बिजली का आवेश

विद्युत आवेश#

विद्युत आवेश पदार्थ का एक मूलभूत गुण है जो किसी कण में संचित विद्युत स्थितिज ऊर्जा की मात्रा को दर्शाता है। यह सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है और इसे कूलम्ब (C) में मापा जाता है। किसी वस्तु का विद्युत आवेश उसमें मौजूद प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होता है। प्रोटॉन सकारात्मक आवेश रखते हैं जबकि इलेक्ट्रॉन नकारात्मक आवेश रखते हैं। जब किसी वस्तु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या बराबर होती है तो वस्तु उदासीन कही जाती है। यदि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या में असंतुलन हो तो वस्तु आवेशित कही जाती है। आवेशित वस्तुएँ एक दूसरे पर वैद्युत चुंबकीय बल के माध्यम से बल लगा सकती हैं। किसी वस्तु का विद्युत आवेश दूसरी वस्तु को संपर्क, घर्षण या प्रेरण के माध्यम से स्थानांतरित किया जा सकता है।

विद्युत आवेश क्या है?#

विद्युत आवेश पदार्थ का एक मूलभूत गुण है जो इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति या अनुपस्थिति से उत्पन्न होता है। इलेक्ट्रॉन उप-परमाणुक कण हैं जो नकारात्मक विद्युत आवेश ले जाते हैं जबकि प्रोटॉन सकारात्मक विद्युत आवेश ले जाते हैं। न्यूट्रॉन, तीसरे प्रकार के उप-परमाणुक कण, का कोई विद्युत आवेश नहीं होता।

किसी वस्तु का विद्युत आवेश उसमें मौजूद इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉनों की संख्या से निर्धारित होता है। यदि किसी वस्तु में इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉनों की संख्या बराबर हो तो वह उदासीन कही जाती है। यदि किसी वस्तु में प्रोटॉनों की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन हों तो वह नकारात्मक आवेशित कही जाती है। यदि किसी वस्तु में इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक प्रोटॉन हों तो वह सकारात्मक आवेशित कही जाती है।

विद्युत आवेशों को घर्षण, संपर्क और प्रेरण जैसी विभिन्न विधियों से उत्पन्न किया जा सकता है। जब दो वस्तुओं को आपस में रगड़ा जाता है, तो इलेक्ट्रॉन एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित हो सकते हैं, जिससे विपरीत आवेश उत्पन्न होते हैं। जब दो आवेशित वस्तुओं को आपस में संपर्क में लाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन वस्तुओं के बीच प्रवाहित हो सकते हैं, जिससे आवेश उदासीन हो जाते हैं। जब एक आवेशित वस्तु को एक अनावेशित वस्तु के पास लाया जाता है, तो आवेशित वस्तु का विद्युत क्षेत्र अनावेशित वस्तु को ध्रुवित होने के लिए प्रेरित कर सकता है, जिसका अर्थ है कि अनावेशित वस्तु में इलेक्ट्रॉन अपनी सामान्य स्थितियों से विस्थापित हो जाते हैं।

विद्युत आवेश एक-दूसरे से विद्युतचुंबकीय बल के माध्यम से परस्पर क्रिया करते हैं। विद्युतचुंबकीय बल प्रकृति के चार मूलभूत बलों में से एक है, जिनमें प्रबल बल, दुर्बल बल और गुरुत्वाकर्षण बल भी शामिल हैं। विद्युतचुंबकीय बल आवेशित कणों, जैसे इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन, के बीच की परस्पर क्रियाओं के लिए उत्तरदायी होता है।

किसी वस्तु का विद्युत आवेश पदार्थ का एक मूलभूत गुण है जिसके दैनिक जीवन में विस्तृत अनुप्रयोग होते हैं। उदाहरण के लिए, विद्युत आवेशों का उपयोग बैटरियों, संधारित्रों और ट्रांजिस्टरों में किया जाता है। विद्युत आवेशों का उपयोग विद्युत उत्पन्न करने, विद्युत मोटरों को चलाने और दूरियों पर डेटा संचारित करने में भी किया जाता है।

विद्युत आवेशों के उदाहरण

• बिजली: बिजली एक प्राकृतिक घटना है जो तब होती है जब वायुमंडल में विद्युत आवेश का संचय होता है। जब विद्युत आवेश बहुत अधिक हो जाता है, तो यह एक बिजली की कड़ी के रूप में निर्गत होता है।
• स्थिर विद्युत: स्थिर विद्युत किसी वस्तु पर विद्युत आवेश का संचय है। स्थिर विद्युत घर्षण, संपर्क या प्रेरण के कारण हो सकती है। उदाहरण के लिए, जब आप एक गुब्बारे को अपने बालों पर रगड़ते हैं, तो गुब्बारा ऋणात्मक आवेशित हो जाता है और आपके बाल धनात्मक आवेशित हो जाते हैं।
• बैटरियाँ: बैटरियाँ ऐसे उपकरण हैं जो विद्युत आवेश संचित करती हैं। बैटरियों में दो इलेक्ट्रोड होते हैं, एक धनात्मक इलेक्ट्रोड और एक ऋणात्मक इलेक्ट्रोड। धनात्मक इलेक्ट्रोड बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है, और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है। जब एक सर्किट बैटरी से जुड़ता है, तो इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक इलेक्ट्रोड से धनात्मक इलेक्ट्रोड की ओर बहते हैं, जिससे एक विद्युत धारा बनती है।
• संधारित्र: संधारित्र ऐसे उपकरण हैं जो विद्युत आवेश संचित करते हैं। संधारित्र में दो धातु की प्लेटें होती हैं जो एक विद्युतरोधी द्वारा अलग की जाती हैं। जब संधारित्र पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन एक प्लेट से दूसरी प्लेट की ओर बहते हैं, जिससे प्लेटों के बीच एक विद्युत क्षेत्र बनता है। यह विद्युत क्षेत्र विद्युत आवेश को संचित करता है।
• ट्रांजिस्टर: ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं जो इलेक्ट्रॉनिक संकेतों को प्रवर्धित या स्विच कर सकते हैं। ट्रांजिस्टर अर्धचालक सामग्रियों से बने होते हैं, जो ऐसी सामग्रियाँ हैं जिनके गुण चालकों और विद्युतरोधियों के बीच के होते हैं। ट्रांजिस्टर अर्धचालक सामग्री के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को नियंत्रित करके काम करते हैं।

