នៅពេលនិយាយអំពីអង់តែនសំណួរដែលមនុស្សព្រួយបារម្ភបំផុតគឺ "តើវិទ្យុសកម្មពិតជាសម្រេចបានយ៉ាងដូចម្តេច?" តើដែនម៉ាញេទិកដែលបង្កើតឡើងដោយប្រភពសញ្ញារីករាលដាលតាមរយៈខ្សែបញ្ជូន និងនៅខាងក្នុងអង់តែនយ៉ាងដូចម្តេច ហើយចុងក្រោយ "បំបែក" ពីអង់តែនដើម្បីបង្កើតជារលកលំហរទំនេរ។
1. វិទ្យុសកម្មខ្សែតែមួយ
ចូរយើងសន្មតថាដង់ស៊ីតេបន្ទុក ដែលបង្ហាញជា qv (Coulomb/m3) ត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នានៅក្នុងខ្សែរង្វង់ដែលមានផ្ទៃកាត់ a និងបរិមាណ V ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1។
រូបភាពទី 1
បន្ទុកសរុប Q ក្នុងបរិមាណ V ផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅ z ក្នុងល្បឿនឯកសណ្ឋាន Vz (m/s)។ អាចបញ្ជាក់បានថាដង់ស៊ីតេចរន្ត Jz លើផ្នែកឆ្លងកាត់នៃខ្សែគឺ៖
Jz = qv vz (1)
ប្រសិនបើខ្សែត្រូវបានផលិតពីខ្សែដឹកនាំដ៏ល្អ ដង់ស៊ីតេចរន្ត Js លើផ្ទៃខ្សែគឺ៖
Js = qs vz (2)
ដែល qs ជាដង់ស៊ីតេបន្ទុកលើផ្ទៃ។ ប្រសិនបើខ្សែស្តើងខ្លាំង (តាមឧត្ដមគតិ កាំគឺ 0) ចរន្តនៅក្នុងខ្សែអាចត្រូវបានបង្ហាញជា៖
Iz = ql vz (3)
ដែល ql (គូឡុំ/ម៉ែត្រ) ជាបន្ទុកក្នុងមួយឯកតាប្រវែង។
យើងផ្តោតសំខាន់លើខ្សែស្តើងៗ ហើយការសន្និដ្ឋាននេះអនុវត្តចំពោះករណីទាំងបីខាងលើ។ ប្រសិនបើចរន្តប្រែប្រួលតាមពេលវេលា ដេរីវេនៃរូបមន្ត (3) ទាក់ទងនឹងពេលវេលាមានដូចខាងក្រោម៖
(៤)
az គឺជាការបង្កើនល្បឿនបន្ទុក។ ប្រសិនបើប្រវែងខ្សែគឺ l នោះ (4) អាចត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោម៖
(៥)
សមីការ (5) គឺជាទំនាក់ទំនងជាមូលដ្ឋានរវាងចរន្ត និងបន្ទុក ហើយក៏ជាទំនាក់ទំនងជាមូលដ្ឋាននៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចផងដែរ។ និយាយឱ្យសាមញ្ញទៅ ដើម្បីបង្កើតវិទ្យុសកម្ម ត្រូវតែមានចរន្តដែលប្រែប្រួលតាមពេលវេលា ឬការបង្កើនល្បឿន (ឬការថយចុះ) នៃបន្ទុក។ ជាធម្មតាយើងនិយាយអំពីចរន្តនៅក្នុងកម្មវិធីអាម៉ូនិកតាមពេលវេលា ហើយបន្ទុកត្រូវបានលើកឡើងជាញឹកញាប់បំផុតនៅក្នុងកម្មវិធីបណ្ដោះអាសន្ន។ ដើម្បីបង្កើតការបង្កើនល្បឿនបន្ទុក (ឬការថយចុះ) ខ្សែត្រូវតែពត់ បត់ និងមិនបន្ត។ នៅពេលដែលបន្ទុកញ័រក្នុងចលនាអាម៉ូនិកតាមពេលវេលា វាក៏នឹងបង្កើតការបង្កើនល្បឿនបន្ទុកតាមកាលកំណត់ (ឬការថយចុះ) ឬចរន្តដែលប្រែប្រួលតាមពេលវេលាផងដែរ។ ដូច្នេះ៖
១) ប្រសិនបើបន្ទុកមិនផ្លាស់ទីទេ នឹងគ្មានចរន្ត និងគ្មានវិទ្យុសកម្មទេ។
