इलेक्ट्रोस्टैटिक बल और दूरी: क्या, कब, कैसे और विस्तृत तथ्य

इस लेख में, हम इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के बारे में चर्चा करने जा रहे हैं, और यह पूरी तरह से दूरी पर कैसे निर्भर करता है।

दो आवेशित कणों के बीच एक बल को इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के रूप में जाना जाता है और बल की ताकत कण द्वारा धारण किए गए आवेश की मात्रा और अन्य आवेशित कण से इसे अलग करने की दूरी पर निर्भर करती है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक बल और दूरी ग्राफ

विराम अवस्था में दो आवेशों के बीच स्थिरवैद्युत बल संबंध द्वारा दिया जाता है:-

ई = 1/4 (क्यू₁q₂/r²)

यदि दोनों आवेशों के बीच की दूरी बढ़ जाती है, तो समान आवेशों के बीच स्थिरवैद्युत बल कम हो जाएगा, और विपरीत आवेशों के बीच की दूरी को बढ़ाने पर स्थिरवैद्युत बल में वृद्धि होगी।

यदि दोनों आवेश समान आवेश हैं तो दोनों आवेशों का गुणनफल धनात्मक होगा और इसलिए स्थिरवैद्युत बल धनात्मक होगा।

जैसे-जैसे दो आवेशों के बीच की दूरी बढ़ती है, बल शुरू में तेजी से गिरता है और फिर धीरे-धीरे और कम होता जाता है। इसलिए, उपरोक्त ग्राफ एक घातीय वक्र दिखाता है।

पर और अधिक पढ़ें दो प्लेटों के बीच विद्युत क्षेत्र: सूत्र, परिमाण, दिशा, छोटा सा भूत पूछे जाने वाले प्रश्न.

उदाहरण: दो शुल्कों पर विचार करें q₁ और क्यू₂ क्रमशः 1C और 2C के प्रभार वाले। इन दो आवेशों के बीच स्थिरवैद्युत बल में भिन्नता का पता लगाएं, दो परिवर्तनों के बीच की दूरी है, और फिर ग्राफ को प्लॉट करें।

दिया हुआ: q₁ = 1सी

q₂ = 2सी

डी = 1 सेमी . पर

E₁=1/4πɛ क्यू₁q₂/r²

E₁= 9 * 10⁹*{1सी*2सी/(1)²}

= 9 * 10⁹*2=18*10⁹N

डी = 2 सेमी . पर

E₂=1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

E₂= 9 * 10⁹*(1सी*2सी/(2)²)

E₂= 9 * 10⁹*फ्रैक{2/4}

= 9* 10⁹*0.5=4.5*10⁹ N

डी = 3 सेमी . पर

E₃= 1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

= 9 * 10⁹*(2/9)

= 2* 10⁹ N

डी = 4 सेमी . पर

E₄= 1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

E₄= 9 * 10⁹*{1सी*2सी/(4)²}

= 9 * 10⁹*{2/16}

= 1.125 * 10⁹ N

डी = 5 सेमी . पर

E₅= 1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

E₅= 9 * 10⁹*{1सी* 2सी/(5)²}

= 9 * 10⁹*{2/25}

= 0.72 * 10⁹N

अब, उपरोक्त के लिए आलेख तैयार करते हैं

हमारे पास है,

अतः यह स्पष्ट है कि विद्युत बल यदि दो आवेश आवेशित कणों की तरह हैं तो दूरी के विस्तार के साथ तेजी से घटेगा।

इसके अलावा, आइए हम स्थिरवैद्युत बल और दूरी के बीच के संबंध को देखें यदि दो आवेश असमान आवेश हैं। हम अच्छी तरह से जानते हैं कि दो विपरीत आवेश एक-दूसरे के प्रति आकर्षण बल दर्शाते हैं, और इसलिए यदि उनके बीच की दूरी बढ़ जाती है तो यह बल बढ़ जाएगा और ग्राफ नीचे दिखाए गए जैसा दिखेगा: -

एक ऋणावेशित और एक धनावेशित कण का गुणनफल उत्पाद को ऋणात्मक देगा और इसलिए स्थिरवैद्युत बल ऋणात्मक होता है। जैसे-जैसे दोनों को अलग करने वाली दूरी बढ़ती जाएगी, प्रति वर्ग दूरी में दोनों के बीच आकर्षण बल बढ़ता जाएगा।

