കൂളോം നിയമം

വൈദ്യുതപരമായി ചാർജ്ജുള്ള രണ്ട് വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് വിശദീകരണം നൽകുന്ന ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിലെ നിയമമാണ് കൂളോം നിയമം. വിദ്യുത്കാന്തികതാ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ വളർച്ചക്ക് കാരണമായ ഈ നിയമം ആദ്യമായി പ്രകാശനം ചെയ്തത് 1783 - ൽ ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രഞ്ജനായ ചാൾസ് അഗസ്റ്റീൻ കൂളോം ആണ്.

വൈദ്യുതകാന്തികത

വൈദ്യുതി · കാന്തികത ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക്സ് വൈദ്യുത ചാർജ് · കൂളംബ് നിയമം · വൈദ്യുതക്ഷേത്രം · Electric flux · Gauss's law · Electric potential · വൈദ്യുതസ്ഥൈതിക പ്രേരണം · Electric dipole moment · Polarization density Magnetostatics Ampère’s law · വൈദ്യുതധാര · കാന്തികക്ഷേത്രം · Magnetization · Magnetic flux · Biot–Savart law · Magnetic dipole moment · Gauss's law for magnetism Electrodynamics Free space · Lorentz force law · emf · വൈദ്യുതകാന്തികപ്രേരണം · Faraday’s law · Lenz's law · Displacement current · Maxwell's equations · EM field · വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രസരണം · Liénard-Wiechert Potential · Maxwell tensor · Eddy current Electrical Network Electrical conduction · വൈദ്യുതപ്രതിരോധം · Capacitance · Inductance · Impedance · Resonant cavities · Waveguides Covariant formulation Electromagnetic tensor · EM Stress-energy tensor · Four-current · Electromagnetic four-potential ശാസ്ത്രജ്ഞർ Ampère · Coulomb · മൈക്കേൽ ഫാരഡെ · കാൾ ഫ്രെഡറിക് ഗോസ്സ് · Heaviside · Henry · Hertz · ഹെൻഡ്രിക്ക് ലോറൻസ് · ജെയിംസ് ക്ലാർക്ക് മാക്സ്‌വെൽ · നിക്കോള ടെസ്‌ല · Volta · Weber · Ørsted

ക സ തി

എന്നിരുന്നാലും, ചാർജ്ജുള്ള രണ്ട് വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ബലത്തിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് ദൂരവുമായുള്ള വ്യതിചലനങ്ങൾ നിർവചിച്ചത് ജോസഫ് പ്രീസ്റ്റ്ലി എന്ന ശാസ്ത്രഞ്ജനാണ്.^[1] ഹെൻ‌റി കാവൻഡിഷ് എന്നശാസ്ത്രഞ്ജൻ ദൂരത്തിന്റെയും ചാർജിന്റെയും പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് വിശദീകരണം കൂളംബിനു മുൻപ് തന്നെ നൽകിയിരുന്നു പക്ഷേ ഇദ്ദേഹം ഇത് പ്രകാശനം ചെയ്തിരുന്നില്ല.

ചാർജിന്റെ യൂണിറ്റാണ് കൂളോം (c).

അദിശ നിയമം

കൂളോമിന്റെ അദിശ നിയമം, രണ്ടു നിശ്ചലബിന്ദുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ആകർഷണും/വികർഷണ ബലങ്ങളുടെ അളവ് മാത്രമേ പ്രതിപാദിക്കുന്നുള്ളൂ, ഇവയുടെ ദിശ പ്രതിപാദിക്കുവാൻ സദിശ നിയമം ഉപയോഗിക്കാം.

കൂളോം നിയമം പ്രതിപാദിക്കുന്ന ചിത്രം; സമാന ചാർജുകൾ വികർഷിക്കുകയും വിപരീത ചാർജുകൾ ആകർഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

കൂളോമിന്റെ അദിശ നിയമം പ്രസ്താവിക്കുന്നത്

ചാർജുള്ള രണ്ടു നിശ്ചലബിന്ദുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ആകർഷണും/വികർഷണ ബലങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം ചാർജുകളുടെ ഗുണനഫലത്തിനു നേർഅനുപാതത്തിലും അവ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തിന്റെ വർഗത്തിനു വിപരീതാനുപാതത്തിലുമായിരിക്കും.

