ස්ථිති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය, (E)
යම් ලක්ෂ්‍යයක තබන ලද විද්‍යුත් ආරෝපණයක් මත බලයක් ඇති කිරීමේ හැකියාවක් ඇති ප්‍රදේශයක් ස්ථිති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයකි.
විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ කිසියම් ලක්ෂ්‍යයක ඒකක ධන (+q) ආරෝපණයක් තැබූ විට එය මත ඇති වන බලය, ස්ථිති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයි.
E දෛශිකයකි. එහි දිශාව,
- ධන ආරෝපණයක් මත බලය, ක්ෂේත්‍රය පවතින දිශාවටම වේ.
- ඍණ ආරෝපණයක් මත බලය, ක්ෂේත්‍රයට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට වේ.
E හි ඒකක → NC-1 හෝ Vm-1
උදාහරණ ;
පෘථිවිය අසළ පෘථිවිය දෙසට යොමු වූ E = 300 N C-1 වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් පවතී. මෙම ප්‍රදේශයේ ඇති ආරෝපණය 3 nC වන දූවිලි අංශුවක් සමතුලිතතාවයේ පවතී නම්, එහි ආරෝපණයේ ලකුණ සහ ස්කන්ධය සොයන්න.
විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය තිබෙන්නේ පෘථිවිය දෙසටය. එවිට සමතුලිත වීමට නම් අංශුව මත ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය, විද්‍යුත් විකර්ෂණ බලයට සමාන විය යුතුය. එබැවින් ආරෝපණයේ ලකුණ (-) වේ.
\begin{array}{rcl}mg\;&=&\;qE\\m\;&=&\;\frac{3\;\times\;10^{-9}\;\times300}{10}\\&=&9\times10^{-8}kg\end{array}විද්‍යුත් බල රේඛා
විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක තබන ලද ධන ආරෝපණයක් මත බලය ක්‍රියාකරන දිශාව දක්වන රේඛා එම විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ බල රේඛා හෙවත් ස්‍රාව රේඛා නම් වේ.
විද්‍යුත් බලරේඛා වල ලක්ෂණ
- කල්පිත රේඛාවක් වන අතර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ව්‍යාප්තිය ලබා ගැනීමට පමණක් භාවිතා වේ.
- යම් ලක්ෂයක සිට බල රේඛාවේ දිශාවෙන් ලැබෙන්නේ එම ලක්ෂයේ විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ (E) දිශාවයි.
- ධන (+) ආරෝපණයකින් ආරම්භ වී ඍණ (-) ආරෝපණයකින් අවසන් වේ.
- බලරේඛා කිසිවිටෙකත් එකිනෙක ඡේදනය නොවේ.
- බලරේඛා ලඟින් පිහිටන තැන් වල E ප්‍රභලයි; ඈතින් පිහිටන තැන් වල E දුබලයි.
- බලරේඛා සන්නායක පෘෂ්ඨයට ලම්බක වේ. විනිවිද නොයයි.
1.ධන ආරෝපණයක් වටා
2.ඍණ ආරෝපණයක් වටා
3.විජාතීය ආරෝපණ දෙකක් අවට
4.සජාතීය ආරෝපණ දෙකක් අවට
- සජාතීය ආරෝපණ දෙකක් අතර පවතින P වැනි ලක්ෂ්‍යයක් හරහා බලරේඛා ගමන් නොකරයි. මීට හේතුව P හි E ශුන්‍ය වීමයි.
- මෙවැනි ලක්ෂ්‍ය ‘උදාසීන ලක්ෂ්‍ය’ නම් වේ.
- P හි +q පිරික්සුම් ආරෝපණයක් තැබූ විට F1 = F2 වේ. එමනිසා ඒ මත සම්ප්‍රයුක්ත බලය ශුන්‍ය වේ.
උදාහරණ:
+100 C හා +9 C ආරෝපණ දෙකක් එකිනෙකට 5 m දුරින් තබා ඇති විට ඒවා නිසා ඇතිවන උදාසීන ලක්ෂයට +100 C සිට ඇති දුර සොයන්න.
O ලක්ෂ්‍ය මත 100 C මඟින් ඇති වන,
\begin{array}{rcl}F_1\;&=&\;\frac1{4\mathrm\pi\varepsilon}\times\frac{100\times q}{x^2}\end{array}O ලක්ෂ්‍ය මත 9 C මඟින් ඇති වන,
\begin{array}{rcl}F_2\;&=&\;\frac1{4\mathrm\pi\varepsilon}\times\frac{9\times q}{(5\;-\;x)^2}\end{array}උදාසීන ලක්ෂ්‍ය නිසා, F1 = F2 විය යුතුය.
\begin{array}{rcl}F_{1\;}\;&=&F_2\\\frac1{4\mathrm\pi\varepsilon}\times\frac{100\times q}{\;x{}^2}\;&=&\;\frac1{4\mathrm\pi\varepsilon}\times\frac{9\times q}{(5\;-\;x)^2}\\\frac{10}x\;&=&\;\frac3{5\;-\;x}\\50\;&=&\;13x\\x&=&\;3.84\;m\end{array}සටහන :
ලක්ෂීය ආරෝපණ දෙකක් අතර උදාසීන ලක්ෂයක් පිහිටන්නේ නම්,
- සජාතීය ආරෝපණ දෙකක් තැබූ විට ආරෝපණය යාකරන රේඛාව මත කුඩා ආරෝපනය ළඟින් පිහිටයි.
