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

എന്നിരുന്നാലും, ചാർജ്ജുള്ള രണ്ട് വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ബലത്തിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് ദൂരവുമായുള്ള വ്യതിചലനങ്ങൾ നിർവചിച്ചത് ജോസഫ് പ്രീസ്റ്റ്ലി എന്ന ശാസ്ത്രഞ്ജനാണ്. 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)

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

ഇവിടെ $k_{\mathrm {e} }$ എന്നത്

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

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

വൈദ്യുതമണ്ഡലം

പ്രധാന ലേഖനം: വൈദ്യുതമണ്ഡലം

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

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

സദിശ നിയമം

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

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

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

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