Zaryad miqdori

Jismni elektrlangan va neytral holda tarozida tortib koʻrilganda ham ogʻirlik farqini sezish mumkin emas. Baʼzilar ilgarigi zamonda elektr zaryadi „vaznsiz suyuqlik“ boʻlsa kerak, uni bir idishdan ikkinchisiga quyish mumkin deb ham oʻylaganlar. XVIII asr oxirlarida (1785-yil) fransuz fizigi Sharl Kulon elektrlangan jismlarning oʻzaro taʼsir kuchi oz yoki koʻp bolishini sezib, elektrlangan jismda elektr zaryad miqdori oz yoki koʻp boʻlishi mumkinligini payqagach, „zaryad miqdori“ degan atamani ishlatadi. Zaryadlarning oʻzaro taʼsirini oʻrganish uchun Kulon maxsus buralma tarozi yasab, u bilan oʻtkazgan tajribalari asosida oʻz qonunini kashf etgan. Kulon tarozisining tuzilishi 5-rasmda koʻrsatilgan. Ingichka elastik metall N simga yengil va izolatsiyalangan A shayin oʻrtasidan osilgan boʻlib, uning bir uchida a metall sharcha, ikkinchi uchida muvozanatlovchi posongi s yukchasi bor. Simning yuqori uchi aylantiriladigan va necha gradusga burilishini oʻlchay oladigan diskalik V dastaga birkitilgan. Kattaligi xuddi shu a sharchaning kattaligicha boʻlgan va izolatsiyalangan sterjen uchiga mahkamlangan ichiga kiritilgan va a bilan bir xil balandlikda oʻmatilgan. a va b sharchalami ixtiyoriy zaryad miqdori bilan elektrlash uchun ularning biriga uchinchi V dielektrik dasta uchidagi zaryadlangan metall sharchani tegizamiz. Endi a va b sharchalar bir-biriga tegizilsa, teng miqdorda zaryadlangan shu sharchalar bir-birlarini itarib, biror uzoqlikda muvozanatga kelib toʻxtab qoladi. Ular orasidagi masofani asbob devoridagi SH shkala orqali oichash mumkin. Keyin asbobning V dastasi orqali simni burab, sharchalar orasidagi masofa kamaytira boriladi va turli burchaklarda sharchalaming muvozanatda boʻlish paytida ular orasidagi masofalar ham oʻlchab boriladi. Mexanikadan bilamizki, elastik deformat – siyada burilish burchagi aylantirish momentiga mutanosib boʻladi, avvaldan tajriba qilib simning burilish deformatsiya koeffitsiyenti (burilish burchak birligiga toʻgʻri kelgan kuch miqdori) ni aniqlab olib, zaryadlarning oʻzaro taʼsir kuchi (burilish kuch momenti orqali) ni aniqlab (amalda zaryadli sharchalarni istalgan masofaga keltirib muvozanatda saqlab) unga toʻgʻri kelgan masofani yozib olgach, zaryadlarning oʻzaro taʼsir kuchi F masofaning kvadratiga teskari proporsional, yaʼni Kulon topgan F~ xulosaga kelamiz. Kulon yana bir qator tajriba qilib, zaryadlarning oʻzaro taʼsir kuchi zaryad miqdoriga qanday bogʻliq ekanligini alohida tekshirgan. Buning uchun a yoki b marchasiga tegish bilan undagi zaryadni yerga oʻtkazib, soʻngra a sharcha b sharchaga tegizilsa, bir xil miqdorda qoldik zaryadli sharchalar birbiridan uzoqlashib, m aʼlum masofada muvozanatga kelib, toʻxtab qoladi. Bu holda sharchalardagi zaryad miqdori ularning har birida ikki marta kamayganda, shu masofaga mos o ‘zaro itarish kuchi to ‘rt m arta kamayganini topgan. Bu tajribada a va b sharchalaming har birida birinchi tajribada q zaryaddan bolganda, ular orasidagi macofa r ga, taʼsir etuvchi kuch esa F ga teng bolsa, har bir sharchadagi zaryadlar miqdori dan qolgan ikkinchi tajribada, yana V dastani burash orqali sharchalar orasi shu r masofaga keltirilganda taʼsir kuch 4 marta kamaygan, bu tajribadan zaryadlar orasidagi oʻzaro taʼsir kuchi shu zaryadlar miqdoriga, yaʼni zaryadlar koʻpaytmasiga to ‘gʻri proporional degan xulosa kelib chiqadi. Agar b sharchani b zaryadlanmagan holda a sharchaga tegizsak, undagi zaryad miqdorining yarmi b ga o ‘tib, a dagi zaryad miqdori ikki marta kamayadi, dastani burash bilan zaryadlar orasidagi masofani oʻzgartirmasdan, kuch olchansa, uning qiymati birinchi tajribadagidan toʻrt marta kamayadi Zaryadsiz V shar bilan xuddi shunday tajribani (b ga tegizib) takrorlasak, bunda ham b shardagi zaryad ikki marta kamayganidan kuchning yana to ‘rt marta kamayganiga ishongan, bundan oʻzaro taʼsir kuch a hamda b sharchalar zaryadiga mutanosib ekanligi aniq boigan, yaʼni kuch F~ q_a·q_b umumiy holda F~q₁·q₂. Masofaga nisbatan sharlaming radiusi R o darajada kichik boʻlsa, undagi zaryadlarni nuqtada toʻplangan, yaʼni nuqtaviy zaryad deb hisoblash mumkin.