आइए नीचे दिए गए एक सरल उदाहरण को लेते हुए समझें कि इस मामले में भी ग्राफ एक घातीय वक्र क्यों दिखाता है।

उदाहरण: दो शुल्कों पर विचार करें q₁ और क्यू₂ क्रमशः -1C और 2C के प्रभार वाले। दो आवेशित कणों को अलग करने वाली परिवर्तनशील दूरी के साथ स्थिरवैद्युत बल ज्ञात कीजिए और फिर उसी के लिए आलेख आलेखित कीजिए।

दिया हुआ: q₁ = -1सी

q₂ = 2सी

डी = 1 सेमी . पर

E₅= 1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

E₅= 9 * 10⁹*{-1सी*2सी/(1)²}

= 9 * 10⁹ * (-2)=-18*10⁹N

डी = 2 सेमी . पर

E₂= 1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

E₂= 9 * 10⁹*{-1सी*2सी/(2)²}

E₂= 9* 10⁹*{-2/4}

= 9 * 10⁹(-0.5)=-4.5*10⁹N

डी = 3 सेमी . पर

E₃= 1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

E₃= 9 * 10⁹*{-1सी*2सी/(3)²}

= 9 * 10⁹*{-2/9}

=-2*10⁹ N

डी = 4 सेमी . पर

E₄= 1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

E₄= 9* 10⁹*{-1सी*2सी/(4)²}

= 9 * 10⁹*{-2/16}

=-1.125*10⁹N

डी = 5 सेमी . पर

E₅= 1/4πɛ (क्यू .)₁q₂/r²)

E₅= 9 * 10⁹*{-1सी*2सी/(5)²}

= 9 * 10⁹*{-2/25}

=-0.72*10⁹N

अब, उपरोक्त के लिए आलेख तैयार करते हैं

हमारे पास है,

अतः ग्राफ से यह स्पष्ट है कि जैसे-जैसे दो विपरीत आवेशों के बीच की दूरी बढ़ती है, दूरी के साथ-साथ स्थिरवैद्युत बल भी बढ़ता है।

पर और अधिक पढ़ें इलेक्ट्रोस्टैटिक बल रूढ़िवादी है: संपूर्ण अंतर्दृष्टि.

इलेक्ट्रोस्टैटिक बल और दूरी कैसे संबंधित हैं?

इलेक्ट्रोस्टैटिक बल दूरी से संबंधित है E= 1/4πɛ(q .)₁q₂/r²)

यदि हम दोनों आवेशों को अलग-अलग कर दें तो दोनों के बीच आकर्षण बल बढ़ जाएगा और यदि आवेशों को एक दूसरे के पास रखा जाए तो प्रतिकर्षण बल बढ़ जाएगा।

इलेक्ट्रोस्टैटिक बल मुख्य रूप से कणों के आवेश पर निर्भर करता है जिसके आधार पर चित्र में आकर्षण या प्रतिकर्षण बल आता है। यह पूरी तरह से कण के आवेश और दूरी पर निर्भर करता है।

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समस्या: तीन आवेशित कणों को अलग-अलग आवेशों वाली दूरी से अलग किया जाता है जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। चार्ज Q . पर इलेक्ट्रोस्टैटिक बल की गणना करें₁.

आवेश Q . के बीच स्थिरवैद्युत बल₁ और क्यू₂ is

E₁=1/4πɛ₀(q₁q₂/r²)

= 9 * 10⁹*{1सी*3सी/(2)²}

= 9 * 10⁹*{3/4}

= 6.75 * 10⁹N

आवेश Q . के बीच स्थिरवैद्युत बल₁ और क्यू₃ is

E₂=1/4πɛ₀(q₁q₂/r²)

= 9 * 10⁹*{1सी*(-2)/(3)²}

= 9 * 10⁹* {(-2)/9}

=-2*10⁹N

इसलिए बिंदु पर अभिनय करने वाला शुद्ध बल

एफ = ई₁+ ई₂

=(6.75-2)*10⁹

= 4.75 * 10⁹N

बिंदु आवेश पर शुद्ध बल Q₁ 4.75 × 10 . है⁹ N.

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क्या इलेक्ट्रोस्टैटिक बल दूरी के साथ बढ़ता है?