विद्युत आवेश को मापना#

विद्युत आवेश पदार्थ का एक मूलभूत गुण है जो किसी वस्तु में मौजूद विद्युत विभव की मात्रा को दर्शाता है। इसे कूलम्ब (C) में मापा जाता है, जिसका नाम फ्रांसीसी भौतिकविद् चार्ल्स-ऑगस्टिन डी कूलम्ब के नाम पर रखा गया है। विद्युत आवेश को मापने में किसी वस्तु या तंत्र में मौजूद आवेश की मात्रा को मापना शामिल है। यहाँ विद्युत आवेश को मापने के लिए प्रयुक्त कुछ तरीके दिए गए हैं:

1. इलेक्ट्रोस्कोप: इलेक्ट्रोस्कोप एक सरल उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत आवेश की उपस्थिति और ध्रुवता का पता लगाने के लिए किया जाता है। इसमें एक धातु की छड़ होती है जिसके एक सिरे पर एक हल्का चालक पदार्थ, जैसे पत्ती या गेंद, लगी होती है। जब इलेक्ट्रोस्कोप को किसी आवेशित वस्तु के पास लाया जाता है, तो चालक पदार्थ आवेशों के बीच के स्थिरवैद्युत बल के कारण हिलता है। हलचल की दिशा आवेश की ध्रुवता को दर्शाती है।

2. स्थिरवैद्युत वोल्टमीटर: स्थिरवैद्युत वोल्टमीटर किसी विद्युत क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच के विद्युत विभव अंतर को मापता है। इसमें एक चलायमान धातु की पत्ती दो स्थिर धातु की प्लेटों के बीच लटकाई जाती है। जब प्लेटों के बीच वोल्टेज लगाया जाता है, तो पत्ती पर स्थिरवैद्युत बल लगता है जिससे वह हिलती है। पत्ती के विचलन की मात्रा वोल्टेज के अनुपात में होती है, जिससे विद्युत विभव अंतर को मापा जा सकता है।

3. फैराडे आइस पेल प्रयोग:
   फैराडे आइस पेल प्रयोग किसी वस्तु पर आवेश मापने की एक क्लासिक विधि है। इसमें एक धातु के पात्र (आइस पेल) को एक इन्सुलेटिंग धागे से लटकाया जाता है और उसे एक इलेक्ट्रोस्कोप से जोड़ा जाता है। जब एक आवेशित वस्तु को पात्र के पास लाया जाता है, तो आवेश पात्र में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे इलेक्ट्रोस्कोप विचलित हो जाता है। विचलन की मात्रा का उपयोग वस्तु पर आवेश की गणना करने के लिए किया जाता है।

4. धारा मापन:
   विद्युत आवेश को यह भी मापा जा सकता है कि किसी चालक से बहने वाली विद्युत धारा को मापा जाए। धारा आवेश के प्रवाह की दर होती है और इसे ऐम्पियर (A) में मापा जाता है। समय के साथ धारा को समाकलित करके स्थानांतरित कुल आवेश निर्धारित किया जा सकता है। यह विधि विद्युत परिपथों और मापन में सामान्यतः प्रयुक्त होती है।

5. चार्ज-कपल्ड डिवाइसेस (CCDs):
   CCDs अर्धचालक उपकरण होते हैं जो डिजिटल कैमरों और इमेजिंग प्रणालियों में प्रयुक्त होते हैं। ये प्रकाश को विद्युत संकेतों में बदलकर विद्युत आवेश को मापते हैं। CCD के प्रत्येक पिक्सेल में एक छोटा संधारित्र होता है जो उस पर पड़ने वाले प्रकाश की तीव्रता के अनुपात में आवेश संचित करता है। संचित आवेश को फिर पढ़ा जाता है और डिजिटल डेटा में बदलकर एक छवि बनाई जाती है।

ये कुछ ऐसी विधियाँ हैं जिनका उपयोग विद्युत आवेश को मापने के लिए किया जाता है। विधि का चयन विशिष्ट अनुप्रयोग और आवश्यक परिशुद्धता स्तर पर निर्भर करता है। विद्युत आवेश को समझना और मापना भौतिकी, विद्युत अभियांत्रिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स सहित विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण है।

विद्युत आवेश के गुण#

1. आवेश मात्रिकी: विद्युत आवेश मात्रिक होता है, अर्थात यह विभिन्न इकाइयों में आता है। आवेश की मूलभूत इकाई इलेक्ट्रॉन का आवेश है, जो लगभग -1.602 x 10^-19 कूलॉम्ब (C) है। अन्य सभी आवेश इस प्राथमिक आवेश के गुणज होते हैं।

2. आवेश संरक्षण: एक पृथक प्रणाली में कुल विद्युत आवेश स्थिर रहता है। इसका अर्थ है कि आवेश को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, लेकिन इसे एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जब दो विपरीत आवेश वाली वस्तुएँ संपर्क में आती हैं, तो इलेक्ट्रॉन एक वस्तु से दूसरी वस्तु में प्रवाहित हो सकते हैं, जिससे दोनों वस्तुओं के आवेश बदल जाते हैं।

3. प्रकार आवेशों के: विद्युत आवेशों के दो प्रकार होते हैं: धनात्मक और ऋणात्मक। धनात्मक आवेश प्रोटॉन से जुड़े होते हैं, जबकि ऋणात्मक आवेश इलेक्ट्रॉन से जुड़े होते हैं। प्रोटॉन एक परमाणु के नाभिक में पाए जाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन नाभिक की परिक्रमा करते हैं। परमाणु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संख्या उसके समग्र आवेश को निर्धारित करती है। यदि किसी परमाणु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संख्या समान होती है, तो वह उदासीन होता है। यदि उसमें इलेक्ट्रॉन की तुलना में अधिक प्रोटॉन हों, तो वह धनात्मक आवेशित होता है। यदि उसमें प्रोटॉन की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन हों, तो वह ऋणात्मक आवेशित होता है।

4. आकर्षण और प्रतिकर्षण: समान आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, जबकि विपरीत आवेश एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं। यह विद्युतचुंबकत्व का मूलभूत सिद्धांत है। दो आवेशों के बीच का बल आवेशों के गुणनफल के समानुपाती और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इस संबंध को कूलॉम का नियम कहा जाता है।

