ऊर्जा के दृष्टिकोण से इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का अध्ययन करने के लिए, जैसा कि तनाव पर विचार करने के मामले में, एक सकारात्मक चार्ज बिंदु शरीर को इसमें पेश किया जाता है - एक परीक्षण चार्ज। आइए मान लें कि एक समान विद्युत क्षेत्र, बिंदु 1 से बिंदु 2 की ओर बढ़ते हुए, एक आवेश q के साथ और पथ l के साथ इसमें प्रवेश किया गया एक पिंड कार्य करता है ए = क्यूएल(चित्र 62, ए)। यदि लागू शुल्क की राशि है 2q, 3q, ..., nq,तो फ़ील्ड तदनुसार कार्य करेगी: 2ए, 3ए, ..., एनए. ये कार्य आकार में भिन्न होते हैं, इसलिए वे एक विशेषता के रूप में काम नहीं कर सकते विद्युत क्षेत्र. यदि हम क्रमशः इन कार्यों के मूल्यों का अनुपात शरीर के आवेश के मूल्यों से लेते हैं, तो यह पता चलता है कि दो बिंदुओं (1 और 2) के लिए ये अनुपात स्थिर मात्राएँ हैं:

यदि हम इसके किन्हीं दो बिंदुओं के बीच विद्युत क्षेत्र का इसी प्रकार अध्ययन करें, तो हम इस निष्कर्ष पर पहुंचेंगे कि क्षेत्र के किन्हीं दो बिंदुओं के लिए कार्य की मात्रा और क्षेत्र द्वारा स्थानांतरित पिंड के आवेश की मात्रा का अनुपात बिंदुओं के बीच का मान एक स्थिर मान है, लेकिन यह बिंदुओं के बीच की दूरी के आधार पर भिन्न होता है। इस अनुपात द्वारा मापी गई मात्रा को विद्युत क्षेत्र के दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर (φ 2 - φ 1 द्वारा दर्शाया गया) या क्षेत्र के बिंदुओं के बीच वोल्टेज यू कहा जाता है। एक अदिश राशि, जो एक विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा विशेषता है और एक बिंदु पिंड को स्थानांतरित करते समय उसके द्वारा किए गए कार्य द्वारा मापी जाती है, जिसका आवेश +1 है, क्षेत्र के एक बिंदु से दूसरे तक संभावित अंतर कहा जाता है क्षेत्र के दो बिंदु, या इन बिंदुओं के बीच वोल्टेज।संभावित अंतर की परिभाषा से वोल्टेज यू = φ 2 - φ 1 = Δφ.

प्रत्येक आवेशित वस्तु के चारों ओर एक विद्युत क्षेत्र होता है। जैसे-जैसे पिंड से क्षेत्र के किसी भी बिंदु की दूरी बढ़ती है, वह बल जिसके साथ वह उसमें प्रक्षेपित आवेश पर कार्य करता है, कम हो जाता है (कूलम्ब का नियम) और अंतरिक्ष में किसी बिंदु पर व्यावहारिक रूप से शून्य के बराबर हो जाता है। वह स्थान जहां किसी आवेशित पिंड के विद्युत क्षेत्र की क्रिया का पता नहीं चलता है, कहलाता है असीम रूप से दूरउसके पास से।

यदि इलेक्ट्रोस्कोप बॉल को इलेक्ट्रोफोर मशीन के आवेशित बॉल के विद्युत क्षेत्र में विभिन्न बिंदुओं पर रखा जाता है, तो यह इलेक्ट्रोस्कोप को चार्ज कर देता है। जब इलेक्ट्रोस्कोप बॉल को ग्राउंड किया जाता है, तो मशीन के विद्युत क्षेत्र का इलेक्ट्रोस्कोप पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। विद्युत क्षेत्र के एक मनमाने बिंदु और पृथ्वी की सतह पर स्थित एक बिंदु के बीच संभावित अंतर को पृथ्वी के सापेक्ष इस क्षेत्र बिंदु की क्षमता कहा जाता है।इसे कार्य द्वारा मापा जाता है, जिसकी गणना करने के लिए आपको पथ के आरंभ और समाप्ति बिंदुओं को जानना आवश्यक है। पृथ्वी की सतह पर एक बिंदु को इन बिंदुओं में से एक के रूप में लिया जाता है, और चार्ज को स्थानांतरित करने का कार्य, और इसलिए दूसरे बिंदु की क्षमता, इसके सापेक्ष गणना की जाती है।

