विद्युत क्षेत्र के गुणों और विशेषताओं का अध्ययन लगभग सभी तकनीकी विशेषज्ञों द्वारा किया जाता है। लेकिन एक विश्वविद्यालय का पाठ्यक्रम अक्सर जटिल और समझ से बाहर की भाषा में लिखा जाता है। इसलिए, लेख के ढांचे के भीतर, विद्युत क्षेत्रों की विशेषताओं को सुलभ तरीके से वर्णित किया जाएगा ताकि प्रत्येक व्यक्ति उन्हें समझ सके। इसके अलावा, हम परस्पर संबंधित अवधारणाओं (सुपरपोजिशन) और भौतिकी के इस क्षेत्र के विकास की संभावनाओं पर विशेष ध्यान देंगे।
सामान्य जानकारी
आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, विद्युत आवेश एक दूसरे से सीधे संपर्क नहीं करते हैं। इससे एक दिलचस्प बात सामने आती है। इसलिए, प्रत्येक आवेशित पिंड का अपने आसपास के स्थान में अपना विद्युत क्षेत्र होता है। यह अन्य संस्थाओं को प्रभावित करता है। विद्युत क्षेत्रों की विशेषताएं हमारे लिए रुचिकर हैं क्योंकि वे विद्युत आवेशों पर क्षेत्र के प्रभाव और उस बल को दर्शाती हैं जिसके साथ इसे किया जाता है। इससे क्या निष्कर्ष निकाला जा सकता है? आवेशित निकायों का परस्पर प्रत्यक्ष प्रभाव नहीं होता है। इसके लिए विद्युत क्षेत्रों का उपयोग किया जाता है। उनका पता कैसे लगाया जा सकता है? ऐसा करने के लिए, आप एक परीक्षण चार्ज का उपयोग कर सकते हैं - एक छोटा बिंदु कण बीम, जो नहीं हैमौजूदा ढांचे पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। तो विद्युत क्षेत्र की विशेषताएं क्या हैं? उनमें से तीन हैं: तनाव, तनाव और क्षमता। उनमें से प्रत्येक की अपनी विशेषताओं और कणों पर प्रभाव के क्षेत्र हैं।
विद्युत क्षेत्र: यह क्या है?
लेकिन लेख के मुख्य विषय पर जाने से पहले, आपको एक निश्चित मात्रा में ज्ञान होना चाहिए। यदि वे हैं, तो इस भाग को सुरक्षित रूप से छोड़ा जा सकता है। सबसे पहले, आइए एक विद्युत क्षेत्र के अस्तित्व के कारण के प्रश्न पर विचार करें। इसे होने के लिए, एक शुल्क की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, उस स्थान के गुण जिसमें आवेशित शरीर रहता है, उन लोगों से भिन्न होना चाहिए जहाँ यह मौजूद नहीं है। यहां एक ऐसी विशेषता है: यदि एक निश्चित समन्वय प्रणाली में एक चार्ज रखा जाता है, तो परिवर्तन तुरंत नहीं होंगे, लेकिन केवल एक निश्चित गति से होंगे। वे लहरों की तरह अंतरिक्ष में फैलेंगे। यह यांत्रिक बलों की उपस्थिति के साथ होगा जो इस समन्वय प्रणाली में अन्य वाहकों पर कार्य करते हैं। और यहाँ हम मुख्य बात पर आते हैं! उभरती ताकतें प्रत्यक्ष प्रभाव का परिणाम नहीं हैं, बल्कि एक ऐसे वातावरण के माध्यम से बातचीत का परिणाम हैं जो गुणात्मक रूप से बदल गया है। जिस स्थान में ऐसे परिवर्तन होते हैं उसे विद्युत क्षेत्र कहते हैं।