5. चालक और अचालक: पदार्थों को उनकी विद्युत आवेश चालन क्षमता के आधार पर चालकों और अचालकों में वर्गीकृत किया जा सकता है। चालक वे पदार्थ होते हैं जो विद्युत आवेश को आसानी से बहने देते हैं, जबकि अचालक नहीं देते। धातुएँ विद्युत के अच्छे चालक होते हैं, जबकि रबर और प्लास्टिक अच्छे अचालक होते हैं।

6. विद्युत क्षेत्र: विद्युत क्षेत्र एक आवेशित वस्तु के चारों ओर का वह स्थान है जहाँ अन्य आवेशित वस्तुएँ एक बल का अनुभव करती हैं। आवेशित वस्तु के निकट विद्युत क्षेत्र अधिक प्रबल होता है और दूर जाने पर कमजोर होता है। विद्युत क्षेत्र की दिशा वह दिशा है जिसमें एक धनात्मक परीक्षण आवेश बल का अनुभव करेगा।

7. विद्युत विभव: विद्युत विभव किसी बिंदु पर प्रति इकाई आवेश विद्युत स्थितिज ऊर्जा की मात्रा है। इसे वोल्ट (V) में मापा जाता है। किसी धनात्मक आवेश से दूर बिंदुओं पर विद्युत विभव अधिक होता है और निकट बिंदुओं पर कम होता है।

विद्युत आवेश के ये गुण विद्युत चुंबकत्व की नींव बनाते हैं, जो प्रकृति के मूलभूत बलों में से एक है। ये विभिन्न घटनाओं में, जैसे कि विद्युत परिपथों का व्यवहार, विद्युत उत्पादन और आवेशित कणों के बीच अन्योन्यक्रिया, महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

कूलॉम का नियम#

कूलॉम का नियम, फ्रांसीसी भौतिकविद् चार्ल्स-ऑगस्टीन द कूलॉम के नाम पर रखा गया, दो आवेशित कणों के बीच आकर्षण या प्रतिकर्षण के स्थिरविद्युत बल का वर्णन करता है। यह विद्युत चुंबकत्व के मूलभूत नियमों में से एक है और विभिन्न विद्युत घटनाओं को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

कथन:

दो बिंदु आवेशों के बीच स्थिरवैद्युत बल का परिमाण आवेशों के परिमाणों के गुणनफल के समानुपाती होता है और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यदि आवेशों के चिह्न विपरीत हैं तो बल आकर्षी होता है और यदि चिह्न समान हैं तो बल प्रतिकर्षी होता है।

गणितीय रूप से, कूलॉम का नियम इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

$$ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} $$

जहाँ:

• $F$ न्यूटन (N) में स्थिरवैद्युत बल को दर्शाता है।
• $k$ स्थिरवैद्युत नियतांक है, जो SI इकाइयों में लगभग $8.988 × 10^9 N m^2/C^2$ के बराबर होता है।
• $q_1$ और $q_2$ कूलॉब (C) में आवेशों के परिमाण हैं।
• r मीटर (m) में आवेशों के बीच की दूरी है।

उदाहरण:

1. आकर्षी बल: मान लीजिए दो धनात्मक आवेशित कण हैं, $q_1 = +5$ μC और $q_2 = +3$ μC, जो r = 2 मीटर की दूरी पर हैं। उनके बीच का स्थिरवैद्युत बल इस प्रकार परिकलित होता है:

$$F = (8.988 × 10^9 N m^2/C^2) \times \frac{(5 × 10^{-6} C) \times (3 × 10^{-6} C)}{(2 m)^2}$$ $$\Rightarrow F ≈ 6.74 × 10^{-3} N$$

बल धनात्मक है, जो दो धनात्मक आवेशों के बीच आकर्षी बल को दर्शाता है।

2. प्रतिकर्षी बल: अब, मान लीजिए दो ऋणात्मक आवेशित कण हैं, q1 = -4 μC और q2 = -2 μC, जो r = 3 मीटर की दूरी पर हैं। उनके बीच का स्थिरवैद्युत बल है:

$$F = (8.988 × 10^9 N m^2/C^2) \times \frac{(-4 × 10^{-6} C) \times (-2 × 10^{-6} C)}{(3 m)^2}$$ $$\Rightarrow F ≈ 2.22 × 10^{-3} N$$

बल धनात्मक है, जो दो ऋणात्मक आवेशों के बीच एक प्रतिकर्षण बल को दर्शाता है।

3. परीक्षण आवेश पर बल: कूलॉम का नियम यह निर्धारित करने के लिए भी उपयोग किया जा सकता है कि किसी आवेशित वस्तु के पास रखे गए परीक्षण आवेश पर कौन-सा बल अनुभव होता है। उदाहरण के लिए, यदि पहले उदाहरण के धनात्मक आवेशित कण q1 के पास कोई धनात्मक परीक्षण आवेश q0 लाया जाता है, तो उसे q0 और q1 के समानुपाती एक आकर्षण बल का अनुभव होगा।

कूलॉम का नियम स्थिरविद्युत को समझने के लिए मौलिक है और इसे भौतिकी, अभियांत्रिकी और रसायन विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से लागू किया जाता है। यह विद्युत क्षेत्र, संधारित्र और अन्य विद्युत घटकों के विश्लेषण के लिए आधार प्रदान करता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न – FAQs#

विद्युत आवेश क्या है?

विद्युत आवेश पदार्थ का एक मौलिक गुण है जो किसी वस्तु के पास विद्युत स्थितिज ऊर्जा की मात्रा को दर्शाता है। इसे कूलॉब (C) में मापा जाता है और यह धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है। धनात्मक आवेश प्रोटॉन से जुड़े होते हैं, जबकि ऋणात्मक आवेश इलेक्ट्रॉन से जुड़े होते हैं।

किसी वस्तु का विद्युत आवेश उसमें मौजूद प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संख्या से निर्धारित होता है। यदि किसी वस्तु में प्रोटॉन इलेक्ट्रॉन से अधिक हैं, तो उसका आवेश धनात्मक होगा। यदि इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन से अधिक हैं, तो आवेश ऋणात्मक होगा। यदि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संख्या बराबर है, तो वस्तु उदासीन होगी।