यदि विद्युत क्षेत्र एक धनात्मक आवेशित पिंड (चित्र 62, बी) द्वारा बनता है, तो यह स्वयं इसमें लाए गए धनात्मक आवेशित पिंड C को पृथ्वी की सतह पर ले जाता है। ऐसे क्षेत्र के बिंदुओं की क्षमता को सकारात्मक माना जाता है . जब विद्युत क्षेत्र एक नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर (छवि 62, सी) द्वारा बनता है, तो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर सी को पृथ्वी की सतह पर ले जाने के लिए, एक बाहरी बल एफ पोस्ट की आवश्यकता होती है। ऐसे क्षेत्र के बिंदुओं की क्षमता नकारात्मक मानी जाती है।

यदि क्षेत्र बिंदु φ 1 और φ 2 की क्षमताएं ज्ञात हैं, तो, संभावित अंतर सूत्र के आधार पर, हम आवेशित पिंड को एक क्षेत्र बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने के कार्य की गणना कर सकते हैं: ए = क्यू(φ 2 - φ 1),या ए = क्यूयू.इसलिए, संभावित अंतर विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा विशेषता है। इन सूत्रों का उपयोग करके, सजातीय और अमानवीय विद्युत क्षेत्रों में आवेश को स्थानांतरित करने के कार्य की गणना की जाती है।

आइए एसआई प्रणाली में वोल्टेज (संभावित अंतर) के लिए माप की इकाई निर्धारित करें। ऐसा करने के लिए, हम मान को वोल्टेज सूत्र में प्रतिस्थापित करते हैं ए = 1 जेऔर क्यू = 1 के:

वोल्टेज की इकाई - वोल्ट - को विद्युत क्षेत्र के दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर के रूप में लिया जाता है, जिसके बीच जाने पर क्षेत्र में 1 चार्ज वाला एक बिंदु पिंड 1 J कार्य करता है।

विद्युत वोल्टेज.
संभावित अंतर। वोल्टेज।

विषय: विद्युत वोल्टेज एवं विभवान्तर क्या है।

शायद इलेक्ट्रीशियनों के बीच सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली अभिव्यक्तियों में से एक विद्युत वोल्टेज की अवधारणा है। इसे संभावित अंतर भी कहा जाता है और वर्तमान वोल्टेज जैसे पूरी तरह से सही वाक्यांश नहीं है, खैर, नामों का अर्थ अनिवार्य रूप से सामान्य है। इस अवधारणा का वास्तव में क्या मतलब है? शायद, आरंभ करने के लिए, मैं पुस्तक का सूत्रीकरण दूंगा: विद्युत वोल्टेज - यह परीक्षण चार्ज को बिंदु 1 से बिंदु 2 पर स्थानांतरित करते समय आवेशों के विद्युत क्षेत्र के कार्य का अनुपात है. ठीक और सरल शब्दों मेंबोलकर, इसे इस प्रकार समझाया गया है।

मैं आपको याद दिला दूं कि आरोप दो प्रकार के होते हैं: "+" चिह्न के साथ सकारात्मक और "-" चिह्न के साथ नकारात्मक। हममें से अधिकांश लोग बचपन में चुम्बकों से खेलते थे, जो ईमानदारी से इलेक्ट्रिक मोटर वाली एक अन्य टूटी हुई कार से प्राप्त किए गए थे, जहाँ वे खड़ी थीं। इसलिए, जब हमने इन्हीं चुम्बकों को एक-दूसरे के करीब लाने की कोशिश की, तो एक मामले में वे आकर्षित हुए, और यदि हमने उनमें से एक को दूसरी तरफ घुमाया, तो वे तदनुसार विकर्षित हो गए।

ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि किसी भी चुंबक के दो ध्रुव होते हैं, दक्षिणी और उत्तरी। ऐसे मामले में जब ध्रुव समान हों, तो चुम्बक प्रतिकर्षित करेंगे, लेकिन जब वे विपरीत होंगे, तो वे आकर्षित होंगे। यही बात विद्युत आवेशों के साथ भी होती है और परस्पर क्रिया की शक्ति इन आवेशित कणों की संख्या और विविधता पर निर्भर करती है। सीधे शब्दों में कहें तो, एक वस्तु पर जितना अधिक "प्लस" होगा और दूसरे पर "माइनस", उतना ही अधिक दृढ़ता से वे एक-दूसरे के प्रति आकर्षित होंगे। या इसके विपरीत, जब धक्का दें एक ही आरोप(+ और + या - और -).