២) ប្រសិនបើបន្ទុកផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនថេរ៖
ក. ប្រសិនបើខ្សែនោះត្រង់ និងមានប្រវែងគ្មានកំណត់ នោះគ្មានវិទ្យុសកម្មទេ។
ខ. ប្រសិនបើខ្សែត្រូវបានពត់ បត់ ឬមិនជាប់គ្នា ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 នោះមានវិទ្យុសកម្ម។
៣) ប្រសិនបើបន្ទុកប្រែប្រួលតាមពេលវេលា បន្ទុកនឹងបញ្ចេញពន្លឺទោះបីជាខ្សែត្រង់ក៏ដោយ។
រូបភាពទី 2
ការយល់ដឹងប្រកបដោយគុណភាពអំពីយន្តការវិទ្យុសកម្មអាចទទួលបានដោយការមើលប្រភពជីពចរដែលភ្ជាប់ទៅនឹងខ្សែបើកចំហដែលអាចត្រូវបានភ្ជាប់ដីតាមរយៈបន្ទុកនៅចុងបើកចំហរបស់វា ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2(ឃ)។ នៅពេលដែលខ្សែត្រូវបានផ្តល់ថាមពលដំបូង បន្ទុក (អេឡិចត្រុងសេរី) នៅក្នុងខ្សែត្រូវបានកំណត់ឱ្យមានចលនាដោយខ្សែដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងដោយប្រភព។ នៅពេលដែលបន្ទុកត្រូវបានបង្កើនល្បឿននៅចុងប្រភពនៃខ្សែ ហើយថយចុះ (ការបង្កើនល្បឿនអវិជ្ជមានទាក់ទងទៅនឹងចលនាដើម) នៅពេលដែលឆ្លុះបញ្ចាំងនៅចុងរបស់វា វាលវិទ្យុសកម្មត្រូវបានបង្កើតនៅចុងរបស់វា និងតាមបណ្តោយខ្សែដែលនៅសល់។ ការបង្កើនល្បឿននៃបន្ទុកត្រូវបានសម្រេចដោយប្រភពកម្លាំងខាងក្រៅដែលកំណត់បន្ទុកឱ្យមានចលនា និងបង្កើតវាលវិទ្យុសកម្មដែលពាក់ព័ន្ធ។ ការថយចុះនៃបន្ទុកនៅចុងខ្សែត្រូវបានសម្រេចដោយកម្លាំងខាងក្នុងដែលទាក់ទងនឹងដែនដែលបង្កឡើង ដែលបណ្តាលមកពីការប្រមូលផ្តុំនៃបន្ទុកប្រមូលផ្តុំនៅចុងខ្សែ។ កម្លាំងខាងក្នុងទទួលបានថាមពលពីការប្រមូលផ្តុំនៃបន្ទុក នៅពេលដែលល្បឿនរបស់វាថយចុះដល់សូន្យនៅចុងខ្សែ។ ដូច្នេះ ការបង្កើនល្បឿននៃបន្ទុកដោយសារតែការរំញោចដែនអគ្គិសនី និងការបន្ថយល្បឿននៃបន្ទុកដោយសារតែភាពមិនបន្ត ឬខ្សែកោងរលោងនៃភាពរាំងស្ទះនៃខ្សែ គឺជាយន្តការសម្រាប់បង្កើតវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ ទោះបីជាដង់ស៊ីតេចរន្ត (Jc) និងដង់ស៊ីតេបន្ទុក (qv) ជាពាក្យប្រភពនៅក្នុងសមីការម៉ាក់ស្វែលក៏ដោយ បន្ទុកត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបរិមាណជាមូលដ្ឋានជាង ជាពិសេសសម្រាប់ដែនបណ្តោះអាសន្ន។ ទោះបីជាការពន្យល់អំពីវិទ្យុសកម្មនេះត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់ស្ថានភាពបណ្តោះអាសន្នក៏ដោយ វាក៏អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីពន្យល់ពីវិទ្យុសកម្មស្ថានភាពស្ថិរភាពផងដែរ។
