மின்னிலையாற்றல்

மின்காந்தவியல்

மின் நிலையாற்றல் என்பது தனித்துவமான கூலும் விசைகளினால் ஏற்படும் ஒரு நிலை ஆற்றல் (ஜூலால் அளக்க) ஆகும்.

ஒரு மின்சாரம் மின்சுற்றில் சுழலும் பொழுது , அது இயற்வினை செய்வதற்கான ஆற்றலை தருகிறது . அந்த ஆற்றலையே மின்னாற்றல் என்பது வழக்கு. கருவிகள் மின்சக்தியை வெப்பம் ( மின்னடுப்புகள்) , ஒளி ( மின்விளக்கு) , இயக்கம் ( மின்னியக்கி) , ஒலி ( ஒலிபெருக்கி), அல்லது ரசாயன மாற்றங்கள் போன்ற பல விதங்களில் மாற்றபடுகிறது. மின்சாரத்தை இயக்கத்தினால் உண்டாக்கலாம் , ரசாயனத்தால் அல்லது ஒளியில் இருந்து நேராக ஒளிமின்ன செதிழ்களால் உருவாக்கலாம் , மேலும் அதை ரசாயன மின்தேக்கத்தில் சேமிக்கலாம்.

வரையறை

ஒரு புள்ளி ஊட்டங்களுக்கு இடையில் அவை நிலையாக இருக்கும் படி ஒரு சுழிய அளவு எடுக்கப்படும்.

ஒரு புள்ளி ஊட்டம்

மின்புலம் E யின் முன்னிலையில், வேறு புள்ளி ஊட்டம் Q யினால், ஒரு புள்ளி ஊட்டம் q விற்கு r இடத்தில் இருந்து r_ref இடத்திற்கு கொண்டு செல்வதற்காக செய்த வேலை (கணதத்தின் படி இது கோட்டுத் தொகையீடு) என்று மின்னிலையாற்றலை வரையறை செய்யப்படுகிறது. புலம் ஒரு புள்ளி ஊட்டத்திற்கு தனித்துவமானதும், ஆரமானதும் ஆகும். ஆகையால், இதன் பாதை தற்சார்புடையதாகவும், ஊட்டங்கள் நகர்ந்த இடத்தின் இறுதிப்புள்ளிக்கு இடையில் உள்ள மின்னிலையாற்றலுக்கு சமமாகவும் இருக்கும். கணதத்தின் படி,

$U_E(r_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{f}})-U_E(r)=-W_{r_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{f}}\to r}=-\underset{r_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{f}}}{\overset{r}{\int }}\mathbf{𝐅}\cdot \mathrm{d}\mathbf{𝐫}=-q\underset{r_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{f}}}{\overset{r}{\int }}\mathbf{𝐄}\cdot \mathrm{d}\mathbf{𝐫}$

இதில்:

• r = முப்பபரிமாண (3டி) வெளியில் உள்ள ஒரு குறியிடம், கார்த்தீசியன் ஆயங்களின் r = (x, y, z) பயனுடன் , r = |r| = என்பததன் நிலை திசையனின் அளவு,
• $W_{r_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{f}}\to r}$ என்பது r_ref குறியிடத்தில் இருந்து rகு நகர்த்த செய்யும் வேலை,
• F = ஊட்டம் Q வினால் q வில் செலுத்திய விசை,
• E = Qவினால் ஏற்படும் மின்புலம்.

வழக்கமாக, r_ref என்பது முடிவிலியாக இருக்கும் பொழுது, U_E யை சுழியமாக்கல் மரபு :

$U_E(r_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{f}}=\mathrm{\infty })=0$

ஆகையால்

$-U_E(r)=-\underset{\mathrm{\infty }}{\overset{r}{\int }}\mathbf{𝐅}\cdot \mathrm{d}\mathbf{𝐫}=-q\underset{\mathrm{\infty }}{\overset{r}{\int }}\mathbf{𝐄}\cdot \mathrm{d}\mathbf{𝐫}$