q1,q2 എന്നിങ്ങനെ രണ്ടു ചാർജുകൾ 'r' അകലത്തിൽ വച്ചിരിക്കുന്നെന്നു എന്ന് കരുതുക. ഇവ തമ്മിലുള്ള ബലം (F)

${\displaystyle F=k_{\mathrm {e} }{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}}$

ഇവിടെ ${\displaystyle k_{\mathrm {e} }}$ എന്നത്

${\displaystyle {\begin{aligned}k_{\mathrm {e} }&={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}={\frac {c^{2}\ \mu _{0}}{4\pi }}=c^{2}\cdot 10^{-7}\ \mathrm {H} \cdot \mathrm {m} ^{-1}\\&=8.987\ 551\ 787\ 368\ 176\ 4\times 10^{9}\ \mathrm {N\cdot m^{2}\cdot C^{-2}} .\end{aligned}}}$

ഈ സമവാക്യത്തിൽ SI യൂണിറ്റ് പ്രകാരം, പ്രകാശവേഗം, c,^[2] എന്നത് 299792458 m·s⁻¹,^[3] മാഗ്നെറ്റിക് കോൺസ്റ്റന്റ് (μ₀), എന്നത് 4π × 10⁻⁷ H·m⁻¹,^[4] ഇലക്ടിക്കൽ കോൺസ്റ്റന്റ് (ε₀) എന്നത് ε₀ = 1/(μ₀c²) ≈ 8.854187817×10⁻¹² F·m⁻¹.^[5] സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

വൈദ്യുതമണ്ഡലം

പ്രധാന ലേഖനം: വൈദ്യുതമണ്ഡലം

ലോറൻസ് ബലനിയമത്തിൽ ഒരു പോയിന്റ് ചാർജ്ജ് (q) മുഖേന നിശ്ചിത അകലം(r) ൽ വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തിന്റെ അദിശ അളവ് (E)

${\displaystyle E={1 \over 4\pi \varepsilon _{0}}{\frac {q}{r^{2}}}.}$

സദിശ നിയമം

${\displaystyle \mathbf {r} _{1}}$ അകലത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന, ചാർജ്ജ് ${\displaystyle q_{1}}$, ${\displaystyle \mathbf {r} _{2}}$ അകലത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന, മറ്റൊരു ചാർജ്ജ് q₂ ന്റെ സ്വാധീനം, മുഖേന ഉണ്ടാകുന്ന ബലത്തിന്റെ അളവും ദിശയും മനസ്സിലാക്കുവാൻ സദിശനിയമം ആവശ്യമാണ്.

${\displaystyle \mathbf {F} ={1 \over 4\pi \varepsilon _{0}}{q_{1}q_{2}(\mathbf {r} _{1}-\mathbf {r} _{2}) \over |\mathbf {r} _{1}-\mathbf {r} _{2}|^{3}}={1 \over 4\pi \varepsilon _{0}}{q_{1}q_{2} \over r^{2}}\mathbf {\hat {r}} _{21},}$

ഇവിടെ ${\displaystyle r}$ എന്നത് രണ്ട് ചാർജ്ജ് തമ്മിലുള്ള അകലം. ഇത് ദിശയോടു കൂടിയ അദിശ നിഅയമത്തിന് സമാനമായി കരുതാം, ദിശ യൂണിറ്റ് ദിശ, ${\displaystyle \mathbf {\hat {r}} _{21}}$, എന്നത്' ചാർജ്ജ് ${\displaystyle q_{2}}$ മുതൽ ചാർജ്ജ് ${\displaystyle q_{1}}$ ഉള്ള രേഖക്ക് സമാന്തരമായി.^[6]

രണ്ട് സമാന ചാർജ്ജാണെങ്കിൽ (like charges) ഗുണിതം ${\displaystyle q_{1}q_{2}}$ പോസിറ്റീവും, ബലത്തിന്റെ ദിശ ${\displaystyle q_{1}}$ ൽ ${\displaystyle \mathbf {\hat {r}} _{21}}$; സമാന ചാർജുകൾ വികർഷിക്കുന്നു. രണ്ട് വിപരീത ചാർജ്ജാണെങ്കിൽ ഗുണിതം ${\displaystyle q_{1}q_{2}}$ നെഗറ്റീവും, ബലത്തിന്റെ ദിശ ${\displaystyle q_{1}}$ ൽ ${\displaystyle -\mathbf {\hat {r}} _{21}}$; വിപരീത ചാർജുകൾ ആകർഷിക്കുന്നു.