विद्युत आवेश एक दूसरे के साथ विद्युत-चुंबकीय बल के माध्यम से क्रिया करते हैं। यह बल प्रकृति के चार मूलभूत बलों में से एक है, और यह आवेशित कणों के बीच की क्रियाओं के लिए उत्तरदायी है। विद्युत-चुंबकीय बल ही वह कारण है जिससे वस्तुएँ एक दूसरे को आकर्षित या प्रतिकर्षित करती हैं।

हमारे दैनंदिन जीवन में विद्युत आवेश के कई उदाहरण मिलते हैं। उदाहरण के लिए, जब आप एक गुब्बारे को अपने बालों से रगड़ते हैं, तो गुब्बारा ऋणात्मक आवेशित हो जाता है और आपके बाल धनात्मक आवेशित हो जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि आपके बालों से इलेक्ट्रॉन गुब्बारे में स्थानांतरित हो जाते हैं। जब आप गुब्बारे को अपने बालों के पास लाते हैं, तो विपरीत आवेश एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और गुब्बारा आपके बालों से चिपक जाता है।

विद्युत आवेश का एक अन्य उदाहरण बिजली है। बिजली एक विद्युत विसर्जन है जो बादल और जमीन के बीच, या दो बादलों के बीच होता है। बिजली बादलों में विद्युत आवेश के संचय के कारण उत्पन्न होती है। जब आवेश बहुत अधिक हो जाता है, तो वह एक बिजली की कड़ी के रूप में मुक्त होता है।

विद्युत आवेश पदार्थ का एक मूलभूत गुण है जो हमारे दैनंदिन जीवन के कई पहलुओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। वस्तुओं के सरल आकर्षण से लेकर बिजली की शक्तिशाली ताकत तक, विद्युत आवेश हमारे चारों ओर मौजूद है।

परमाणु के भीतर विद्युत आवेश कैसे वितरित होते हैं?

परमाणु के भीतर विद्युत आवेश विशिष्ट क्षेत्रों में वितरित होते हैं जिन्हें इलेक्ट्रॉन कोश या ऊर्जा स्तर कहा जाता है। ये कोश परमाणु नाभिक के चारों ओर संकेन्द्रित रूप से व्यवस्थित होती हैं, और प्रत्येक कोश में एक निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं। कोशों की संख्या और प्रत्येक कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या तत्व की परमाणु संख्या पर निर्भर करती है।

यहाँ परमाणु के भीतर विद्युत आवेशों के वितरण की अधिक विस्तृत व्याख्या दी गई है:

1. परमाणु नाभिक: परमाणु नाभिक परमाणु के केंद्र में स्थित होता है और इसमें धनात्मक आवेश वाले प्रोटॉन और उदासीन न्यूट्रॉन होते हैं। नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या तत्व की परमाणु संख्या निर्धारित करती है और इसकी रासायनिक पहचान को परिभाषित करती है।

2. इलेक्ट्रॉन कोश: नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन कोश होते हैं, जो वे क्षेत्र हैं जहाँ इलेक्ट्रॉन नाभिक की परिक्रमा करते हैं। प्रत्येक कोश को एक प्रधान क्वांटम संख्या (n) द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है, जो 1 से 7 तक होती है सात ज्ञात इलेक्ट्रॉन कोशों के लिए।

3. इलेक्ट्रॉन उपकोश: प्रत्येक इलेक्ट्रॉन कोश को आगे उपकोशों में विभाजित किया जाता है, जो विभिन्न आकृतियों और अभिविन्यासों द्वारा विशेषता होते हैं। उपकोशों को अक्षरों s, p, d और f द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। s उपकोश गोलाकार होता है, p उपकोश में तीन डम्बेल आकार के कक्ष होते हैं, d उपकोश में पांच जटिल आकार के कक्ष होते हैं, और f उपकोश में सात और भी जटिल कक्ष होते हैं।

4. इलेक्ट्रॉन विन्यास: इलेक्ट्रॉन शेल और उप-शेल के भीतर इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था को इलेक्ट्रॉन विन्यास कहा जाता है। इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तरों के आधार पर एक निश्चित क्रम में उप-शेलों को भरते हैं। सबसे कम ऊर्जा स्तर पहले भरे जाते हैं, उसके बाद उच्च ऊर्जा स्तर।

5. इलेक्ट्रॉन युग्मन: प्रत्येक उप-शेल के भीतर, इलेक्ट्रॉन विपरीत स्पिन के साथ युग्मित होते हैं। यह युग्मन परमाणु की समग्र ऊर्जा को न्यूनतम करता है। प्रत्येक कक्षीय अधिकतम दो विपरीत स्पिन वाले इलेक्ट्रॉनों को रख सकता है।

6. संयोजी इलेक्ट्रॉन: परमाणु की सबसे बाहरी शेल में मौजूद इलेक्ट्रॉनों को संयोजी इलेक्ट्रॉन कहा जाता है। ये इलेक्ट्रॉन रासायनिक आबंधन के लिए उत्तरदायी होते हैं और तत्व की रासायनिक गुणधर्मों को निर्धारित करते हैं।

उदाहरण के लिए, कार्बन परमाणु पर विचार करें:

• कार्बन का परमाणु क्रमांक 6 है, जिसका अर्थ है कि इसके नाभिक में 6 प्रोटॉन हैं।
• कार्बन के तीन इलेक्ट्रॉन शेल हैं (n = 1, 2, 3)।
• पहला शेल (n = 1) में एक s उप-शेल है और यह दो इलेक्ट्रॉनों से भरा है।
• दूसरा शेल (n = 2) में एक s उप-शेल और तीन p उप-शेल हैं। s उप-शेल दो इलेक्ट्रॉनों से भरा है, और p उप-शेल प्रत्येक में दो इलेक्ट्रॉन हैं, जिससे दूसरे शेल में कुल चार इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• तीसरा शेल (n = 3) कार्बन में खाली है।

संक्षेप में, एक परमाणु के भीतर विद्युत आवेश इलेक्ट्रॉन कोशों में नाभिक के चारों ओर वितरित होते हैं। इन कोशों में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था विशिष्ट नियमों और ऊर्जा स्तर की विन्यासों का पालन करती है, जो तत्व के रासायनिक गुणों को निर्धारित करते हैं।

धनावेशित उपपरमाणु कणों को क्या कहा जाता है?

