ස්ථිති විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර (Electrostatic Fields) - අධ්‍යයන පිටුව
කූලෝම් නියමය, විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය, බල රේඛා සහ ධාරිත්‍රක සංකල්ප.
සම්පත් පොත් මූලික සංකල්ප
- • විද්යුත් බල රේඛා: විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයක ඇති නිදහස් ධන ආරෝපණයක් චලනය වන දිශාව පෙන්වන මනඃකල්පිත රේඛා වේ. ඒවා සැමවිටම ධන (+) අග්‍රයෙන් ආරම්භ වී සෘණ (-) අග්‍රයෙන් අවසන් වේ.
- • ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය (E): E = V/d සමීකරණය මගින් ඒකාකාර විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයක තීව්‍රතාවය සෙවිය හැක (මෙහි V යනු විභව අන්තරය සහ d යනු තහඩු අතර දුරයි).
Paper Marking රහස් (Exam Traps)
📘 සම්පත් පොත් සාරාංශය: ස්ථිති විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර
ප්‍රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
කූලෝම් නියමය: ලක්ෂීය ආරෝපණ දෙකක් අතර ක්‍රියා කරන අන්යෝන්ය විද්යුත් බලය, ආරෝපණවල ගුණිතයට අනුලෝමව ද දුරෙහි වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව ද සමානුපාතික වේ.
සූත්‍ර සහ සමීකරණ (Equations):
F = (1 / 4πε₀) * (Q₁Q₂ / r²) (ε₀ = රික්තයේ පාරවේද්යතාව)
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- සජාතීය ආරෝපණ (+, + හෝ -, -) විකර්ෂණය වන අතර විජාතීය ආරෝපණ (+, -) ආකර්ෂණය වේ.
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
මෙම නියමය අදාළ වන්නේ ලක්ෂීය (Point) ආරෝපණ සඳහා පමණි. විශාල ආරෝපිත වස්තු සඳහා සෘජුවම යෙදිය නොහැක.
ප්‍රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
- විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව (E): ක්ෂේත්‍රයක යම් ලක්ෂ්යයක තැබූ ඒකක ධන ආරෝපණයක් මත ක්‍රියා කරන බලයයි.
- ගවුස් ප්‍රමේයය (Gauss's Theorem): ඕනෑම සංවෘත පෘෂ්ඨයක් හරහා ඇති මුළු විද්යුත් ස්‍රාවය, එම පෘෂ්ඨයෙන් වටකර ඇති ශුද්ධ ආරෝපණය ε₀ න් බෙදූ විට ලැබෙන අගයට සමාන වේ.
සූත්‍ර සහ සමීකරණ (Equations):
- තීව්‍රතාව: E = F / q = (1 / 4πε₀) * (Q / r²)
- ස්්‍රාවය: φ = EA = Q / ε₀
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- සන්නායක ගෝලයක අභ්යන්තරයේ ඕනෑම ලක්ෂ්යයක විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව ශුන්ය වේ (E = 0).
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
විද්යුත් බල රේඛා අඳින විට ඒවා කිසිවිටෙකත් එකිනෙක කැපී නොයන සේත්, සන්නායක පෘෂ්ඨයට ලම්බකවත් (+ සිට - දක්වා ඊතල සහිතව) ඇඳීම අනිවාර්ය වේ.
ප්‍රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
විද්යුත් විභවය (V): අනන්තයේ සිට ඒකක ධන ආරෝපණයක් විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයේ යම් ලක්ෂ්යයකට ගෙන ඒමට කළ යුතු කාර්යයයි.
සූත්‍ර සහ සමීකරණ (Equations):
- විභවය: V = (1 / 4πε₀) * (Q / r)
- කළ කාර්යය: W = V * q
- තීව්‍රතාව සහ විභවය අතර සම්බන්ධය: E = V / d (සමාන්තර තහඩු සඳහා)
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- විභවය අදිශ රාශියකි. ධන ආරෝපණයක් මගින් ධන විභවයක් ද, සෘණ ආරෝපණයක් මගින් සෘණ විභවයක් ද ඇති කරයි.
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
සන්නායක ගෝලයක අභ්යන්තරයේ ඇති විභවය නියත අගයකි. එය ගෝලයේ මතුපිට පෘෂ්ඨයේ ඇති විභවයට හරියටම සමාන වේ (V_inside = V_surface).
ප්‍රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
ධාරිතාව (Capacitance - C): සන්නායකයක විභවය ඒකකයකින් වැඩි කිරීමට ඊට ලබා දිය යුතු ආරෝපණ ප්‍රමාණයයි.
සූත්‍ර සහ සමීකරණ (Equations):
- ධාරිතාව: C = Q / V
- සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක් සඳහා: C = ε₀ A / d
- ගබඩා වන ශක්තිය: W = 1/2 * QV = 1/2 * CV²
- ධාරිත්‍රක ශ්‍රේණිගතව: 1/C_total = 1/C₁ + 1/C₂
- ධාරිත්‍රක සමාන්තරගතව: C_total = C₁ + C₂
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- තහඩු අතර පාරවිද්යුත් ද්‍රව්යයක් (Dielectric) තැබූ විට ධාරිතාව k ගුණයකින් වැඩි වේ (C = kε₀ A / d). පාරවිද්යුත් නියතය k සෑමවිටම 1ට වඩා විශාල අගයකි.
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
ධාරිත්‍රකයක් විද්යුත් ප්‍රභවයකින් (කෝෂයකින්) විසන්ධි කර පාරවිද්යුත් ද්‍රව්යය ඇතුළු කළහොත් ආරෝපණය (Q) නියතව පවතින අතර, කෝෂයට සම්බන්ධ කර තිබියදීම ඇතුළු කළහොත් විභව අන්තරය (V) නියතව පවතී.
⚡ 3D Electric Field Lines Simulator (බල රේඛා සමාකරණය)
ආරෝපණ පද්ධති වෙනස් කරමින් විද්යුත් බල රේඛා හැසිරෙන ආකාරය සජීවීව නිරීක්ෂණය කරන්න.
විභාග ප්‍රශ්න විමර්ශනය (Mini Quiz)
ආරෝපිත සන්නායක ගෝල දෙකක් එකිනෙක ස්පර්ශ කර වෙන් කළ විට, ඒවා මත ආරෝපණ බෙදී යන්නේ කුමන අනුපාතයකටද?