चालक स्थिरवैद्युतिकी

Electrostatics of conductor

चालक स्थिरवैद्युतिकी (इलेक्ट्रोस्टैटिक्स) आराम की स्थिति में विद्युत आवेशों का अध्ययन है। चालक (कंडक्टर) वे सामग्रियां हैं, जो इलेक्ट्रॉनों को एक कण से दूसरे कण में स्वतंत्र रूप से प्रवाहित होने देती हैं। इसका तात्पर्य यह है कि जब किसी चालक को चार्ज किया जाता है, तो चार्ज पूरे चालक में घूमने के लिए स्वतंत्र होते हैं जब तक कि वे समान रूप से वितरित न हो जाएं।

कंडक्टरों का स्थिरवैद्युतिकी निम्नलिखित सिद्धांतों द्वारा नियंत्रित होता है:

• किसी चालक के अंदर विद्युत क्षेत्र शून्य होता है।
• ऐसा इसलिए है क्योंकि कंडक्टर में मुक्त इलेक्ट्रॉन इस तरह से चलते हैं कि विद्युत क्षेत्र रद्द हो जाता है।
• किसी चालक की सतह एक समविभव सतह होती है। इसका मतलब यह है कि कंडक्टर की सतह पर सभी बिंदुओं की क्षमता समान है।

किसी चालक पर आवेश उसकी सतह पर रहता है। इसका कारण यह है कि चालक में मुक्त इलेक्ट्रॉन चालक की सतह की ओर आकर्षित होते हैं, जहां वे चालक के विद्युत क्षेत्र द्वारा अपनी जगह पर बने रहते हैं।

महत्वपूर्ण परिणाम व उदाहरण

इन सिद्धांतों के कई महत्वपूर्ण परिणाम हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप किसी आवेशित वस्तु को किसी चालक के पास लाते हैं, तो चालक पर आवेश स्वयं को पुनर्वितरित कर देंगे, जिससे चालक के अंदर विद्युत क्षेत्र शून्य हो जाएगा। इसका मतलब यह है कि कंडक्टर को छूने पर आपको झटका महसूस नहीं होगा।

इन सिद्धांतों का एक और परिणाम यह है कि किसी चालक की धारिता उसके सतह क्षेत्र के सीधे आनुपातिक होती है।

यहां कंडक्टरों के कुछ अतिरिक्त गुण दिए गए हैं:

• विद्युत क्षेत्र रेखाएं हमेशा किसी चालक की सतह के लंबवत होती हैं।
• कंडक्टर पर चार्ज हमेशा वितरित किया जाता है ताकि सतह पर सभी बिंदुओं पर क्षमता समान हो।
• किसी चालक की धारिता संधारित्र की प्लेटों के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होती है।