායක ගෝලයක් අවට ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය විචලනය” කියලා දෙකක් තියෙනවා. එකක් පරිවාරක කියලා වෙනස් වෙන්න ඕනි නේද?
ow malli. api athin unu athapasuweemak. api eka niwaradi karannam. thank you