अब कल्पना करें कि हमारे पास दो छोटी लोहे की गेंदें हैं। यदि आप मानसिक रूप से उन पर गौर करें, तो आप बड़ी संख्या में छोटे कण देख सकते हैं जो एक दूसरे से बहुत दूर स्थित नहीं हैं। लम्बी दूरीऔर स्वतंत्र गति करने में असमर्थ हैं, ये हमारे पदार्थ के नाभिक हैं। इन कणों के चारों ओर अविश्वसनीयता है उच्च गतिछोटे कण घूमते हैं, कहलाते हैं इलेक्ट्रॉनों. वे कुछ नाभिकों से अलग हो सकते हैं और दूसरों से जुड़ सकते हैं, जिससे पूरे लौह गोले में यात्रा हो सकती है। ऐसे मामले में जब इलेक्ट्रॉनों की संख्या नाभिक में प्रोटॉन की संख्या से मेल खाती है, गेंदें विद्युत रूप से तटस्थ होती हैं।

लेकिन अगर आप किसी तरह एक निश्चित मात्रा निकाल लेते हैं, तो ऐसी गेंद इलेक्ट्रॉनों की इस गायब मात्रा को अपनी ओर आकर्षित करने का प्रयास करेगी, जिससे वह अपने चारों ओर निर्माण करेगी। सकारात्मक क्षेत्र"+" चिन्ह के साथ। जितने अधिक इलेक्ट्रॉन गायब होंगे, यह उतना ही मजबूत होगा सकारात्मक क्षेत्र. अगली गेंद में हम इसके विपरीत करेंगे और अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन जोड़ेंगे। परिणामस्वरूप, हमें अधिशेष मिलता है और, तदनुसार, वही विद्युत क्षेत्र, लेकिन "-" चिन्ह के साथ।

परिणामस्वरूप, हमें दो क्षमताएँ मिलती हैं, जिनमें से एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने के लिए उत्सुक है, और दूसरा उनसे छुटकारा पा लेगा। अधिकता वाली गेंद में भीड़ हो जाती है और ये कण, जिनके चारों ओर मैदान होता है, एक-दूसरे को धक्का देकर गेंद से बाहर निकाल देते हैं। और जहां इनकी कमी होती है, वहां एक वैक्यूम जैसा कुछ होता है, जो इन्हें अपने अंदर खींचने की कोशिश करता है। इलेक्ट्रॉनों. यह संभावित अंतर का एक स्पष्ट उदाहरण है और उनके बीच वोल्टेज से अधिक कुछ नहीं है। लेकिन, जैसे ही ये लोहे के गोले एक-दूसरे से जुड़ेंगे, आदान-प्रदान होगा और तनाव गायब हो जाएगा, क्योंकि तटस्थता बन जाएगी।

मोटे तौर पर, दो बिंदुओं के बीच अधिक आवेशित भागों से कम आवेशित भागों की ओर जाने के लिए आवेशित कणों की प्रवृत्ति का यह बल संभावित अंतर होगा। आइए मानसिक रूप से उन तारों की कल्पना करें जो एक नियमित टॉर्च से बैटरी से जुड़े होते हैं। ये बैटरी में ही होता है रासायनिक प्रतिक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों की अधिकता ("-") होती है, बैटरी के अंदर उन्हें नकारात्मक टर्मिनल पर धकेल दिया जाता है। ये इलेक्ट्रॉन अपने उसी स्थान पर लौटने का प्रयास करते हैं जहां से उन्हें पहले बाहर धकेला गया था।

वे इसे बैटरी के अंदर नहीं कर सकते, इसलिए उन्हें बस उस पल का इंतजार करना होगा जब वे फॉर्म में पुल बनाएंगे विद्युत कंडक्टरऔर जिसके साथ वे तेजी से बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल तक दौड़ेंगे, जहां वे आकर्षित होंगे। और जब कोई पुल नहीं होगा तो इसी के रूप में पार करने की इच्छा होगी विद्युत वोल्टेजया संभावित अंतर(वोल्टेज)।

मैं एक अलग प्रतिनिधित्व में कुछ इसी तरह का उदाहरण दूंगा। वहाँ एक नियमित पानी का नल है। नल बंद है और इसलिए उसमें से पानी नहीं निकलेगा, लेकिन अंदर अभी भी पानी है और इसके अलावा, वहां कुछ दबाव है, इस दबाव के कारण वह बाहर निकल जाता है, लेकिन बंद नल उसे रोक देता है। और जैसे ही आप नल का हैंडल घुमाएंगे, पानी तुरंत चलने लगेगा। तो इस दबाव की तुलना मोटे तौर पर वोल्टेज से और पानी की तुलना आवेशित कणों से की जा सकती है। पानी का बहाव अपने आप अंदर हो जाएगा इस उदाहरण मेंतारों में विद्युत धारा के रूप में कार्य करता है, और एक बंद नल के रूप में कार्य करता है विद्युत स्विच. मैंने यह उदाहरण केवल स्पष्टता के लिए दिया है, और यह पूर्ण सादृश्य नहीं है!

