Кулоны хууль

Кулоны хуулийг 1780-аад оны үед Францын физикч Шарль Огюстен де Кулон‎ хөгжүүлсэн бөгөөд үүнийг скаляр хэлбэрээр нь дараах байдлаар томъёолж болох юм:

Хоёр ширхэг цэгэн цэнэгүүдийн хоорондох цахилгаан статик хүчний хэмжээ нь хоёр цэнэгийн хэмжээнүүдийн үржвэрээс шууд хамаардаг, харин хоорондох зайны квадратаас урвуу хамаардаг.

Цахилгаан соронзон
Цахилгаан · Соронзон
Цахилгаан статик Цахилгаан цэнэг Кулоны хууль Цахилгаан орон Гауссын хууль Цахилгаан потенциал Цахилгаан диполын момент
Соронзон статик Амперийн хууль Соронзон орон Соронзон урсгал Био-Савар-Лапласын хууль Соронзон диполын момент
Электродинамик Цахилгаан гүйдэл Лоренцын хууль Цахилгаан хөдөлөх хүч Цахилгаан соронзон индукц Фарадей-Ленцийн хууль Displacement current Максвеллын тэгшитгэлүүд Цахилгаан соронзон орон Цахилгаан соронзон цацрал
Цахилгаан хэлхээ Дамжуулал Эсэргүүцэл Багтаамж Inductance Импенданс Resonant cavities Waveguides
Tensors in Relativity Electromagnetic tensor Electromagnetic stress-energy    tensor
Загвар:Үзэх • Хэлэлцэх • Засварлах

Кулоны мушгих дүүжин

Скаляр хэлбэр

Хэрэв хүчний тодорхой чиглэлийг тодорхойлох шаардлага үгүй үед Кулоны хуулийн хялбар, скаляр хувилбар нь хангалттай. Нэг цэнэгт (${\displaystyle \scriptstyle {q_{1}}}$) нөгөө цэнэгийн (${\displaystyle \scriptstyle {q_{2}}}$) харилцан үйлчлэлээр илэрч буй хүчний хэмжээг дараах байдлаар тодорхойлно:

${\displaystyle F={1 \over 4\pi \varepsilon _{0}}{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}}$,

энд ${\displaystyle \scriptstyle {r}}$ нь цэнэгүүдийн хоорондох зай бөгөөд ${\displaystyle \scriptstyle {\varepsilon _{0}}}$ нь орчны харьцангуй диэлектрик нэвтрүүлэх чадвар гэж нэрлэдэг тогтмол. Эерэг утгатай хүч нь түлхэлцэх харилцан үйлчлэлийг, сөрөг утга нь таталцах харицлан үйлчлэлийг илэрхийлнэ.^[1]

Цахилгаан орон

Үндсэн өгүүлэл: Цахилгаан орон

Лоренцийн хуулинаас ${\displaystyle \scriptstyle {q}}$ цэгэн цэнэгийн үүсгэж буй цахилгаан орны хүчлэг ${\displaystyle \scriptstyle {\mathbf {E} }}$-г доорхи байдлаар гаргаж авна:

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

Эерэг цэнэг ${\displaystyle \scriptstyle {q}}$-ийн хуьд хүчлэг ${\displaystyle \scriptstyle {\mathbf {E} }}$ нь цэгэн цэнэгийн байрлалаас цацарсан шугамуудын дагуу түүнээс холдсон чиглэлд байх ба харин сөрөг цэнэгийн хувьд өмнөхөөс эсрэг чиглэлийн дагуу байна. Цахилгаан орны хүчлэгийн нэгж нь вольт/метр эсвэл ньютон/кулон байдаг.

Вектор хэлбэр

${\displaystyle \scriptstyle {\mathbf {r} _{1}}}$ байрлалд буй ${\displaystyle \scriptstyle {q_{1}}}$ цэнэгт ${\displaystyle \scriptstyle {\mathbf {r} _{2}}}$ байрлалд буй ${\displaystyle \scriptstyle {q_{2}}}$ цэнэгээс үйлчлэх хүчний хэмжээ болон чиглэлийг хоёуланг нь тодорхойлохын тулд Кулоны хуулийн бүтэн вектор хувилбар нь шаардлагатай.

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

энд ${\displaystyle \scriptstyle {r}}$ нь хоёр цэнэгийн хоорондох зай. Энэ нь Кулоны хуулийн скаляр хэлбэрийг ${\displaystyle \scriptstyle {q_{2}}}$ цэнэгээс ${\displaystyle \scriptstyle {q_{1}}}$ цэнэг хүртэлх шулуунтай параллель ${\displaystyle \scriptstyle {\mathbf {\hat {r}} _{21}}}$ нэгж векторын чиглэлээр тодорхойлогдсон хувилбар гэдгийг санана уу.

Эшлэл

1. Coulomb's law, Hyperphysics