विशेषताएं
विद्युत क्षेत्र में स्थित आवेश उस पर लगने वाले बल की दिशा में गति करता है। क्या आराम की स्थिति प्राप्त करना संभव है? हाँ, यह काफी वास्तविक है। लेकिन इसके लिए विद्युत क्षेत्र की ताकत को कुछ लोगों द्वारा संतुलित किया जाना चाहिएअन्य प्रभाव। जैसे ही असंतुलन होता है, चार्ज फिर से बढ़ना शुरू कर देता है। इस मामले में दिशा अधिक बल पर निर्भर करेगी। हालांकि अगर उनमें से बहुत सारे हैं, तो अंतिम परिणाम कुछ संतुलित और सार्वभौमिक होगा। बेहतर ढंग से कल्पना करने के लिए कि आपको किसके साथ काम करना है, बल की रेखाओं को दर्शाया गया है। उनके निर्देश अभिनय बलों के अनुरूप हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बल की रेखाओं की शुरुआत और अंत दोनों होते हैं। दूसरे शब्दों में, वे अपने आप को बंद नहीं करते हैं। वे सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए निकायों से शुरू होते हैं, और नकारात्मक पर समाप्त होते हैं। यह सब कुछ नहीं है, बल की रेखाओं, उनकी सैद्धांतिक पृष्ठभूमि और व्यावहारिक कार्यान्वयन के बारे में अधिक विस्तार से, हम पाठ में थोड़ा आगे बात करेंगे और कूलम्ब के नियम के साथ उन पर विचार करेंगे।
विद्युत क्षेत्र की ताकत
इस विशेषता का उपयोग विद्युत क्षेत्र को मापने के लिए किया जाता है। यह समझना काफी मुश्किल है। विद्युत क्षेत्र (ताकत) की यह विशेषता एक भौतिक मात्रा है जो सकारात्मक परीक्षण चार्ज पर कार्रवाई के बल के अनुपात के बराबर होती है, जो अंतरिक्ष में एक निश्चित बिंदु पर स्थित होती है, इसके मूल्य के लिए। यहां एक खास पहलू है। यह भौतिक राशि एक सदिश राशि है। इसकी दिशा उस बल की दिशा से मेल खाती है जो धनात्मक परीक्षण आवेश पर कार्य करता है। आपको एक बहुत ही सामान्य प्रश्न का उत्तर भी देना चाहिए और ध्यान दें कि विद्युत क्षेत्र की ताकत विशेषता ठीक तीव्रता है। और अचल और अपरिवर्तनीय विषयों का क्या होता है? उनका विद्युत क्षेत्र इलेक्ट्रोस्टैटिक माना जाता है। पॉइंट चार्ज के साथ काम करते समय औरतनाव के अध्ययन में रुचि बल की रेखाओं और कूलम्ब के नियम द्वारा प्रदान की जाती है। यहाँ क्या सुविधाएँ मौजूद हैं?