अजीब तरह से पर्याप्त है, लेकिन जो लोग इलेक्ट्रीशियन के पेशे से निकटता से जुड़े नहीं हैं वे अक्सर इसे विद्युत वोल्टेज कहते हैं , अभिव्यक्ति वर्तमान वोल्टेज है और यह एक गलत सूत्रीकरण है, क्योंकि वोल्टेज, जैसा कि हमें पता चला, एक संभावित अंतर है विद्युत शुल्क, और धारा इन आवेशित कणों का ही प्रवाह है। और यह पता चला है कि वर्तमान वोल्टेज का उच्चारण करते समय, अवधारणा में ही थोड़ी सी विसंगति होती है।

वोल्टेज, अन्य सभी मात्राओं की तरह, माप की अपनी इकाई होती है। इसे वोल्ट में मापा जाता है. ये वही वोल्ट हैं जो उपकरणों और बिजली आपूर्ति पर लिखे होते हैं। उदाहरण के लिए, एक नियमित घरेलू सॉकेट में 220 V है, या एक बैटरी जिसे आपने 1.5 V के वोल्टेज के साथ खरीदा है। सामान्य तौर पर, मुझे लगता है कि आप समझते हैं सामान्य रूपरेखा, यह विद्युत वोल्टेज वास्तव में क्या है? इस लेख में, मैं केवल इस शब्द की सरल समझ पर आधारित था और फॉर्मूलेशन और सूत्रों की गहराई में नहीं गया, ताकि समझ जटिल न हो। वास्तव में, इस विषय का अधिक व्यापक रूप से अध्ययन किया जा सकता है, लेकिन यह आप पर और आपकी इच्छा पर निर्भर करता है।

पी.एस. बिजली के साथ काम करते समय सावधान रहें, उच्च वोल्टेज जीवन के लिए खतरनाक है।

संभावित क्षेत्र.यह सिद्ध किया जा सकता है कि किसी आवेशित पिंड को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने पर किसी भी इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का कार्य कार्य की तरह प्रक्षेपवक्र के आकार पर निर्भर नहीं करता है एकसमान क्षेत्र. एक बंद प्रक्षेपवक्र पर, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का कार्य हमेशा शून्य होता है। इस गुण वाले क्षेत्रों को क्षमता कहा जाता है। विशेष रूप से, एक बिंदु आवेश के इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में एक संभावित चरित्र होता है।

किसी संभावित क्षेत्र के कार्य को संभावित ऊर्जा में परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। सूत्र एक मनमाना इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के लिए मान्य है। लेकिन केवल एक समान क्षेत्र के मामले में ऊर्जा सूत्र (8.19) द्वारा व्यक्त की जाती है

संभावना।स्थिरवैद्युत क्षेत्र में आवेश की स्थितिज ऊर्जा आवेश के समानुपाती होती है। यह सजातीय क्षेत्र (सूत्र 8.19 देखें) और किसी अन्य दोनों के लिए सत्य है। इसलिए, संभावित ऊर्जा और चार्ज का अनुपात क्षेत्र में रखे गए चार्ज पर निर्भर नहीं करता है।

यह हमें क्षेत्र की एक नई मात्रात्मक विशेषता - क्षमता - पेश करने की अनुमति देता है। स्थिरवैद्युत क्षेत्र विभव क्षेत्र में किसी आवेश की स्थितिज ऊर्जा और इस आवेश का अनुपात है।

के अनुसार यह परिभाषाक्षमता इसके बराबर है:

क्षेत्र की ताकत एक वेक्टर है और क्षेत्र की ताकत विशेषता का प्रतिनिधित्व करती है; यह क्षेत्र में किसी दिए गए बिंदु पर आवेश पर लगने वाले बल को निर्धारित करता है। क्षमता एक अदिश राशि है, यह क्षेत्र की एक ऊर्जा विशेषता है; यह क्षेत्र में किसी दिए गए बिंदु पर आवेश की संभावित ऊर्जा निर्धारित करता है।

यदि हम एक ऋणावेशित प्लेट (चित्र 124) को संभावित ऊर्जा के शून्य स्तर और इसलिए क्षमता के रूप में लेते हैं, तो सूत्रों (8.19 और 8.20) के अनुसार एक समान क्षेत्र की क्षमता बराबर है:

संभावित अंतर।संभावित ऊर्जा की तरह, किसी दिए गए बिंदु पर क्षमता का मूल्य क्षमता को पढ़ने के लिए शून्य स्तर की पसंद पर निर्भर करता है। व्यावहारिक महत्व किसी बिंदु पर स्वयं की क्षमता नहीं है, बल्कि क्षमता में परिवर्तन है, जो संभावित संदर्भ के शून्य स्तर की पसंद पर निर्भर नहीं करता है।

इस प्रकार, दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर (वोल्टेज) किसी चार्ज को प्रारंभिक बिंदु से अंतिम बिंदु तक इस चार्ज पर ले जाने के लिए क्षेत्र द्वारा किए गए कार्य के अनुपात के बराबर होता है।

प्रकाश नेटवर्क में वोल्टेज को जानने के बाद, हम उस कार्य को जानते हैं जो विद्युत क्षेत्र एक यूनिट चार्ज को सॉकेट के एक संपर्क से दूसरे संपर्क में ले जाने पर कर सकता है। विद्युत सर्किट. हम संपूर्ण भौतिकी पाठ्यक्रम में संभावित अंतर की अवधारणा से निपटेंगे।

संभावित अंतर की इकाई.संभावित अंतर की इकाई सूत्र (8.24) का उपयोग करके निर्धारित की जाती है। अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली में कार्य को जूल में तथा आवेश को कूलम्ब में व्यक्त किया जाता है। इसलिए, दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर इकाई के बराबर होता है, यदि 1 C के आवेश को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने पर विद्युत क्षेत्र 1 J कार्य करता है। इस इकाई को वोल्ट कहा जाता है

1. किन क्षेत्रों को क्षमता कहा जाता है? 2. स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन का कार्य से क्या संबंध है? 3. यह किसके बराबर है? संभावित ऊर्जाएक समान विद्युत क्षेत्र में आवेशित कण? 4. क्षमता को परिभाषित करें। क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर क्या है?

बिंदु 1 और 2 के बीच संभावित अंतर क्षेत्र बलों द्वारा किया गया कार्य है जब एक इकाई धनात्मक आवेश को बिंदु 1 से बिंदु 2 तक एक मनमाना पथ के साथ ले जाया जाता है। संभावित क्षेत्रों के लिए, यह कार्य पथ के आकार पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि है केवल आरंभिक और अंतिम बिंदुओं की स्थिति से निर्धारित होता है

क्षमता एक योगात्मक स्थिरांक तक निर्धारित होती है। प्रारंभिक बिंदु 1 से अंतिम बिंदु 2 तक एक मनमाना पथ के साथ चार्ज q को ले जाने पर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र बलों द्वारा किया गया कार्य अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है

विभव की व्यावहारिक इकाई वोल्ट है। वोल्ट ऐसे बिंदुओं के बीच संभावित अंतर है, जब एक कूलॉम बिजली को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने पर विद्युत क्षेत्र एक जूल कार्य करता है।

1 और 2 x अक्ष पर स्थित असीम रूप से निकट बिंदु हैं, इसलिए X2 - x1 = dx।

आवेश की एक इकाई को बिंदु 1 से बिंदु 2 तक ले जाने पर किया गया कार्य Ex dx होगा। समान कार्य समान है। दोनों भावों को समान करने पर, हम पाते हैं

- अदिश ढाल

ग्रेडिएंट फ़ंक्शन इस फ़ंक्शन की अधिकतम वृद्धि की ओर निर्देशित एक वेक्टर है, और इसकी लंबाई उसी दिशा में फ़ंक्शन के व्युत्पन्न के बराबर है। ग्रेडिएंट का ज्यामितीय अर्थ समविभव सतह (समान क्षमता की सतह) है - एक सतह जिस पर क्षमता स्थिर रहती है।

13 चार्ज क्षमता

एक सजातीय ढांकता हुआ में एक बिंदु आवेश q की क्षेत्र क्षमता.

- एक सजातीय ढांकता हुआ डी में एक बिंदु आवेश का विद्युत विस्थापन - विद्युत प्रेरण या विद्युत विस्थापन का वेक्टर

हमें शून्य को एकीकरण स्थिरांक के रूप में लेना चाहिए ताकि जब क्षमता शून्य हो जाए

सिस्टम फ़ील्ड क्षमता बिंदु शुल्कएक सजातीय ढांकता हुआ में.

सुपरपोज़िशन सिद्धांत का उपयोग करके हम प्राप्त करते हैं:

लगातार वितरित विद्युत आवेशों की संभावना।

- एक बिंदु पर केंद्रों के साथ आयतन और आवेशित सतहों के तत्व

यदि ढांकता हुआ अमानवीय है, तो एकीकरण को ध्रुवीकरण शुल्क तक बढ़ाया जाना चाहिए। ऐसे का समावेश

शुल्क स्वचालित रूप से पर्यावरण के प्रभाव को ध्यान में रखता है, और मूल्य दर्ज करने की आवश्यकता नहीं होती है

14 पदार्थ में विद्युत क्षेत्र

पदार्थ में विद्युत क्षेत्र. विद्युत क्षेत्र में डाला गया कोई पदार्थ इसे महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि पदार्थ में आवेशित कण होते हैं। बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में, कणों को किसी पदार्थ के अंदर इस तरह से वितरित किया जाता है कि वे जो विद्युत क्षेत्र बनाते हैं, वह औसतन मात्रा में, जिसमें बड़ी संख्या में परमाणु या अणु शामिल होते हैं, शून्य होता है। बाहरी क्षेत्र की उपस्थिति में, आवेशित कणों का पुनर्वितरण होता है, और पदार्थ में अपना स्वयं का विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है। कुल विद्युत क्षेत्र बाहरी क्षेत्र और पदार्थ के आवेशित कणों द्वारा निर्मित आंतरिक क्षेत्र से सुपरपोजिशन के सिद्धांत के अनुसार बना है। पदार्थ अपने विद्युत गुणों में विविध है। पदार्थों के सबसे व्यापक वर्ग चालक और परावैद्युत हैं। कंडक्टर एक पिंड या सामग्री है जिसमें विद्युत आवेश एक मनमाने ढंग से छोटे बल के प्रभाव में चलने लगते हैं। इसलिए, इन शुल्कों को मुफ़्त कहा जाता है। धातुओं में, मुक्त आवेश इलेक्ट्रॉन होते हैं, लवण (एसिड और क्षार) के घोल और पिघल में - आयन। ढांकता हुआ एक शरीर या सामग्री है जिसमें, किसी के प्रभाव में महान ताकतेंआवेशों को उनकी संतुलन स्थिति के सापेक्ष केवल एक छोटी दूरी से विस्थापित किया जाता है, जो परमाणु के आकार से अधिक नहीं होता है। ऐसे आरोपों को बाध्य कहा जाता है। मुफ़्त और बाध्य शुल्क. मुफ़्त शुल्क 1) अतिरिक्त बिजली। किसी संचालन या गैर-संचालन निकाय पर लगाए गए आरोप और इसकी विद्युत तटस्थता का उल्लंघन। 2) बिजली. वर्तमान वाहक शुल्क. 3) डालो. इलेक्ट्रिक धातुओं में परमाणु अवशेषों का आरोप। संबद्ध शुल्क इलेक्ट्रिक। कणों के आवेश जो ढांकता हुआ के परमाणुओं और अणुओं को बनाते हैं, साथ ही क्रिस्टलीय में आयनों के आवेश भी। आयनिक जाली के साथ ढांकता हुआ।

संभावित अंतर

यह ज्ञात है कि एक शरीर को अधिक गर्म किया जा सकता है, और दूसरे को कम। कोई वस्तु जिस डिग्री तक गर्म होती है उसे उसका तापमान कहा जाता है। इसी प्रकार, एक निकाय को दूसरे से अधिक विद्युतीकृत किया जा सकता है। किसी पिंड के विद्युतीकरण की डिग्री को एक मात्रा द्वारा दर्शाया जाता है जिसे विद्युत क्षमता या बस शरीर की क्षमता कहा जाता है।

शरीर को विद्युतीकृत करने का क्या मतलब है? इसका मतलब है उसे बताना बिजली का आवेश, यानी, यदि हम शरीर पर नकारात्मक चार्ज करते हैं तो इसमें एक निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉन जोड़ते हैं, या यदि हम शरीर पर सकारात्मक चार्ज करते हैं तो उन्हें इसमें से घटा देते हैं। दोनों मामलों में, शरीर में विद्युतीकरण की एक निश्चित डिग्री होगी, यानी, एक या दूसरी क्षमता, और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर में सकारात्मक क्षमता होती है, और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर में नकारात्मक क्षमता होती है।

विद्युत आवेश स्तरों में अंतरआमतौर पर दो निकायों को बुलाया जाता है अंतर विद्युत क्षमताएँ या केवल संभावित अंतर.

