विद्युत आवेश और उसके गुण

प्रकृति में होने वाली भौतिक प्रक्रियाओं को हमेशा आणविक-गतिज सिद्धांत, यांत्रिकी या ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों की क्रिया द्वारा नहीं समझाया जाता है। ऐसे विद्युत चुम्बकीय बल भी हैं जो दूरी पर कार्य करते हैं और शरीर के वजन पर निर्भर नहीं होते हैं।

उनकी अभिव्यक्तियों को पहली बार ग्रीस के प्राचीन वैज्ञानिकों के कार्यों में वर्णित किया गया था, जब उन्होंने एम्बर के साथ व्यक्तिगत पदार्थों के प्रकाश, छोटे कणों को ऊन के खिलाफ रगड़ कर आकर्षित किया था।

इलेक्ट्रोडायनामिक्स के विकास में वैज्ञानिकों का ऐतिहासिक योगदान

अंग्रेजी शोधकर्ता विलियम हिल्बर्ट द्वारा एम्बर के साथ प्रयोगों का विस्तार से अध्ययन किया गया था। 16 वीं शताब्दी के अंतिम वर्षों में, उन्होंने "विद्युतीकृत" शब्द के साथ दूरी से अन्य निकायों को आकर्षित करने में सक्षम अपने काम और परिभाषित वस्तुओं का लेखा-जोखा बनाया।

फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी चार्ल्स ड्यूफे ने विपरीत संकेतों के साथ आरोपों के अस्तित्व की स्थापना की: कुछ रेशम के कपड़े पर कांच की वस्तुओं को रगड़ कर बनाए गए थे, और अन्य - ऊन पर रेजिन। उसने उन्हें यही कहा: कांच और राल। शोध पूरा करने के बाद, बेंजामिन फ्रैंकलिन ने नकारात्मक और सकारात्मक चार्ज की अवधारणा पेश की।

चार्ल्स विसुल्का अपने स्वयं के आविष्कार के मरोड़ संतुलन को डिजाइन करके आरोपों की ताकत को मापने की संभावना का एहसास करता है।

रॉबर्ट मिलिकेन, प्रयोगों की एक श्रृंखला के आधार पर, उन्होंने किसी भी पदार्थ के विद्युत आवेशों की असतत प्रकृति को स्थापित किया, यह साबित करते हुए कि उनमें एक निश्चित संख्या में प्राथमिक कण होते हैं। (इस शब्द की एक अन्य अवधारणा के साथ भ्रमित नहीं होना - विखंडन, असततता।)

इन वैज्ञानिकों के कार्यों ने विद्युत आवेशों और उनके संचलन द्वारा निर्मित विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में होने वाली प्रक्रियाओं और घटनाओं के आधुनिक ज्ञान के आधार के रूप में कार्य किया, जिसका अध्ययन इलेक्ट्रोडायनामिक्स द्वारा किया गया।

उनकी बातचीत के शुल्क और सिद्धांतों का निर्धारण

इलेक्ट्रिक चार्ज उन पदार्थों के गुणों को दर्शाता है जो उन्हें विद्युत क्षेत्र बनाने और विद्युत चुम्बकीय प्रक्रियाओं में बातचीत करने की क्षमता प्रदान करते हैं। इसे बिजली की मात्रा भी कहा जाता है और इसे भौतिक स्केलर मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है। प्रतीकों "क्यू" या "क्यू" का उपयोग चार्ज को इंगित करने के लिए किया जाता है, और इकाई "लटकन" का उपयोग माप में किया जाता है, जिसका नाम फ्रांसीसी वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया है जिसने एक अनूठी तकनीक विकसित की है।

उन्होंने एक उपकरण बनाया, जिसके शरीर में क्वार्ट्ज के पतले धागे पर लटकी गेंदों का इस्तेमाल किया गया था। वे एक निश्चित तरीके से अंतरिक्ष में उन्मुख थे और उनकी स्थिति समान विभाजनों के साथ स्नातक स्तर पर दर्ज की गई थी।