कूलम्ब का नियम और बल की रेखाएँ
इस मामले में विद्युत क्षेत्र की बल विशेषता केवल एक बिंदु आवेश के लिए काम करती है, जो इससे एक निश्चित त्रिज्या की दूरी पर स्थित होता है। और अगर हम यह मान मॉड्यूल लेते हैं, तो हमारे पास एक कूलम्ब फ़ील्ड होगा। इसमें सदिश की दिशा सीधे आवेश के चिन्ह पर निर्भर करती है। इसलिए, यदि यह सकारात्मक है, तो क्षेत्र त्रिज्या के साथ "चलेगा"। विपरीत स्थिति में, वेक्टर को सीधे चार्ज पर ही निर्देशित किया जाएगा। क्या हो रहा है और कैसे हो रहा है, इसकी एक दृश्य समझ के लिए, आप स्वयं को उन रेखाचित्रों से खोज और परिचित कर सकते हैं जो बल की रेखाएँ दिखाते हैं। पाठ्यपुस्तकों में विद्युत क्षेत्र की मुख्य विशेषताएं, हालांकि व्याख्या करना मुश्किल है, लेकिन चित्र, उन्हें उनका अधिकार दिया जाना चाहिए, वे उच्च गुणवत्ता वाले हैं। सच है, किसी को किताबों की ऐसी विशेषता पर ध्यान देना चाहिए: बल रेखाओं के चित्र बनाते समय, उनका घनत्व तनाव वेक्टर के मापांक के समानुपाती होता है। यह एक छोटा सा संकेत है जो ज्ञान नियंत्रण या परीक्षा में बहुत मददगार हो सकता है।
संभावित
चार्ज हमेशा तब चलता है जब बलों का संतुलन नहीं होता है। यह हमें बताता है कि इस स्थिति में विद्युत क्षेत्र में स्थितिज ऊर्जा होती है। दूसरे शब्दों में, यह कुछ काम कर सकता है। आइए एक छोटा सा उदाहरण देखें। एक विद्युत क्षेत्र ने एक बिंदु से आवेश को स्थानांतरित कर दिया हैऔर बी में। परिणामस्वरूप, क्षेत्र की संभावित ऊर्जा में कमी होती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि काम हो चुका है। यदि बाहरी प्रभाव में आंदोलन किया गया तो विद्युत क्षेत्र की यह शक्ति विशेषता नहीं बदलेगी। इस मामले में, संभावित ऊर्जा घटेगी नहीं, बल्कि बढ़ेगी। इसके अलावा, विद्युत क्षेत्र की यह भौतिक विशेषता लागू बाहरी बल के प्रत्यक्ष अनुपात में बदल जाएगी, जिसने विद्युत क्षेत्र में आवेश को स्थानांतरित कर दिया। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस मामले में किए गए सभी कार्य संभावित ऊर्जा को बढ़ाने पर खर्च किए जाएंगे। विषय को समझने के लिए, आइए निम्नलिखित उदाहरण लेते हैं। तो हमारे पास एक सकारात्मक चार्ज है। यह विद्युत क्षेत्र के बाहर स्थित है जिस पर विचार किया जा रहा है। इसके कारण, प्रभाव इतना छोटा है कि इसे अनदेखा किया जा सकता है। एक बाहरी बल उत्पन्न होता है, जो विद्युत क्षेत्र में आवेश का परिचय देता है। वह हिलने-डुलने के लिए जरूरी काम करती है। इस मामले में, क्षेत्र की ताकतों पर काबू पा लिया जाता है। इस प्रकार, एक क्रिया क्षमता उत्पन्न होती है, लेकिन पहले से ही विद्युत क्षेत्र में ही। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह एक विषम संकेतक हो सकता है। तो, वह ऊर्जा जो धनात्मक आवेश की प्रत्येक विशिष्ट इकाई से संबंधित होती है, उस बिंदु पर क्षेत्र की क्षमता कहलाती है। यह संख्यात्मक रूप से उस कार्य के बराबर है जो किसी बाहरी बल द्वारा विषय को किसी स्थान पर ले जाने के लिए किया गया था। क्षेत्र विभव वोल्ट में मापा जाता है।
वोल्टेज
किसी भी विद्युत क्षेत्र में, आप देख सकते हैं कि कैसे सकारात्मक चार्ज उच्च क्षमता वाले बिंदुओं से "माइग्रेट" करते हैं जिनके पास इस पैरामीटर के निम्न मान हैं।नकारात्मक इस मार्ग का विपरीत दिशा में अनुसरण करते हैं। लेकिन दोनों ही स्थितियों में यह स्थितिज ऊर्जा की उपस्थिति के कारण ही होता है। इससे वोल्टेज की गणना की जाती है। ऐसा करने के लिए, उस मूल्य को जानना आवश्यक है जिससे क्षेत्र की संभावित ऊर्जा कम हो गई है। वोल्टेज संख्यात्मक रूप से उस कार्य के बराबर है जो दो विशिष्ट बिंदुओं के बीच एक सकारात्मक चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए किया गया था। इससे एक दिलचस्प पत्राचार देखा जा सकता है। तो, इस मामले में वोल्टेज और संभावित अंतर एक ही भौतिक इकाई हैं।