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि यदि दो समान निकायों पर समान चार्ज लगाया जाता है, लेकिन एक दूसरे से बड़ा है, तो उनके बीच संभावित अंतर भी होगा।

इसके अलावा, दो ऐसे पिंडों के बीच एक संभावित अंतर मौजूद होता है, जिनमें से एक पर चार्ज होता है और दूसरे पर कोई चार्ज नहीं होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि पृथ्वी से पृथक किसी पिंड में एक निश्चित क्षमता है, तो उसके और पृथ्वी के बीच संभावित अंतर (जिसकी क्षमता शून्य मानी जाती है) संख्यात्मक रूप से इस पिंड की क्षमता के बराबर है।

इसलिए, यदि दो पिंडों को इस तरह से चार्ज किया जाता है कि उनकी क्षमताएं असमान हैं, तो उनके बीच एक संभावित अंतर अनिवार्य रूप से मौजूद होता है।

हर किसी को पता है विद्युतीकरण घटनाबालों पर कंघी रगड़ना कंघी और मानव बाल के बीच संभावित अंतर पैदा करने से ज्यादा कुछ नहीं है।

दरअसल, जब कंघी बालों से रगड़ती है, तो कुछ इलेक्ट्रॉन कंघी में स्थानांतरित हो जाते हैं, जिससे वह नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाती है, जबकि बाल, कुछ इलेक्ट्रॉन खोकर, कंघी के समान ही चार्ज हो जाते हैं, लेकिन सकारात्मक रूप से। इस प्रकार उत्पन्न संभावित अंतर को बालों को कंघी से छूकर शून्य किया जा सकता है। यदि विद्युतीकृत कंघी को कान के करीब लाया जाए तो इलेक्ट्रॉनों के इस विपरीत संक्रमण का कान द्वारा आसानी से पता लगाया जा सकता है। एक विशिष्ट कर्कश ध्वनि यह संकेत देगी कि डिस्चार्ज हो रहा है।

हालाँकि, संभावित अंतर के बारे में ऊपर बोलते हुए, हमारा मतलब दो आवेशित पिंडों से था एक ही शरीर के विभिन्न भागों (बिंदुओं) के बीच संभावित अंतर भी प्राप्त किया जा सकता है।

इसलिए, उदाहरण के लिए, आइए विचार करें कि क्या होगा यदि, किसी बाहरी बल के प्रभाव में, हम तार में स्थित मुक्त इलेक्ट्रॉनों को उसके एक छोर पर ले जाने में कामयाब हो जाते हैं। जाहिर है, तार के दूसरे छोर पर इलेक्ट्रॉनों की कमी होगी, और फिर तार के सिरों के बीच एक संभावित अंतर उत्पन्न होगा।

जैसे ही हम बाहरी बल की क्रिया को रोकते हैं, विपरीत आवेशों के आकर्षण के कारण, इलेक्ट्रॉन तुरंत तार के धनात्मक आवेश वाले सिरे की ओर भाग जाएंगे, यानी उस स्थान पर, जहां वे गायब हैं, और विद्युत संतुलन फिर से शुरू हो जाएगा। तार में घटित होता है.

इलेक्ट्रोमोटिव बल और वोल्टेज

डी किसी चालक में विद्युत धारा बनाए रखने के लिए ऊर्जा के किसी बाहरी स्रोत की आवश्यकता होती है, जो इस चालक के सिरों पर हमेशा एक संभावित अंतर बनाए रखे।

ये ऊर्जा स्रोत तथाकथित हैं विद्युत धारा स्रोत, एक निश्चित होना वैद्युतवाहक बल, जो लंबे समय तक कंडक्टर के सिरों पर संभावित अंतर बनाता है और बनाए रखता है।

इलेक्ट्रोमोटिव बल (संक्षिप्त ईएमएफ) को ई अक्षर से दर्शाया जाता है. ईएमएफ के लिए माप की इकाई वोल्ट है। हमारे देश में, वोल्ट को "बी" के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, और अंतर्राष्ट्रीय पदनाम में - "वी" अक्षर द्वारा।