धनावेशित उपपरमाणु कणों को प्रोटॉन कहा जाता है। प्रोटॉन तीन मुख्य प्रकार के उपपरमाणु कणों में से एक हैं, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन के साथ। प्रोटॉन एक परमाणु के नाभिक में पाए जाते हैं, जो परमाणु का केंद्रीय मूल है जिसमें इसका अधिकांश द्रव्यमान होता है।

एक परमाणु में प्रोटॉनों की संख्या इसकी परमाणु संख्या को निर्धारित करती है, जो प्रत्येक तत्व के लिए अद्वितीय होती है। उदाहरण के लिए, एक प्रोटॉन वाले सभी परमाणु हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, दो प्रोटॉन वाले सभी परमाणु हीलियम परमाणु होते हैं, और इसी तरह।

प्रोटॉनों में एक धनात्मक विद्युत आवेश होता है, जो एक इलेक्ट्रॉन के ऋणात्मक विद्युत आवेश के बराबर होता है। यह धनात्मक आवेश ही एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों को नाभिक के चारों ओर कक्षा में रखता है। प्रोटॉनों के धनात्मक आवेश और इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेश के बीच आकर्षण ही परमाणुओं को स्थिर रखता है।

यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं धनावेशित उपपरमाणु कणों के:

• प्रोटॉन: प्रोटॉन सभी परमाणुओं के नाभिक में पाए जाते हैं। इनमें धनात्मक विद्युत आवेश होता है और इनका द्रव्यमान लगभग 1 परमाणु द्रव्यमान इकाई (amu) होता है।
• पॉज़िट्रॉन: पॉज़िट्रॉन इलेक्ट्रॉनों के प्रतिकण हैं। इनका द्रव्यमान इलेक्ट्रॉनों के समान होता है, लेकिन इनमें धनात्मक विद्युत आवेश होता है। उच्च ऊर्जा वाले फोटॉन जब पदार्थ से संपर्क करते हैं तब पॉज़िट्रॉन बनते हैं।
• अल्फा कण: अल्फा कण हीलियम नाभिक होते हैं। ये दो प्रोटॉनों और दो न्यूट्रॉनों से मिलकर बने होते हैं। अल्फा कण कुछ रेडियोधर्मी तत्वों, जैसे यूरेनियम और प्लूटोनियम, द्वारा उत्सर्जित होते हैं।

धनात्मक आवेश वाले अवकणिक कण कई भौतिक घटनाओं, जैसे विद्युत, चुंबकत्व और नाभिकीय अभिक्रियाओं, में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

विद्युत आवेश कब ऋणात्मक होगा?

विद्युत आवेश पदार्थ का एक मौलिक गुण है जो यह बताता है कि किसी कण में कितनी विद्युत स्थितिज ऊर्जा संचित है। आवेश या तो धनात्मक या ऋणात्मक हो सकते हैं। ऋणात्मक विद्युत आवेश इलेक्ट्रॉनों की अधिकता से जुड़ा होता है, जबकि धनात्मक आवेश इलेक्ट्रॉनों की कमी से जुड़ा होता है।

यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं जब विद्युत आवेश ऋणात्मक होगा:

• इलेक्ट्रॉन: इलेक्ट्रॉन ऐसे उप-परमाण्विक कण होते हैं जो ऋणात्मक विद्युत आवेश ले जाते हैं। ये सभी परमाणुओं में पाए जाते हैं और तत्वों के रासायनिक गुणों के लिए उत्तरदायी होते हैं।
• आयन: आयन ऐसे परमाणु या अणु होते हैं जिन्होंने इलेक्ट्रॉन खो दिए हैं या प्राप्त कर लिए हैं, जिससे उन पर धनात्मक या ऋणात्मक निवल आवेश आ जाता है। ऋणात्मक आयन तब बनते हैं जब कोई परमाणु या अणु एक या अधिक इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर लेता है।
• आवेशित कण: आवेशित कण वे कण होते हैं जिन पर निवल विद्युत आवेश होता है। इनमें प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और अन्य उप-परमाण्विक कण शामिल हो सकते हैं।

दैनंदिन जीवन में हम ऋणात्मक विद्युत आवेश के कई उदाहरणों से दो-चार होते हैं। उदाहरण के लिए, बैटरी का ऋणात्मक टर्मिनल ऋणात्मक इलेक्ट्रोड से जुड़ा होता है, जहाँ इलेक्ट्रॉन बैटरी में प्रवेश करते हैं। इसी तरह, पावर आउटलेट का ऋणात्मक टर्मिनल ऋणात्मक तार से जुड़ा होता है, जहाँ इलेक्ट्रॉन आउटलेट में प्रवेश करते हैं।

विद्युत आवेश को समझना भौतिकी और रसायन शास्त्र के कई पहलुओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। विद्युत आवेशों के गुणों को समझकर हम पदार्थ के व्यवहार और विभिन्न वस्तुओं के बीच की अन्योन्य क्रियाओं को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।

विद्युत आवेश अदिश राशि क्यों है?

विद्युत आवेश एक अदिश राशि है क्योंकि इसमें केवल परिमाण होता है और कोई दिशा नहीं होती। इसका अर्थ है कि विद्युत आवेश धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है, लेकिन इससे कोई विशिष्ट दिशा जुड़ी नहीं होती।

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास दो धनात्मक आवेश हैं, तो वे एक-दूसरे को एक ऐसे बल से प्रतिकर्षित करेंगे जो उनके आवेशों के गुणनफल के समानुपाती होगा और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होगा। हालाँकि, इस बल की दिशा आवेशों की सापेक्ष स्थितियों पर निर्भर करेगी। यदि आवेश सीधे एक-दूसरे के विपरीत हैं, तो बल उस रेखा के अनुद्रिक होगा जो उन्हें जोड़ती है। हालाँकि, यदि आवेश एक-दूसरे से एक कोण पर हैं, तो बल उस रेखा से एक कोण पर होगा जो उन्हें जोड़ती है।

इसके विपरीत, एक सदिश राशि में परिमाण और दिशा दोनों होते हैं। उदाहरण के लिए, वेग एक सदिश राशि है क्योंकि इसमें एक गति और एक दिशा दोनों होती हैं। यदि आप उत्तर की दिशा में 10 मीटर प्रति सेकंड की गति से आगे बढ़ रहे हैं, तो आपका वेग 10 मीटर प्रति सेकंड उत्तर है।

विद्युत आवेश पदार्थ का एक मौलिक गुण है। सभी पदार्थ परमाणुओं से बने होते हैं, और परमाणु प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन से बने होते हैं। प्रोटॉनों में धनात्मक विद्युत आवेश होता है, इलेक्ट्रॉनों में ऋणात्मक विद्युत आवेश होता है, और न्यूट्रॉनों में कोई विद्युत आवेश नहीं होता है। एक परमाणु का कुल विद्युत आवेश उसके प्रोटॉनों और इलेक्ट्रॉनों के आवेशों का योग होता है। यदि किसी परमाणु में समान संख्या में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन हैं, तो वह उदासीन है। यदि किसी परमाणु में प्रोटॉनों की संख्या इलेक्ट्रॉनों से अधिक है, तो वह धनात्मक है। यदि किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉनों से अधिक है, तो वह ऋणात्मक है।

विद्युत आवेश संरक्षित होता है, जिसका अर्थ है कि इसे बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता। इसका मतलब है कि ब्रह्मांड में विद्युत आवेश की कुल मात्रा स्थिर है। यदि आप एक धनात्मक आवेश बनाते हैं, तो आपको एक समान ऋणात्मक आवेश भी बनाना होगा।

विद्युत आवेश उन कई घटनाओं के लिए उत्तरदायी है जो हम अपने आसपास की दुनिया में देखते हैं। उदाहरण के लिए, विद्युत आवेश प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन के बीच आकर्षण के लिए उत्तरदायी है, जो परमाणुओं को एक साथ रखता है। विद्युत आवेश धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के बीच आकर्षण के लिए भी उत्तरदायी है, जो विद्युत और चुंबकत्व का आधार है।

विद्युत आवेश को मापने की इकाई क्या है?

विद्युत आवेश को मापने की इकाई कूलॉम (C) है, जिसका नाम फ्रांसीसी भौतिकविद् चार्ल्स-ऑगस्टिन डी कूलॉम के नाम पर रखा गया है। इसे उस आवेश की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक सेकंड में किसी बिंदु से गुजरती है जब एक एम्पियर धारा प्रवाहित हो रही हो।

एक कूलॉम आवेश की एक बड़ी इकाई है। रोज़मर्रा की स्थितियों में, हम आमतौर पर आवेश की बहुत छोटी मात्राओं से निपटते हैं, जैसे कि स्थिर विद्युत से जुड़ी मात्राएं। उदाहरण के लिए, जब आप एक गुब्बारे को अपने बालों से रगड़ते हैं, तो आप अपने बालों से गुब्बारे में थोड़ी मात्रा में आवेश स्थानांतरित करते हैं। यह आवेश आमतौर पर माइक्रोकूलॉम (µC) में मापा जाता है, जो कि कूलॉम का लाखवां हिस्सा होता है।

कूलॉम का उपयोग आयनों के आवेश को मापने के लिए भी किया जाता है, जो परमाणु या अणु होते हैं जिन्होंने इलेक्ट्रॉन खोए या प्राप्त किए हैं। उदाहरण के लिए, एक सोडियम आयन का आवेश +1 कूलॉम होता है, जबकि एक क्लोराइड आयन का आवेश -1 कूलॉब होता है।

कूलॉम अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) में आवेश की एक मौलिक इकाई है। इसका उपयोग विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है, जिसमें धारा, वोल्टता और धारिता को मापना शामिल है।

यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं कि कूलॉम का व्यवहार में कैसे उपयोग किया जाता है:

• किसी सर्किट से बहने वाली धारा को मापने के लिए, एक कूलॉम मीटर का उपयोग किया जा सकता है। एक कूलॉम मीटर वह आवेश मापता है जो समय की अवधि में सर्किट के किसी बिंदु से गुजरता है।
• किसी संधारित्र के पार वोल्टता को मापने के लिए, एक वोल्टमीटर का उपयोग किया जा सकता है। एक वोल्टमीटर सर्किट में दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभव के अंतर को मापता है। संधारित्र के पार वोल्टता उस पर संचित आवेश को उसकी धारिता से विभाजित करने के बराबर होती है।
• किसी संधारित्र की धारिता को मापने के लिए, एक धारिता मीटर का उपयोग किया जा सकता है। एक धारिता मीटर किसी दी गई वोल्टता के लिए संधारित्र पर संचित होने वाले आवेश की मात्रा को मापता है।

कूलॉम आवेश की एक बहुउपयोगी इकाई है जिसका उपयोग विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों की विभिन्न श्रेणियों में किया जाता है। यह SI प्रणाली में आवेश की एक मौलिक इकाई है, और यह विद्युत परिपथों के व्यवहार को समझने के लिए अत्यावश्यक है।

एक कूलॉम को परिभाषित करें।#

कूलॉम (प्रतीक: C) इलेक्ट्रिक चार्ज का अंतरराष्ट्रीय मात्रक प्रणाली (SI) इकाई है। इसे $6.241509074 × 10^{18}$ इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन किए गए चार्ज की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है।

कूलॉम के उदाहरण

• एकल इलेक्ट्रॉन पर चार्ज -$1.602 × 10^{-19}$ C होता है।
• एक प्रोटॉन पर चार्ज +$1.602 × 10^{-19}$ C होता है।
• एक विशिष्ट AA बैटरी पर चार्ज लगभग $10^4$ C होता है।
• एक बिजली की कड़ी पर चार्ज $10^{10}$ C तक हो सकता है।

कूलॉम के अनुप्रयोग

कूलॉम का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में चार्ज की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री: कूलॉम का उपयोग एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल से बहने वाले चार्ज की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है।
• इलेक्ट्रॉनिक्स: कूलॉम का उपयोग एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट से बहने वाले चार्ज की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है।
• इलेक्ट्रोमैग्नेटिज़्म: कूलॉम का उपयोग एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक क्षेत्र बनाने वाले चार्ज की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है।

कूलॉम का नियम

कूलॉम का नियम इलेक्ट्रोमैग्नेटिज़्म का एक मौलिक नियम है जो दो आवेशित कणों के बीच बल का वर्णन करता है। नियम कहता है कि दो आवेशित कणों के बीच बल आवेशों के गुणनफल के समानुपाती होता है और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

कूलॉम के नियम के लिए गणितीय समीकरण है:

$$ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} $$

जहां:

• $F$ दो आवेशों के बीच का बल है (न्यूटन में)
• $k$ कूलॉम का स्थिरांक है $(8.988 × 10^9 N m^2/C^2)$
• $q_1$ और $q_2$ दो कणों के आवेश हैं (कूलॉम में)
• $r$ दो कणों के बीच की दूरी है (मीटर में)

कूलॉम का नियम किसी भी दो आवेशित कणों के बीच के बल की गणना करने के लिए प्रयोग किया जा सकता है, चाहे उनका आकार या आकृति कुछ भी हो। यह नियम किसी आवेशित कण द्वारा बनाए गए विद्युत क्षेत्र की गणना करने के लिए भी प्रयोग होता है।

विद्युत आवेशों के प्रकार क्या हैं?