विद्युत क्षेत्रों का सुपरपोजिशन
तो, हमने विद्युत क्षेत्र की मुख्य विशेषताओं पर विचार किया है। लेकिन विषय को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हम अतिरिक्त रूप से कई मापदंडों पर विचार करने का प्रस्ताव करते हैं जो महत्वपूर्ण हो सकते हैं। और हम विद्युत क्षेत्रों के अध्यारोपण के साथ प्रारंभ करेंगे। पहले, हमने उन स्थितियों पर विचार किया जिनमें केवल एक विशिष्ट शुल्क था। लेकिन उनमें से बहुत सारे खेतों में हैं! इसलिए, वास्तविकता के करीब की स्थिति पर विचार करते हुए, आइए कल्पना करें कि हमारे पास कई आरोप हैं। फिर यह पता चलता है कि वेक्टर जोड़ के नियम का पालन करने वाले बल परीक्षण विषय पर कार्य करेंगे। साथ ही, सुपरपोजिशन का सिद्धांत कहता है कि एक जटिल आंदोलन को दो या अधिक सरल लोगों में विभाजित किया जा सकता है। सुपरपोजिशन को ध्यान में रखे बिना एक यथार्थवादी गति मॉडल विकसित करना असंभव है। दूसरे शब्दों में, मौजूदा परिस्थितियों में हम जिस कण पर विचार कर रहे हैं, वह विभिन्न आवेशों से प्रभावित होता है, जिनमें से प्रत्येक का अपना होता हैविद्युत क्षेत्र।
उपयोग
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अब विद्युत क्षेत्र की संभावनाओं का पूरी तरह से उपयोग नहीं किया जा रहा है। यहां तक कि यह कहना अधिक सही होगा कि इसकी क्षमता का शायद ही हम उपयोग करते हैं। चिज़ेव्स्की के झूमर को विद्युत क्षेत्र की संभावनाओं के व्यावहारिक कार्यान्वयन के रूप में उद्धृत किया जा सकता है। इससे पहले, पिछली शताब्दी के मध्य में, मानव जाति ने अंतरिक्ष का पता लगाना शुरू किया था। लेकिन वैज्ञानिकों के पास कई अनसुलझे सवाल थे। उनमें से एक हवा और इसके हानिकारक घटक हैं। सोवियत वैज्ञानिक चिज़ेव्स्की, जो उसी समय विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा विशेषता में रुचि रखते थे, ने इस समस्या का समाधान निकाला। और यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उसे वास्तव में अच्छा विकास मिला है। यह उपकरण छोटे डिस्चार्ज के कारण एयरोयनिक वायु प्रवाह बनाने की तकनीक पर आधारित था। लेकिन लेख के ढांचे के भीतर, हमें डिवाइस में ही उतनी दिलचस्पी नहीं है, जितनी कि इसके संचालन के सिद्धांत में। तथ्य यह है कि चिज़ेव्स्की झूमर के कामकाज के लिए एक स्थिर शक्ति स्रोत का उपयोग नहीं किया गया था, लेकिन एक विद्युत क्षेत्र! ऊर्जा को केंद्रित करने के लिए विशेष कैपेसिटर का उपयोग किया गया था। पर्यावरण के विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा विशेषता ने डिवाइस की सफलता को काफी प्रभावित किया। यानी यह उपकरण विशेष रूप से अंतरिक्ष यान के लिए विकसित किया गया था, जो सचमुच इलेक्ट्रॉनिक्स से भरा हुआ है। यह निरंतर बिजली स्रोतों से जुड़े अन्य उपकरणों की गतिविधियों के परिणामों द्वारा संचालित था। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दिशा का त्याग नहीं किया गया था, और विद्युत क्षेत्र से ऊर्जा लेने की संभावना की जांच की जा रही है। सच,यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि महत्वपूर्ण प्रगति अभी तक हासिल नहीं हुई है। चल रहे शोध के अपेक्षाकृत छोटे पैमाने पर ध्यान देना भी आवश्यक है, और यह तथ्य कि उनमें से अधिकांश स्वयंसेवी आविष्कारकों द्वारा किए गए हैं।
विद्युत क्षेत्र की विशेषताएँ किससे प्रभावित होती हैं?