ढक्कन में एक विशेष छेद के माध्यम से, अतिरिक्त चार्ज वाली एक और गेंद को इन गेंदों में लाया गया। अंतःक्रिया की परिणामी शक्तियों ने गेंदों को अपने स्विंग को घुमाने के लिए विक्षेपित करने के लिए मजबूर किया। चार्ज करने से पहले और बाद में स्केल रीडिंग में अंतर ने परीक्षण के नमूनों में बिजली की मात्रा का अनुमान लगाना संभव बना दिया।

एसआई सिस्टम में 1 कूलॉम का चार्ज 1 एम्पीयर के वर्तमान द्वारा 1 सेकंड के बराबर समय में एक तार के क्रॉस-सेक्शन के माध्यम से गुजरने की विशेषता है।

आधुनिक इलेक्ट्रोडायनामिक्स सभी विद्युत आवेशों को विभाजित करता है:

• सकारात्मक;

• नकारात्मक।

जब वे एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, तो वे ऐसे बल विकसित करते हैं जिनकी दिशा मौजूदा ध्रुवीयता पर निर्भर करती है।

एक ही प्रकार के आवेश, धनात्मक या ऋणात्मक, सदैव विपरीत दिशाओं में प्रतिकर्षित होते हैं, जहाँ तक संभव हो एक दूसरे से दूर जाने की प्रवृत्ति रखते हैं। .

सुपरपोजिशन का सिद्धांत

जब एक निश्चित आयतन में कई आवेश होते हैं, तो उनके लिए अध्यारोपण का सिद्धांत काम करता है।

इसका अर्थ यह है कि प्रत्येक आवेश एक निश्चित तरीके से, ऊपर चर्चा की गई विधि के अनुसार, अन्य सभी के साथ परस्पर क्रिया करता है, विपरीत लोगों द्वारा आकर्षित किया जाता है और समान लोगों द्वारा प्रतिकर्षित किया जाता है। उदाहरण के लिए, धनात्मक आवेश q1 आकर्षण बल F31 से ऋणात्मक आवेश q3 और प्रतिकर्षण बल F21 q2 से प्रभावित होता है।

q1 पर कार्य करने वाला परिणामी बल F1 वैक्टर F31 और F21 के ज्यामितीय योग द्वारा निर्धारित किया जाता है। (F1 = F31 + F21)।

क्रमशः q2 और q3 पर परिणामी बलों F2 और F3 को निर्धारित करने के लिए उसी विधि का उपयोग किया जाता है।

सुपरपोज़िशन के सिद्धांत का उपयोग करते हुए, यह निष्कर्ष निकाला गया कि एक बंद प्रणाली में आवेशों की एक निश्चित संख्या के लिए, स्थिर इलेक्ट्रोस्टैटिक बल उसके सभी पिंडों के बीच कार्य करते हैं, और इस स्थान में किसी विशेष बिंदु पर क्षमता सभी की क्षमता के योग के बराबर होती है। अलग से चार्ज किए गए शुल्क।

इन कानूनों के संचालन की पुष्टि निर्मित उपकरणों इलेक्ट्रोस्कोप और इलेक्ट्रोमीटर द्वारा की जाती है, जिनके संचालन का एक सामान्य सिद्धांत है।

एक इलेक्ट्रोस्कोप में धातु की गेंद से जुड़े प्रवाहकीय धागे पर एक अछूता स्थान में पन्नी की दो समान पतली चादरें होती हैं। एक सामान्य अवस्था में, इस गेंद पर आवेश कार्य नहीं करते हैं, इसलिए डिवाइस के बल्ब के अंदर अंतरिक्ष में पंखुड़ियाँ स्वतंत्र रूप से लटकी रहती हैं।

चार्ज को निकायों के बीच कैसे स्थानांतरित किया जा सकता है

यदि आप एक आवेशित पिंड, जैसे कि एक छड़, को विद्युतदर्शी की गेंद पर लाते हैं, तो आवेश गेंद के माध्यम से प्रवाहकीय धागे के माध्यम से पंखुड़ियों तक जाएगा। वे एक ही चार्ज प्राप्त करेंगे और लागू बिजली की मात्रा के अनुपात में एक दूसरे से दूर जाना शुरू कर देंगे।

इलेक्ट्रोमीटर की एक ही मूल संरचना होती है, लेकिन इसमें छोटे अंतर होते हैं: एक पंखुड़ी गतिहीन होती है, और दूसरी इससे दूर चली जाती है और एक तीर से सुसज्जित होती है जो आपको स्नातक किए गए पैमाने को पढ़ने की अनुमति देती है।

इंटरमीडिएट कैरियर्स का उपयोग दूर के स्थिर और चार्ज किए गए शरीर से चार्ज को इलेक्ट्रोमीटर में स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोमीटर द्वारा किए गए मापन में उच्च स्तर की सटीकता नहीं होती है, और उनके आधार पर आवेशों के बीच कार्य करने वाली शक्तियों का विश्लेषण करना कठिन होता है। कूलम्ब मरोड़ संतुलन उनके अध्ययन के लिए अधिक उपयुक्त है। वे एक दूसरे से अपनी दूरी की तुलना में बहुत छोटे व्यास वाली गेंदों का उपयोग करते थे। उनके पास बिंदु आवेशों के गुण हैं - आवेशित निकाय जिनके आयाम उपकरण की सटीकता को प्रभावित नहीं करते हैं।

कूलम्ब द्वारा किए गए मापों ने उनकी धारणा की पुष्टि की कि एक बिंदु आवेश को आवेशित पिंड से गुणों और द्रव्यमान में उसी में स्थानांतरित किया जाता है, लेकिन इस तरह से अपरिवर्तित किया जाता है कि यह उनके बीच समान रूप से वितरित किया जाता है, स्रोत पर 2 के कारक से घटता है।इस तरह, शुल्क की राशि को दो, तीन और अन्य बार कम करना संभव था।

स्थिर वैद्युत आवेशों के बीच मौजूद बलों को कूलम्बिक या स्थिर अन्योन्यक्रियाएँ कहा जाता है। उनका अध्ययन इलेक्ट्रोस्टैटिक्स द्वारा किया जाता है, जो इलेक्ट्रोडायनामिक्स की शाखाओं में से एक है।

इलेक्ट्रिक चार्ज वाहक के प्रकार

आधुनिक विज्ञान सबसे छोटा नकारात्मक आवेशित कण इलेक्ट्रॉन मानता है, और सकारात्मक रूप से - पॉज़िट्रॉन... उनका द्रव्यमान 9.1 × 10-31 किलोग्राम समान है। कण प्रोटॉन में केवल एक धनात्मक आवेश होता है और द्रव्यमान 1.7 × 10-27 किलोग्राम होता है। प्रकृति में, धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की संख्या संतुलित होती है।

धातुओं में, इलेक्ट्रॉनों की गति निर्मित होती है बिजली, और अर्धचालकों में इसके आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन और छिद्र होते हैं।

गैसों में, धारा का निर्माण आयनों - आवेशित गैर-मौलिक कणों (परमाणुओं या अणुओं) के धनात्मक आवेशों के साथ होता है, जिन्हें धनायन कहा जाता है, या ऋणात्मक - आयनों।

आयन उदासीन कणों से बनते हैं।

एक कण में एक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जिसने एक शक्तिशाली विद्युत निर्वहन, प्रकाश या रेडियोधर्मी विकिरण, वायु प्रवाह, जल द्रव्यमान की गति या कई अन्य कारणों के प्रभाव में एक इलेक्ट्रॉन खो दिया है।

ऋणात्मक आयन तटस्थ कणों से बनते हैं जिन्होंने अतिरिक्त रूप से एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त किया है।

चिकित्सा प्रयोजनों और रोजमर्रा की जिंदगी के लिए आयनीकरण का उपयोग

शोधकर्ताओं ने लंबे समय से नकारात्मक आयनों की मानव शरीर को प्रभावित करने, हवा में ऑक्सीजन की खपत में सुधार करने, इसे ऊतकों और कोशिकाओं तक तेजी से पहुंचाने और सेरोटोनिन के ऑक्सीकरण को तेज करने की क्षमता पर ध्यान दिया है।यह सब परिसर में प्रतिरक्षा में काफी वृद्धि करता है, मूड में सुधार करता है, दर्द से राहत देता है।