विद्युत आवेश पदार्थ के मूलभूत गुण होते हैं जो इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति या अनुपस्थिति के कारण उत्पन्न होते हैं, जो ऋणात्मक आवेश वाले उप-परमाणुक कण होते हैं। विद्युत आवेश दो प्रकार के होते हैं: धनात्मक और ऋणात्मक।

1. धनात्मक आवेश:

• धनात्मक आवेश किसी परमाणु या अणु में प्रोटॉनों की तुलना में कम इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है।
• परमाणु के नाभिक में पाए जाने वाले प्रोटॉन धनात्मक आवेश वाले होते हैं।
• जब कोई परमाणु इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो वह धनात्मक आवेशित हो जाता है। उदाहरण के लिए, जब कोई उदासीन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो वह धनात्मक आवेशित आयन बन जाता है।

2. ऋणात्मक आवेश:

• ऋणात्मक आवेश किसी परमाणु या अणु में प्रोटॉनों की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से जुड़ा होता है।
• परमाणु के नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक आवेश वाले होते हैं।
• जब कोई परमाणु इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है, तो वह ऋणात्मक आवेशित हो जाता है। उदाहरण के लिए, जब कोई उदासीन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है, तो वह ऋणात्मक आवेशित आयन बन जाता है।

विद्युत आवेशों के उदाहरण:

1. घर्षण द्वारा आवेशन: जब दो भिन्न पदार्थों को आपस में रगड़ा जाता है, तो इलेक्ट्रॉन एक पदार्थ से दूसरे पदार्थ में स्थानांतरित हो सकते हैं, जिससे विपरीत आवेश उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, जब काँच की छड़ को रेशम से रगड़ा जाता है, तो काँच की छड़ धनात्मक आवेशित हो जाती है, जबकि रेशम ऋणात्मक आवेशित हो जाता है।

2. संचरण द्वारा आवेशन: जब एक आवेशित वस्तु किसी तटस्थ वस्तु के संपर्क में आती है, तो इलेक्ट्रॉन उनके बीच स्थानांतरित हो सकते हैं, जिससे तटस्थ वस्तु आवेशित हो जाती है। उदाहरण के लिए, जब एक धनात्मक आवेशित धातु की छड़ एक तटस्थ धातु के गोले को छूती है, तो गोले के कुछ इलेक्ट्रॉन छड़ में स्थानांतरित हो जाते हैं, जिससे गोला धनात्मक आवेशित हो जाता है।

3. प्रेरण द्वारा आवेशन: जब एक आवेशित वस्तु किसी तटस्थ वस्तु के पास बिना छुए लाई जाती है, तो आवेशित वस्तु का विद्युत क्षेत्र तटस्थ वस्तु में आवेशों के पृथक्करण को प्रेरित कर सकता है। इस प्रक्रिया को स्थिरवैद्युत प्रेरण कहा जाता है। उदाहरण के लिए, जब एक धनात्मक आवेशित छड़ एक तटस्थ धातु के गोले के पास लाई जाती है, तो गोले के इलेक्ट्रॉन धनात्मक आवेश से प्रतिकर्षित होकर गोले के दूर वाले भाग में चले जाते हैं, जिससे छड़ के निकटतम भाग में धनात्मक आवेश का क्षेत्र बन जाता है।

विद्युत आवेशों के प्रकारों और उनकी परस्पर क्रिया को समझना विद्युत चुंबकत्व, इलेक्ट्रॉनिक्स और पदार्थ विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों में अत्यंत महत्वपूर्ण है।

एक अनावेशित वस्तु को आवेशित कैसे किया जाता है?

एक अनावेशित वस्तु को कई तरीकों से आवेशित किया जा सकता है। यहाँ कुछ सामान्य विधियाँ दी गई हैं:

1. घर्षण: जब दो भिन्न पदार्थों को आपस में रगड़ा जाता है, तो इलेक्ट्रॉन एक पदार्थ से दूसरे में स्थानांतरित हो सकते हैं, जिससे वस्तुएँ विपरीत आवेशित हो जाती हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप एक गुब्बारे को अपने बालों से रगड़ें, तो गुब्बारा ऋणात्मक आवेशित हो जाएगा जबकि आपके बाल धनात्मक आवेशित हो जाएँगे।

2. चालन: जब एक अनावेशित वस्तु किसी आवेशित वस्तु के संपर्क में आती है, तो इलेक्ट्रॉन वस्तुओं के बीच प्रवाहित हो सकते हैं, जिससे अनावेशित वस्तु आवेशित हो जाती है। उदाहरण के लिए, यदि आप किसी धनात्मक आवेशित छड़ को धातु की वस्तु से छूते हैं, तो धातु की वस्तु धनात्मक आवेशित हो जाएगी।

3. प्रेरण: जब कोई आवेशित वस्तु किसी अनावेशित वस्तु के पास लाई जाती है, तो आवेशित वस्तु का विद्युत क्षेत्र अनावेशित वस्तु के भीतर इलेक्ट्रॉनों की गति को प्रेरित कर सकता है। इससे अनावेशित वस्तु ध्रुवीकृत हो सकती है, अर्थात् वस्तु का एक सिरा धनात्मक आवेशित हो जाता है जबकि दूसरा सिरा ऋणात्मक आवेशित। उदाहरण के लिए, यदि आप एक धनात्मक आवेशित छड़ को धातु के गोले के पास रखते हैं, तो गोले के इलेक्ट्रॉन छड़ के धनात्मक आवेश की ओर आकर्षित होंगे, जिससे गोले का वह भाग जो छड़ के सबसे निकट है, ऋणात्मक आवेशित हो जाएगा।