- විජාතීය ආරෝපණ දෙකක් තැබූ විට ආරෝපණය කරන රේඛාවට පිටින් කුඩා ආරෝපනයට ළඟින් පිහිටයි.
5.සමාන්තර ආරෝපිත ලෝහ තහඩු දෙකක් අතර
6.ධන ආරෝපිත කුඩා ගෝලාකාර වස්තුවක් හා ඍජු ඍණ ආරෝපිත සන්නායක තල තහඩුවක් අතර
7.ධන ආරෝපිත සන්නායක ගෝලය හා ඍණ ආරෝපිත සන්නායක අවතල තහඩුව
8.ධන ආරෝපිත හා ඍණ ආරෝපිත අවතල සන්නායක තහඩු දෙකක් අතර
9.ප්‍රතිවිරුද්ධ ලෙස ආරෝපිත තල තහඩු දෙකක් අතර අනාරෝපිත සන්නායක මුදුවක් තබා ඇති විට
10. තුඩු අසළ
පෘෂ්ඨික ආරෝපණ ඝනත්වය (σ)
ආරෝපිත සන්නායකයක හැඩය කුමක් වුවත් එහි ආරෝපණ රැඳෙන්නේ පෘෂ්ඨය මතයි.
හැඩය අසමාකාර නම් පෘෂ්ඨය මත ආරෝපණ වල ඒකාකාර ව්‍යාප්තියක් නැත.
σ යනු පෘෂ්ටයේ ඒකක වර්ගඵලයක අඩංගු ආරෝපණ ප්‍රමාණය යි.
ආරෝපිත සන්නායකයක පෘෂ්ඨයේ වක්‍රතාව වැඩි තැන් වල එනම් තුඩු අසල ආරෝපණ ඝනත්වය වැඩිය.
ඇල්පෙනෙත්තක් හෝ යකඩ ඇණයක් වැනි තුඩු සහිත සන්නායකයක් ආරෝපණය කළ විට එහි තුඩු අසළ ආරෝපණයේ පෘෂ්ඨික ඝනත්වය ඉතා වැඩි වේ. එවිට තුඩු අසළ ප්‍රාල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් ඇති වේ. මේ හේතුවෙන් තුඩු අවට වාතයේ පරිවාරක ගුණය බිඳ වැටී වායු අණු ධ්‍රැවණය මඟින් (+) හා (-) වශයෙන් ආරෝපණය වේ. තුඩෙහි තිබෙන්නේ (+) ආරෝපණයක් නම් (-) ආරෝපණය තුඩට ආකර්ෂණය වී උදාසීන වීම නිසා ඉතිරි වන (+) ආරෝපිත අයණ ප්‍රබල විකර්ෂණය යටතේ අධික වේගයකින් තුඩෙන් ඉවතට ගමන් කරයි. මෙය තුඩුවල විසර්ජනය නම් වේ.
අඳුරේදී නිරීක්ෂණය කළහොත් (+) අයණවල පථයන් රිදී රේඛාවන් මෙන් දිස්වේ.
අකුණු සන්නායක වල භාවිතා වෙන්නේද මෙම මූලධර්මයයි.
සටහන
පරිවාරක වල ආරෝපණ එහි මුළු පරිමාව තුළම පැතිරෙන නිසා ආරෝපණ ඝනත්වය ඒකක පරිමාවට ලෙස අර්ථ දැක්වේ.
ලක්ෂීය ආරෝපණයක් වටා E වෙනස් වන ආකාරය
මෙහි, E හි දිශාව (+) Q ගෙන් ඉවතට වේ.
මෙසේම (-) Q ලක්ෂීය ආරෝපණයක් නිසා r දුරින් පිහිටි (+) q ලක්ෂීය ආරෝපණයක් මත E හි විශාලත්වය ඉහත අගයම වන අතර දිශාව (-) Q දෙසට වේ.
උදාහරණ :
වාතයේ තබා ඇති 10μc ආරෝපණයකට 3 cm දුරින් පිහිටි ලක්ෂ්‍යයක E සොයන්න.
ලක්ෂීය ආරෝපණ ව්‍යාප්තියක් වටා ඇති වූ ස්ථිති විද්‍යුත් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක කිසියම් ලක්ෂ්‍යයක ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව
- සලකනු ලබන ලක්ෂ්‍යයේ එක් එක් ආරෝපණය නිසා ඇති වන ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවයේ විශාලත්වය සහ දිශාව සොයා එහි සම්ප්‍රයුක්තය ගත යුතුය.
- සම්ප්‍රයුක්ත ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව ශුන්‍ය වූ ලක්ෂයක් උදාසීන ලක්ෂයකි.
- උදාසීන ලක්ෂයක් මත තබන ඕනෑම ආරෝපණයක් මත බලය ශූන්‍ය වේ.
- r ලෙස ගත යුත්තේ ආරෝපණයේ මධ්‍ය ලක්ෂ්‍ය වලට බලය පවතින රේඛාවේ දිගයි.
- ස්ථිති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් මගින් බල ඇති වන්නේ ක්ෂේත්‍රයට සමාන්තරවයි.
උදාහරණ :
වාතයේ තබා ඇති පැත්තක දිග √2 cm වන සමචතුරස්‍රයක ශීර්ෂ මත +8μc, +2μc, +5μc, -2μc ලක්ෂීය ආරෝපණ තබා ඇත. සමචතුරස්‍රයේ O කේන්ද්‍රයේ විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය කොපමණද?
1μc ආරෝපණයකට r දුරින් තීව්‍රතාව E යැයි ගනිමු.
