इलेक्ट्रिक शार्ज और फील्ड्स
यह लेक्चर इलेक्ट्रिक चार्ज और फील्ड्स के बारे में है। हम इ स अध्याय को सरल और स्पष्ट तरीके से समझेंगे।
एलेक्ट्रिक चार्ज
- शरीर की एक प्रॉपर्टी जैसे आँख देखना का काम करती है, वैसे ही चार्ज का काम आकर्षण या प्रतिकर्षण पैदा करना होता है।
- चार्ज की दो प्रकार की विशेषताएँ हैं:
- पॉजिटिव चार्ज
- नेगेटिव चार्ज
- पॉजिटिव चार्ज को प्लस q और नेगेटिव चार्ज को माइनस q से दर्शाया जाता है।
चार्जिंग की विधियाँ
- फ्रिक्शन (घर्षण):
- जब दो वस्तुएं घिसाई जाती हैं, तो इलेक्ट्रॉन्स का स्थानांतरण होता है।
- एक वस्तु पॉजिटिव और दूसरी नेगेटिव हो जाती है।
- कंडक्शन (चालन):
- एक चार्ज बॉडी को अन्य बॉडी से संपर्क में लाने पर चार्ज साझा होता है।
- इंडक्शन (प्रेरण):
- बिना टच किए चार्ज उत्पन्न करना।
- अर्थिंग के माध्यम से चार्ज को पृथ्वी में स्थानांतरित किया जाता है।
चार्ज की इकाई
- चार्ज की इकाई कूलम्ब (C) होती है। एक इलेक्ट्रॉन का चार्ज 1.6 x 10^-19 कूलम्ब होता है।
कूलम का नियम
- दो पॉइंट चार्जेस के बीच फोर्स उनके चार्जेस के गुणनफल के समानुपाती होता है और दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
- फॉर्मूला: F = k(Q1Q2/r²)
इलेक्ट्रिक फील्ड
- चार्ज के आसपास का क्षेत्र जहां आकर्षण या प्रतिकर्षण महसूस किया जा सकता है।
- इलेक्ट्रिक फील्ड का फॉर्मूला: E = F/Q
- पॉइंट चार्ज के कारण इलेक्ट्रिक फील्ड का फॉर्मूला: E = kQ/r²
इलेक्ट्रिक फील्ड लाइनें
- प्लस चार्ज से बाहर की ओर और माइनस चार्ज की ओर अंदर जाती हैं।
- कभी भी इंटरसेक्ट नहीं करतीं।
इलेक्ट्रिक डाइपोल
- समान और विपरीत चार्ज का युग्म जो एक छोटे अंतर से विभाजित होता है।
- डाइपोल मोमेंट: p = q(2a)
गॉस का प्रमेय
- इलेक्ट्रिक फ्लक्स एक बंद सतह के माध्यम से पास होने वाले इलेक्ट्रिक फील्ड की संख्या है।
- गॉस का नियम: Φ = Q_enc/ε₀
गॉस के प्रमेय के अनुप्रयोग
- लंबी चार्ज रॉड:
- इलेक्ट्रिक फील्ड: E = λ/(2πε₀r)
- चार्जड शीट:
- इलेक्ट्रिक फील्ड: E = σ/2ε₀
- चार्ज्ड स्फेरिकल शैल:
- अंदर: E = 0
- सतह पर: E = Q/(4πε₀R²)
- बाहर: E = Q/(4πε₀r²)
नॉन-यूनिफॉर्म इलेक्ट्रिक फील्ड में डाइपोल
- टॉर्क भी लगता है और ट्रांसलेशनल मोशन भी होता है।
- यूनिफॉर्म इल ेक्ट्रिक फील्ड में केवल रोटेशन होता है।
यह नोट्स इलेक्ट्रिक चार्ज और फील्ड के मुख्य बिंदुओं को संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं।