विद्युत क्षमता बनाम विद्युत संभावित ऊर्जा
विद्युत क्षेत्र और विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत में विद्युत क्षमता और विद्युत संभावित ऊर्जा दो बहुत ही मूल्यवान अवधारणाएं हैं। इस लेख में, हम पहले विद्युत क्षमता और विद्युत संभावित ऊर्जा की मूल बातें और फिर दोनों के बीच अंतर पर चर्चा करेंगे।
विद्युत क्षमता क्या है?
विद्युत क्षमता पर चर्चा करते समय, शब्द की व्याख्या करने के लिए विद्युत क्षेत्र की स्पष्ट समझ की आवश्यकता होती है। सभी विद्युत आवेश, चाहे वे गतिमान हों या स्थिर, एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। किसी भी समय बदलते चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके एक विद्युत क्षेत्र भी उत्पन्न किया जा सकता है।विद्युत क्षेत्र के कई प्रमुख कारक हैं, जिन्हें जानना प्रासंगिक है। ये विद्युत क्षेत्र की तीव्रता, विद्युत क्षेत्र की क्षमता और विद्युत प्रवाह घनत्व हैं। विद्युत क्षेत्र की तीव्रता को विद्युत क्षेत्र से एकांक बिंदु आवेश पर लगने वाले बल के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह सूत्र E=Q/4πεr2; जहाँ Q आवेश है, माध्यम की विद्युत पारगम्यता है, और r बिंदु Q आवेश से बिंदु की दूरी है। एक बिंदु आवेश q पर उस बिंदु पर लगाया गया बल F=Qq/4πεr2 के बराबर होता है। चूँकि q 1 कूलम्ब है, यह भी विद्युत क्षेत्र की तीव्रता के बराबर है। एक बिंदु की विद्युत क्षमता को 1 कूलम्ब के बिंदु आवेश को अनंत से उस बिंदु तक लाने के लिए आवश्यक ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जहां क्षमता को मापा जाता है। यह ऊर्जा आवेश को अनंत से बिंदु तक लाने पर आवेश पर किए गए कार्य के बराबर होती है। यदि दोनों आवेश धनात्मक हैं, तो परीक्षण आवेश को अनंत से बिंदु तक ले जाने के लिए लगाया जाने वाला बल हमेशा दो आवेशों के बीच प्रतिकर्षण बल के बराबर और विरोधी होता है।F को अनंत से r तक एकीकृत करने पर, dr के संबंध में, हमें उस बिंदु का विद्युत विभव (V) प्राप्त होता है, जो Q/4πεr है। चूँकि r हमेशा धनात्मक होता है, यदि आवेश ऋणात्मक है, तो विद्युत विभव भी ऋणात्मक होता है। विद्युत क्षमता की इकाइयाँ जूल प्रति कूलम्ब हैं। एक स्थिर विद्युत क्षेत्र एक रूढ़िवादी क्षेत्र है। इसलिए, एक स्थिर विद्युत क्षेत्र की विद्युत क्षमता पथ स्वतंत्र है। ऐसे क्षेत्र की विद्युत क्षमता केवल स्थिति पर निर्भर करती है।
विद्युत स्थितिज ऊर्जा क्या है?
विद्युत स्थितिज ऊर्जा को विद्युत क्षमता के कारण संचित ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है जब एक आवेश को अनंत से दिए गए बिंदु तक ले जाया जाता है। यह देखा जा सकता है कि, चूंकि विद्युत क्षमता एक यूनिट चार्ज लाने के लिए आवश्यक कार्य के बराबर है, विद्युत संभावित ऊर्जा विद्युत क्षमता और लाए गए चार्ज का उत्पाद है। चूँकि स्थितिज ऊर्जा=Vq, यदि V और q दोनों एक ही चिन्ह के हैं, जिसका अर्थ है कि Q और q एक ही चिन्ह के हैं, तो स्थितिज ऊर्जा धनात्मक होती है।चार्ज लाने के लिए एक बाहरी कार्य की आवश्यकता होती है। यदि संकेत भिन्न हैं, तो स्थितिज ऊर्जा ऋणात्मक हो जाती है। यह इंगित करता है कि कार्य सिस्टम से ही किया गया है।
विद्युत क्षमता और विद्युत संभावित ऊर्जा में क्या अंतर है?
• विद्युत विभव केवल उस आवेश पर निर्भर करता है जिसकी क्षमता मापी जाती है। विद्युत स्थितिज ऊर्जा दोनों आवेशों पर निर्भर करती है।
• विद्युत विभव वोल्ट या जूल प्रति कूलम्ब में मापा जाता है। विद्युत स्थितिज ऊर्जा को जूल में मापा जाता है।