इलेक्ट्रोस्टैटिक बल दूरी के साथ बढ़ता है यदि रखे गए दो विद्युत आवेश विपरीत आवेश हैं।

चूंकि इलेक्ट्रोस्टैटिक बल दो विद्युत आवेशों को अलग करने वाली दूरी से व्युत्क्रमानुपाती होता है, इसलिए आकर्षण बल तब बढ़ेगा जब यह दूरी अधिक और अधिक हो जाएगी।

प्रतिकारक आरोपों के बीच ऐसा नहीं है। यदि दो विद्युत आवेशों को अलग करने वाली दूरी बढ़ जाती है, तो दोनों आवेशों के बीच प्रतिकर्षण बल कम हो जाएगा। इसलिए, समान आवेशों के मामले में, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल कम हो जाएगा क्योंकि दो विद्युत आवेशों के बीच का अंतर कम हो जाएगा।

पर और अधिक पढ़ें विद्युत क्षेत्र में गतिमान आवेश पर बल: कई दृष्टिकोण और समस्या उदाहरण.

दूरी कैसे बल बढ़ाती है?

यदि समान आवेशों के बीच की दूरी कम कर दी जाती है और विपरीत आवेशों के बीच की दूरी बढ़ा दी जाती है, तो बल बढ़ जाता है।

दो विपरीत आवेशों के बीच आकर्षण बल बढ़ जाता है यदि दो आवेशों को अलग करने वाली दूरी बढ़ जाती है, और प्रतिकारक इलेक्ट्रोस्टैटिक बल अधिक होगा जब दो समान आवेश एक दूसरे के बहुत करीब होंगे, अर्थात यदि दोनों आवेशों के बीच की दूरी होगी न्यूनतम हो।

इलेक्ट्रोस्टैटिक बल कैसे काम करता है?

दो आवेशों के बीच लगने वाले आकर्षण या प्रतिकर्षण बल को स्थिरवैद्युत बल कहते हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक बल सीधे उस आवेश पर निर्भर करता है जो कण द्वारा गठित प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या के आधार पर एक कण वहन करता है।

किसी आवेश के आधार पर दो आवेशों के बीच कुछ दूरी से अलग किए गए आकर्षण या प्रतिकर्षण का बल होता है। विपरीत आवेश आकर्षण के इलेक्ट्रोस्टैटिक बल को दिखाते हैं क्योंकि कण में इलेक्ट्रॉन वाहक उस कण की ओर आकर्षित होते हैं जिसमें प्रोटॉन के अधिकतम वाहक होते हैं जो सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉन धनात्मक रूप से आवेशित कण में रिक्त स्थान को भर सकते हैं।

ठीक है, समान आरोप विपरीत रूप से दूर धकेलने के लिए एक दूसरे पर बल लागू करेंगे। इसका कारण यह है कि दो धनावेशित कणों में प्रोटॉन की अधिकतम संख्या होगी और इसलिए इलेक्ट्रॉनों की उपलब्धता न होने पर वे दूर चले जाएंगे। ऐसा ही मामला है जब दो आवेश ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं और उनमें इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिक होती है, कण अब अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉनों को नहीं लेगा इसलिए एक दूसरे के प्रति आकर्षण नहीं दिखाता है।

पर और अधिक पढ़ें इलेक्ट्रोस्टाटिक्स.

आम सवाल-जवाब

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता क्या है?

विद्युत आवेशों की कार्य करने या कार्य करने की क्षमता उस आवेश की विद्युत क्षमता को परिभाषित करती है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता एक चार्ज कण को ​​एक अनंत स्थिति से एक सीमित दूरी तक लाने के लिए आवश्यक ऊर्जा है जो कि बिंदु चार्ज और उस कण के बीच एक अनंत दूरी पर इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के आवेदन द्वारा होती है।

विद्युत विभव विद्युत बल से किस प्रकार भिन्न है?

विद्युत विभव एक कण की ऊर्जा है जबकि विद्युत बल दो या अधिक आवेशित कणों के कारण लगाया गया बल है।

किसी आवेशित कण को ​​कार्य करने के लिए आवश्यक ऊर्जा विद्युत क्षमता कहलाती है, और इसके विपरीत, दो आवेशित कणों के बीच अर्जित बल विद्युत बल है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक्स क्या है?

इलेक्ट्रोस्टैटिक्स शब्द विद्युत आवेश वाहकों और उनकी विशेषताओं से संबंधित है।

कण में आवेश वाहकों की संख्या के आधार पर हमेशा आकर्षण और प्रतिकर्षण का बल होता है जिसे इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के रूप में जाना जाता है।

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