उनका अध्ययन क्यों? जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, विद्युत क्षेत्र की विशेषताएं ताकत, वोल्टेज और क्षमता हैं। एक सामान्य सामान्य व्यक्ति के जीवन में, ये पैरामीटर महत्वपूर्ण प्रभाव का दावा नहीं कर सकते। लेकिन जब सवाल उठता है कि कुछ बड़ा और जटिल किया जाना चाहिए, तो उन पर विचार न करना एक विलासिता है। तथ्य यह है कि अत्यधिक संख्या में इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्र (या उनकी अत्यधिक शक्ति) उपकरण द्वारा संकेतों के संचरण में हस्तक्षेप की ओर ले जाते हैं। यह प्रेषित जानकारी के विरूपण की ओर जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह इस प्रकार की एकमात्र समस्या नहीं है। प्रौद्योगिकी के सफेद शोर के अलावा, अत्यधिक मजबूत इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्र भी मानव शरीर के कामकाज को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कमरे के एक छोटे से आयनीकरण को अभी भी एक आशीर्वाद माना जाता है, क्योंकि यह मानव आवास की सतहों पर धूल के जमाव में योगदान देता है। लेकिन अगर आप देखें कि हमारे घरों में कितने प्रकार के उपकरण (रेफ्रिजरेटर, टीवी, बॉयलर, टेलीफोन, बिजली व्यवस्था, आदि) हैं, तो हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि, अफसोस, यह हमारे स्वास्थ्य के लिए अच्छा नहीं है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विद्युत क्षेत्रों की निम्न विशेषताएं हमें लगभग कोई नुकसान नहीं पहुंचाती हैं, क्योंकिमानवता लंबे समय से ब्रह्मांडीय विकिरण की आदी रही है। लेकिन इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में कहना मुश्किल है। बेशक, यह सब मना करना संभव नहीं होगा, लेकिन मानव शरीर पर विद्युत क्षेत्रों के नकारात्मक प्रभाव को सफलतापूर्वक कम करना संभव है। इसके लिए, वैसे, प्रौद्योगिकी के ऊर्जा कुशल उपयोग के सिद्धांतों को लागू करने के लिए पर्याप्त है, जो तंत्र के संचालन समय को कम करने के लिए प्रदान करते हैं।
निष्कर्ष
हमने जांच की कि भौतिक मात्रा विद्युत क्षेत्र की विशेषता क्या है, कहां उपयोग किया जाता है, विकास की क्षमता क्या है और रोजमर्रा की जिंदगी में उनका अनुप्रयोग क्या है। लेकिन फिर भी मैं विषय के बारे में कुछ अंतिम शब्द जोड़ना चाहूंगा। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि काफी बड़ी संख्या में लोग उनमें रुचि रखते थे। इतिहास में सबसे अधिक दिखाई देने वाले निशानों में से एक प्रसिद्ध सर्बियाई आविष्कारक निकोला टेस्ला द्वारा छोड़ा गया था। इसमें, वह अपनी योजनाओं के कार्यान्वयन के संबंध में काफी सफलता हासिल करने में कामयाब रहे, लेकिन, अफसोस, ऊर्जा दक्षता के मामले में नहीं। इसलिए, यदि इस दिशा में काम करने की इच्छा है, तो बहुत सारे अनदेखे अवसर हैं।