सोवियत वैज्ञानिक के सम्मान में लोगों के इलाज के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले पहले आयनाइज़र का नाम चिज़ेव्स्की झूमर रखा गया था, जिसने एक ऐसा उपकरण बनाया था जिसका मानव स्वास्थ्य पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है।

घरेलू वातावरण में काम करने के लिए आधुनिक बिजली के उपकरणों में, आप वैक्यूम क्लीनर, एयर ह्यूमिडिफायर, हेयर ड्रायर, हेयर ड्रायर में बिल्ट-इन आयनाइज़र पा सकते हैं ...

विशेष वायु आयोजक इसकी संरचना को शुद्ध करते हैं, धूल और हानिकारक अशुद्धियों की मात्रा को कम करते हैं।

जल आयोजक अपनी संरचना में रासायनिक अभिकर्मकों की मात्रा को कम करने में सक्षम हैं। उनका उपयोग पूल और झीलों को साफ करने के लिए किया जाता है, पानी को तांबे या चांदी के आयनों से संतृप्त किया जाता है जो शैवाल के विकास को कम करते हैं, वायरस और बैक्टीरिया को नष्ट करते हैं।

उपयोगी नियम और परिभाषाएँ

वॉल्यूम इलेक्ट्रिक चार्ज क्या है

यह पूरे वॉल्यूम में वितरित एक इलेक्ट्रिक चार्ज है।

सरफेस इलेक्ट्रिक चार्ज क्या है

यह एक विद्युत आवेश है जिसे सतह पर वितरित माना जाता है।

एक रैखिक विद्युत आवेश क्या है

यह एक विद्युत आवेश है जिसे एक रेखा के साथ वितरित माना जाता है।

विद्युत आवेश का आयतन घनत्व कितना होता है

यह एक स्केलर मात्रा है जो वॉल्यूम इलेक्ट्रिक चार्ज के वितरण को दर्शाती है, वॉल्यूम तत्व के वॉल्यूम चार्ज के अनुपात की सीमा के बराबर होती है जिसमें यह वॉल्यूम तत्व शून्य होने पर वितरित किया जाता है।

सतह विद्युत आवेश घनत्व क्या है

यह एक अदिश राशि है जो सतह के विद्युत आवेश के वितरण को चिह्नित करती है, जो सतह के विद्युत आवेश के अनुपात की सीमा के बराबर होती है, जिस पर यह वितरित किया जाता है जब यह सतह तत्व शून्य हो जाता है।

रैखिक विद्युत आवेश घनत्व क्या है

यह एक अदिश राशि है जो एक रेखीय विद्युत आवेश के वितरण की विशेषता है, जो रेखा की लंबाई के एक तत्व के लिए एक रेखीय विद्युत आवेश के अनुपात की सीमा के बराबर होती है जिसके साथ यह आवेश वितरित होता है जब लंबाई का यह तत्व शून्य हो जाता है .

विद्युत द्विध्रुव क्या है

यह दो बिंदु विद्युत आवेशों का एक सेट है जो परिमाण में बराबर और साइन में विपरीत होता है और एक दूसरे से अवलोकन बिंदुओं की तुलना में बहुत कम दूरी पर स्थित होता है।

विद्युत द्विध्रुव का विद्युत आघूर्ण क्या होता है

यह द्विध्रुव के आवेशों में से किसी एक के निरपेक्ष मान के गुणनफल और उनके बीच की दूरी और ऋणात्मक से धनात्मक आवेश की ओर निर्देशित एक सदिश राशि है।

शरीर का विद्युत क्षण क्या है

यह सभी द्विध्रुवों के विद्युत क्षणों के ज्यामितीय योग के बराबर एक सदिश मात्रा है जो शरीर को विचाराधीन बनाते हैं। "पदार्थ की दी गई मात्रा का विद्युत क्षण" इसी तरह परिभाषित किया गया है।