4. स्थिरवैद्युत प्रेरण: इस विधि में किसी आवेशित वस्तु का उपयोग करके निकटस्थ आविहीन वस्तु में बिना किसी भौतिक संपर्क के आवेश उत्पन्न किया जाता है। जब कोई आवेशित वस्तु किसी आविहीन वस्तु के पास लाई जाती है, तो आवेशित वस्तु का विद्युत क्षेत्र आविहीन वस्तु को ध्रुवित कर देता है, जिससे उसकी सतह पर विपरीत आवेश उत्पन्न हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि कोई धनात्मक आवेशित वस्तु किसी आविहीन धातु के गोले के पास लाई जाती है, तो गोले में उपस्थित इलेक्ट्रॉन उस वस्तु के धनात्मक आवेश की ओर आकर्षित होते हैं, जिससे गोले का वह भाग जो वस्तु के सबसे निकट है, ऋणात्मक आवेशित हो जाता है।

5. पीज़ोविद्युतता: कुछ विशेष पदार्थ, जैसे क्वार्ट्ज और रॉशेल नमक, पीज़ोविद्युतता प्रदर्शित करते हैं, जिसका अर्थ है कि जब उन पर यांत्रिक दाब डाला जाता है तो वे विद्युत आवेश उत्पन्न करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि किसी पीज़ोविद्युत पदार्थ को दबाया या खींचा जाता है, तो वह विद्युत आवेश उत्पन्न करेगा।

ये कुछ मात्र तरीके हैं जिनसे किसी आविहीन वस्तु को आवेशित किया जा सकता है। किसी विशिष्ट विधि का चयन उपयोग में लाए जाने वाले पदार्थों और वांछित परिणाम पर निर्भर करेगा।

विद्युत आवेश की अन्य इकाइयाँ क्या हैं?

कूलम्ब (C) के अतिरिक्त विद्युत आवेश की कई अन्य इकाइयाँ भी हैं। यहाँ कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

1. प्राथमिक आवेश (e): यह एकल प्रोटॉन या इलेक्ट्रॉन का आवेश है। यह प्रकृति में पाया जाने वाला सबसे छोटा विद्युत आवेश है। प्राथमिक आवेश का मान लगभग $1.602 × 10^{-19}$ C है।

2. एम्पियर-घंटा (Ah): यह इकाई बैटरी की क्षमता मापने के लिए सामान्यतः प्रयोग की जाती है। यह उस आवेश की मात्रा को दर्शाती है जो एक बैटरी एक घंटे तक एक एम्पियर की स्थिर धारा प्रवाहित करके दे सकती है। उदाहरण के लिए, 10 Ah क्षमता वाली बैटरी 1 A की धारा 10 घंटे तक, या 2 A की धारा 5 घंटे तक आदि दे सकती है।

3. मिलीएम्पियर-घंटा (mAh): यह इकाई एम्पियर-घंटे का छोटा रूप है और प्रायः छोटी बैटरियों—जैसे स्मार्टफोन और लैपटॉप में लगी बैटरियों—की क्षमता मापने के लिए प्रयोग होती है। एक मिलीएम्पियर-घंटा एक हज़वाँ एम्पियर-घंटा के बराबर होता है $(1 mAh = 10^{-3} Ah)$।

4. फैराडे (F): यह इकाई अंग्रेज़ वैज्ञानिक माइकल फैराडे के नाम पर रखी गई है। यह उस आवेश को दर्शाती है जो एक मोल इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करने के लिए आवश्यक होता है। फैराडे का मान लगभग 96,485 C है।

5. एबकूलॉम्ब (abC): यह इकाई सेंटीमीटर-ग्राम-सेकंड (CGS) इकाई प्रणाली पर आधारित है। यह उस आवेश को परिभाषित करती है जो दो बिंदु आवेशों के बीच निर्वात में एक सेंटीमीटर की दूरी पर एक डाइन बल उत्पन्न करेगा। एबकूलॉम्ब का मान लगभग $10^{-1}$ C है।

ये केवल विद्युत आवेश की विभिन्न इकाइयों के कुछ उदाहरण हैं। प्रत्येक इकाई की अपनी विशिष्ट अनुप्रयोग होती है और उन्हें भिन्न-भिन्न संदर्भों में प्रयोग किया जाता है।

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प्रमुख अवधारणाएँ#

मूलभूत तथ्य: विद्युत आवेश द्रव्यमान की तरह एक मूलभूत गुण है – यह धनात्मक और ऋणात्मक प्रकारों में आता है। समान आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, विपरीत आवेश आकर्षित करते हैं। आवेश प्राथमिक आवेश e के गुणजों में मात्रकित होता है। मूल सिद्धांत: 1. आवेश संरक्षित होता है (कुल आवेश स्थिर रहता है) 2. आवेश मात्रकित होता है ($q = ne$) 3. समान आवेश प्रतिकर्षित करते हैं, विपरीत आकर्षित प्रमुख सूत्र: $F = k\frac{q_1 q_2}{r^2}$ (कूलॉम का नियम), $e = 1.6 \times 10^{-19}$ C (प्राथमिक आवेश)#

JEE/NEET के लिए यह क्यों महत्वपूर्ण है#

अनुप्रयोग: स्थिरविद्युत, कूलॉम के नियम की गणनाएँ, चालन और प्रेरण द्वारा आवेशित करना, इलेक्ट्रोस्कोप, वान डे ग्राफ जनित्र प्रश्न प्रकार: कूलॉम बल गणनाएँ, आवेश वितरण समस्याएँ, स्थिरविद्युत प्रेरण, आवेश की मात्रकता, आवेश संरक्षण#

सामान्य गलतियाँ#

गलती 1: आवेश सदैव e का गुणज होता है यह भूल जाना → आवेश अवश्य होना चाहिए $q = \pm ne$ जहाँ n पूर्णांक है गलती 2: कूलॉम के नियम में चिह्न गलत लगाना → आकर्षी बल ऋणात्मक होते हैं, प्रतिकर्षी धनात्मक (या लगातार नियमन के साथ इसका उल्टा) गलती 3: आवेश और धारा को भ्रमित करना → आवेश मात्रा है (कूलॉम), धारा दर है (कूलॉम/सेकंड)#

संबंधित विषय#

[[Coulomb’s Law]], [[Electrostatics]], [[Electric Field]], [[Electric Potential]], [[Conductors and Insulators]]