សូមណែនាំរបស់ល្អៗជាច្រើនផលិតផលអង់តែនផលិតដោយRFMISO:
2. វិទ្យុសកម្មខ្សែពីរ
ភ្ជាប់ប្រភពវ៉ុលទៅខ្សែបញ្ជូនដែលមានខ្សែពីរដែលភ្ជាប់ទៅអង់តែន ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3(ក)។ ការអនុវត្តវ៉ុលទៅខ្សែពីរបង្កើតដែនអគ្គិសនីរវាងខ្សែ។ ខ្សែដែនអគ្គិសនីធ្វើសកម្មភាពលើអេឡិចត្រុងសេរី (ងាយស្រួលបំបែកចេញពីអាតូម) ដែលភ្ជាប់ទៅខ្សែនីមួយៗ ហើយបង្ខំឱ្យពួកវាផ្លាស់ទី។ ចលនានៃបន្ទុកបង្កើតចរន្ត ដែលបង្កើតដែនម៉ាញេទិក។
រូបភាពទី 3
យើងបានទទួលយកថា ខ្សែដែនអគ្គិសនីចាប់ផ្តើមដោយបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយបញ្ចប់ដោយបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ជាការពិតណាស់ ពួកវាក៏អាចចាប់ផ្តើមដោយបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយបញ្ចប់ដោយភាពគ្មានកំណត់ផងដែរ។ ឬចាប់ផ្តើមដោយភាពគ្មានកំណត់ ហើយបញ្ចប់ដោយបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ឬបង្កើតជារង្វិលជុំបិទជិតដែលមិនចាប់ផ្តើម ឬបញ្ចប់ដោយបន្ទុកណាមួយឡើយ។ ខ្សែដែនម៉ាញេទិកតែងតែបង្កើតរង្វិលជុំបិទជិតជុំវិញចរន្តអគ្គិសនី ពីព្រោះមិនមានបន្ទុកម៉ាញេទិកនៅក្នុងរូបវិទ្យា។ នៅក្នុងរូបមន្តគណិតវិទ្យាមួយចំនួន បន្ទុកម៉ាញេទិកសមមូល និងចរន្តម៉ាញេទិកត្រូវបានណែនាំដើម្បីបង្ហាញពីភាពពីររវាងដំណោះស្រាយដែលពាក់ព័ន្ធនឹងថាមពល និងប្រភពម៉ាញេទិក។
ខ្សែបន្ទាត់ដែនអគ្គិសនីដែលគូសរវាងខ្សែចរន្តពីរជួយបង្ហាញពីការចែកចាយបន្ទុក។ ប្រសិនបើយើងសន្មតថាប្រភពវ៉ុលគឺជាស៊ីនុស យើងរំពឹងថាដែនអគ្គិសនីរវាងខ្សែចរន្តក៏នឹងជាស៊ីនុសជាមួយនឹងរយៈពេលស្មើនឹងប្រភព។ ទំហំដែលទាក់ទងនៃកម្លាំងដែនអគ្គិសនីត្រូវបានតំណាងដោយដង់ស៊ីតេនៃខ្សែដែនអគ្គិសនី ហើយព្រួញបង្ហាញពីទិសដៅដែលទាក់ទង (វិជ្ជមាន ឬអវិជ្ជមាន)។ ការបង្កើតដែនអគ្គិសនី និងម៉ាញេទិកដែលប្រែប្រួលតាមពេលវេលារវាងខ្សែចរន្តបង្កើតជារលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលរីករាលដាលតាមបណ្តោយខ្សែបញ្ជូន ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3(ក)។ រលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចចូលទៅក្នុងអង់តែនជាមួយនឹងបន្ទុក និងចរន្តដែលត្រូវគ្នា។ ប្រសិនបើយើងដកផ្នែកមួយនៃរចនាសម្ព័ន្ធអង់តែនចេញ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3(ខ) រលកលំហទំនេរអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ "ភ្ជាប់" ចុងបើកចំហនៃខ្សែដែនអគ្គិសនី (បង្ហាញដោយបន្ទាត់ចំនុច)។ រលកលំហទំនេរក៏ជាលំហទៀងទាត់ដែរ ប៉ុន្តែចំណុចដំណាក់កាលថេរ P0 ផ្លាស់ទីទៅខាងក្រៅក្នុងល្បឿនពន្លឺ ហើយធ្វើដំណើរចម្ងាយ λ/2 (ទៅ P1) ក្នុងរយៈពេលពាក់កណ្តាលនៃពេលវេលា។ នៅជិតអង់តែន ចំណុចដំណាក់កាលថេរ P0 ផ្លាស់ទីលឿនជាងល្បឿនពន្លឺ ហើយខិតជិតល្បឿនពន្លឺនៅចំណុចឆ្ងាយពីអង់តែន។ រូបភាពទី 4 បង្ហាញពីការចែកចាយដែនអគ្គិសនីលំហទំនេរនៃអង់តែន λ∕2 នៅ t = 0, t/8, t/4, និង 3T/8។
រូបភាពទី 4 ការចែកចាយដែនអគ្គិសនីលំហទំនេរនៃអង់តែន λ∕2 នៅ t = 0, t/8, t/4 និង 3T/8
គេមិនដឹងថារលកដែលដឹកនាំត្រូវបានបំបែកចេញពីអង់តែន ហើយនៅទីបំផុតត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីសាយភាយនៅក្នុងលំហអាកាសដោយរបៀបណានោះទេ។ យើងអាចប្រៀបធៀបរលកដែលដឹកនាំ និងរលកលំហអាកាសទៅនឹងរលកទឹក ដែលអាចបណ្តាលមកពីថ្មដែលធ្លាក់ចូលទៅក្នុងផ្ទៃទឹកស្ងប់ស្ងាត់ ឬតាមវិធីផ្សេងទៀត។ នៅពេលដែលការរំខាននៅក្នុងទឹកចាប់ផ្តើម រលកទឹកត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយចាប់ផ្តើមសាយភាយចេញទៅខាងក្រៅ។ ទោះបីជាការរំខានឈប់ក៏ដោយ រលកមិនឈប់ទេ ប៉ុន្តែនៅតែបន្តសាយភាយទៅមុខ។ ប្រសិនបើការរំខាននៅតែបន្ត រលកថ្មីត្រូវបានបង្កើតឥតឈប់ឈរ ហើយការសាយភាយនៃរលកទាំងនេះយឺតយ៉ាវជាងរលកផ្សេងទៀត។
ដូចគ្នានេះដែរចំពោះរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលបង្កើតឡើងដោយការរំខានអគ្គិសនី។ ប្រសិនបើការរំខានអគ្គិសនីដំបូងពីប្រភពមានរយៈពេលខ្លី រលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលបានបង្កើតនឹងសាយភាយនៅខាងក្នុងខ្សែបញ្ជូន បន្ទាប់មកចូលទៅក្នុងអង់តែន ហើយទីបំផុតបញ្ចេញជារលកលំហទំនេរ ទោះបីជាការរំញោចលែងមានក៏ដោយ (ដូចជារលកទឹក និងការរំខានដែលពួកវាបានបង្កើត)។ ប្រសិនបើការរំខានអគ្គិសនីមានជាបន្តបន្ទាប់ រលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចមានជាបន្តបន្ទាប់ ហើយដើរតាមយ៉ាងជិតស្និទ្ធនៅពីក្រោយពួកវាក្នុងអំឡុងពេលសាយភាយ ដូចបង្ហាញក្នុងអង់តែនប៊ីកូនីកដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5។ នៅពេលដែលរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចស្ថិតនៅក្នុងខ្សែបញ្ជូន និងអង់តែន អត្ថិភាពរបស់វាទាក់ទងនឹងអត្ថិភាពនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៅខាងក្នុងឧបករណ៍ដឹកនាំ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលរលកត្រូវបានបញ្ចេញ ពួកវាបង្កើតជារង្វិលជុំបិទជិត ហើយមិនមានបន្ទុកដើម្បីរក្សាអត្ថិភាពរបស់វាទេ។ នេះនាំយើងទៅរកការសន្និដ្ឋានថា៖
