बिंदु आवेश के कारण विभव

Potential due to a point charge

अंतरिक्ष में एक विद्युत आवेश धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है और इसमें अपने चारों ओर एक "विद्युत क्षेत्र" बनाने की क्षमता होती है। विद्युत क्षेत्र एक अदृश्य बल क्षेत्र की तरह है, और यदि पास में एक और छोटा सकारात्मक परीक्षण चार्ज रखा जाता है, तो यह एक बल का अनुभव करता है और इस विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में आगे बढ़ता है ।

यदि इस बिंदु विद्युत आवेश की उपस्थिति के कारण अंतरिक्ष में एक विशिष्ट बिंदु पर एक सकारात्मक परीक्षण चार्ज उपस्थित है तो इसमे विद्यमान "विद्युत ऊर्जा" के मापन के लीए गणितीय सूत्रों का उपयोग कीया जा सकता है ।

माप के लीए गणितीय सूत्र

एक बिंदु आवेश Q के किसी मुक्ताकाश के ऐसे स्थान,जिसकी उस बिन्दु आवेश से r दूरी हो, पर उत्पन्न होने वाले विद्युत विभव की गणितीय गणना के लीए नीचे दीये गए सूत्र का उपयोग कीया जाता है

$V_{\mathbf {E} }={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {Q}{r}},$

जहां

$\varepsilon _{0}$ निर्वात की पारगम्यता है,

$V_{E}$को कूलम्ब विभव के रूप में जाना जाता है।

आवेश Q द्वारा निर्मित विद्युत विभव V = Q/(4πε0r) है। Q के भिन्न-भिन्न मानों से विद्युत क्षमता, V, के भिन्न-भिन्न मान प्राप्त होते हैं।

यहाँ ध्यान देने योग्य यह है कि, एक बिंदु आवेश के कारण विद्युत क्षेत्र के परिमाण के मूल्यांकन के समान, विद्युत विभव का त्रिज्या$(r)$ से मापन संबंध, व्युत्क्रम वर्ग ${\frac {1}{r^{2}}}$, न होकर त्रिज्या के व्युत्क्रम ${\frac {1}{r}}.$ से संबंध रखता है।

आपको बेहतर ढंग से समझने में मदद करने के लिए यहां एक सादृश्य दिया गया है: कल्पना करें कि आपके पास एक गेंद है, और आप इसे जमीन से उठाते हैं, जिससे जमीन से इसकी ऊंचाई के कारण इसे कुछ "संभावित ऊर्जा" मिलती है। आप गेंद को जितना ऊपर उठाएंगे, उसमें उतनी ही अधिक संभावित ऊर्जा प्राप्त होगी। इसी प्रकार, जब एक सकारात्मक परीक्षण चार्ज को बिंदु चार्ज के करीब रखा जाता है, तो यह अधिक विद्युत क्षमता प्राप्त करता है।

   यदि बिंदु आवेश धनात्मक है, तो यह अपने चारों ओर धनात्मक विद्युत क्षमता का एक क्षेत्र बनाता है। सकारात्मक परीक्षण चार्ज की क्षमता सकारात्मक बिंदु चार्ज के करीब होने पर अधिक होगी और दूर होने पर कम क्षमता होगी।

   यदि बिंदु आवेश ऋणात्मक है, तो यह अपने चारों ओर ऋणात्मक विद्युत विभव का एक क्षेत्र बनाता है। सकारात्मक परीक्षण चार्ज की क्षमता नकारात्मक बिंदु चार्ज से दूर होने पर अधिक होगी और करीब होने पर कम क्षमता होगी।

एक बिंदु आवेश के कारण विद्युत क्षमता दूरी के साथ घटती जाती है। इसलिए, आप बिंदु आवेश से जितना दूर जाते हैं, विद्युत क्षमता उतनी ही कम होती जाती है।

हम विद्युत क्षमता को दर्शाने के लिए प्रतीक "V" का उपयोग करते हैं, और विद्युत क्षमता की इकाई को "वोल्ट" (V) कहा जाता है।

संक्षेप में

एक बिंदु आवेश के कारण विद्युत क्षमता एक माप की तरह है कि आवेश के चारों ओर विभिन्न स्थितियों में एक सकारात्मक परीक्षण आवेश में कितनी विद्युत ऊर्जा होगी। यह समझने के लिए एक आवश्यक अवधारणा है कि अंतरिक्ष में विद्युत आवेश एक दूसरे से कैसे संपर्क करते हैं और एक दूसरे को प्रभावित करते हैं।