तो, निरंतर प्रवाह प्राप्त करने के लिए, आपको एक इलेक्ट्रोमोटिव बल की आवश्यकता होती है, अर्थात, आपको विद्युत प्रवाह के स्रोत की आवश्यकता होती है।

करंट का पहला ऐसा स्रोत तथाकथित "वोल्टाइक कॉलम" था, जिसमें अम्लीय पानी में भिगोए गए चमड़े से बने तांबे और जस्ता सर्कल की एक श्रृंखला शामिल थी। इस प्रकार, प्राप्त करने के तरीकों में से एक वैद्युतवाहक बलकुछ पदार्थों की रासायनिक अंतःक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप रसायन ऊर्जाविद्युत ऊर्जा में बदल जाता है। वर्तमान स्रोत जिनमें विद्युत वाहक बल इस प्रकार उत्पन्न होता है, कहलाते हैं रासायनिक वर्तमान स्रोत.

वर्तमान में, रासायनिक वर्तमान स्रोत हैं गैल्वेनिक कोशिकाएँ और बैटरियां - इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और पावर इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

करंट का एक अन्य मुख्य स्रोत, जो इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और पावर इंजीनियरिंग के सभी क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जनरेटर हैं।

पर जेनरेटर लगाए गए हैं बिजली की स्टेशनोंऔर बिजली आपूर्ति के लिए करंट के एकमात्र स्रोत के रूप में कार्य करते हैं औद्योगिक उद्यम, शहरों की विद्युत प्रकाश व्यवस्था, विद्युत रेलवे, ट्राम, मेट्रो, ट्रॉलीबस, आदि।

विद्युत धारा के रासायनिक स्रोतों (सेल और बैटरी) और जनरेटर दोनों के साथ, इलेक्ट्रोमोटिव बल की क्रिया बिल्कुल समान होती है। यह इस तथ्य में निहित है कि ईएमएफ वर्तमान स्रोत के टर्मिनलों पर संभावित अंतर पैदा करता है और इसे लंबे समय तक बनाए रखता है।

इन टर्मिनलों को धारा स्रोत ध्रुव कहा जाता है। वर्तमान स्रोत का एक ध्रुव हमेशा इलेक्ट्रॉनों की कमी का अनुभव करता है और इसलिए, उस पर सकारात्मक चार्ज होता है, दूसरे ध्रुव पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकता का अनुभव होता है और इसलिए, उस पर नकारात्मक चार्ज होता है।

तदनुसार, वर्तमान स्रोत के एक ध्रुव को सकारात्मक (+) कहा जाता है, दूसरे को नकारात्मक (-) कहा जाता है।

वर्तमान स्रोतों का उपयोग बिजली के लिए किया जाता है विद्युत का झटकाविभिन्न उपकरण - . वर्तमान उपभोक्ता कंडक्टरों का उपयोग करके वर्तमान स्रोत के ध्रुवों से जुड़े होते हैं, जिससे एक बंद विद्युत सर्किट बनता है। किसी बंद विद्युत परिपथ में धारा स्रोत के ध्रुवों के बीच स्थापित संभावित अंतर को वोल्टेज कहा जाता है और इसे अक्षर U द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है।

ईएमएफ की तरह वोल्टेज के माप की इकाई वोल्ट है।

यदि, उदाहरण के लिए, यह लिखना आवश्यक है कि वर्तमान स्रोत का वोल्टेज 12 वोल्ट है, तो वे लिखते हैं: यू - 12 वी।

वोल्टेज मापने के लिए वोल्टमीटर नामक उपकरण का उपयोग किया जाता है।

किसी वर्तमान स्रोत के ईएमएफ या वोल्टेज को मापने के लिए, आपको एक वोल्टमीटर को सीधे उसके ध्रुवों से कनेक्ट करना होगा। इस मामले में, यदि यह खुला है, तो वोल्टमीटर वर्तमान स्रोत का ईएमएफ दिखाएगा। यदि आप सर्किट बंद करते हैं, तो वोल्टमीटर अब ईएमएफ नहीं दिखाएगा, बल्कि वर्तमान स्रोत के टर्मिनलों पर वोल्टेज दिखाएगा।

वर्तमान स्रोत द्वारा विकसित ईएमएफ हमेशा उसके टर्मिनलों पर वोल्टेज से अधिक होता है।