ការរំញោចនៃដែនម៉ាញេទិកតម្រូវឱ្យមានការបង្កើនល្បឿន និងការបន្ថយល្បឿននៃបន្ទុក ប៉ុន្តែការថែរក្សាដែនម៉ាញេទិកមិនតម្រូវឱ្យមានការបង្កើនល្បឿន និងការបន្ថយល្បឿននៃបន្ទុកនោះទេ។
រូបភាពទី 5
៣. វិទ្យុសកម្មឌីប៉ូល
យើងព្យាយាមពន្យល់ពីយន្តការដែលខ្សែដែនអគ្គិសនីដាច់ចេញពីអង់តែន ហើយបង្កើតជារលកលំហរសេរី ហើយយកអង់តែនឌីប៉ូលជាឧទាហរណ៍។ ទោះបីជាវាជាការពន្យល់សាមញ្ញក៏ដោយ វាក៏អាចឱ្យមនុស្សមើលឃើញដោយវិចារណញាណអំពីការបង្កើតរលកលំហរសេរីផងដែរ។ រូបភាពទី 6(ក) បង្ហាញខ្សែដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតរវាងដៃទាំងពីរនៃឌីប៉ូល នៅពេលដែលខ្សែដែនអគ្គិសនីផ្លាស់ទីចេញទៅក្រៅដោយ λ∕4 នៅក្នុងត្រីមាសទីមួយនៃវដ្ត។ សម្រាប់ឧទាហរណ៍នេះ ចូរយើងសន្មតថាចំនួនខ្សែដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងគឺ 3។ នៅក្នុងត្រីមាសបន្ទាប់នៃវដ្ត ខ្សែដែនអគ្គិសនីដើមទាំងបីផ្លាស់ទី λ∕4 មួយទៀត (សរុប λ∕2 ពីចំណុចចាប់ផ្តើម) ហើយដង់ស៊ីតេបន្ទុកនៅលើអ្នកដឹកនាំចាប់ផ្តើមថយចុះ។ វាអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការណែនាំនៃបន្ទុកផ្ទុយគ្នា ដែលលុបចោលបន្ទុកនៅលើអ្នកដឹកនាំនៅចុងបញ្ចប់នៃពាក់កណ្តាលទីមួយនៃវដ្ត។ ខ្សែដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតដោយបន្ទុកផ្ទុយគ្នាគឺ 3 និងផ្លាស់ទីចម្ងាយ λ∕4 ដែលត្រូវបានតំណាងដោយបន្ទាត់ចំនុចៗនៅក្នុងរូបភាពទី 6(ខ)។
លទ្ធផលចុងក្រោយគឺថាមានខ្សែដែនអគ្គិសនីចុះក្រោមចំនួនបីនៅចម្ងាយ λ∕4 ទីមួយ និងចំនួនខ្សែដែនអគ្គិសនីឡើងលើដូចគ្នានៅចម្ងាយ λ∕4 ទីពីរ។ ដោយសារមិនមានបន្ទុកសុទ្ធនៅលើអង់តែន ខ្សែដែនអគ្គិសនីត្រូវតែបង្ខំឱ្យបំបែកចេញពីខ្សែដឹកនាំ ហើយបញ្ចូលគ្នាដើម្បីបង្កើតជារង្វិលជុំបិទជិត។ នេះត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6(គ)។ នៅពាក់កណ្តាលទីពីរ ដំណើរការរូបវន្តដូចគ្នាត្រូវបានអនុវត្តតាម ប៉ុន្តែចំណាំថាទិសដៅគឺផ្ទុយគ្នា។ បន្ទាប់ពីនោះ ដំណើរការត្រូវបានធ្វើម្តងទៀត ហើយបន្តដោយគ្មានកំណត់ ដោយបង្កើតជាការចែកចាយដែនអគ្គិសនីស្រដៀងនឹងរូបភាពទី 4។
រូបភាពទី ៦
ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពីអង់តែន សូមចូលទៅកាន់៖
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២០ ខែមិថុនា ឆ្នាំ ២០២៤

