भौतिकशास्त्र

१. कणाचा जडत्वाचा क्षण

फिरणाऱ्या कणाचे पुनरावलोकन करा. m वस्तुमानाच्या कणाला F बल दिले जाते, ज्यामुळे तो कण O अक्षाभोवती फिरतो. कण फिरण्याच्या अक्षापासून r अंतरावर आहे. सुरुवातीला, कण स्थिर असतो (v = 0). F बलाने गतिमान झाल्यानंतर, कण एका विशिष्ट वेगाने फिरतात, ज्यामुळे कणांना स्पर्शरेषीय त्वरण प्राप्त होते. बल (F), वस्तुमान (m) आणि कणांचे स्पर्शरेषीय त्वरण यांच्यातील संबंध समीकरण ३ द्वारे व्यक्त केला जातो:

अधिक वाचा

विद्युत प्रवाहाची व्याख्या

तांब्यासारख्या वाहकामध्ये, इलेक्ट्रॉन्स असतात जे उच्च वेगाने मुक्तपणे यादृच्छिकपणे फिरतात, परंतु धातूमधून बाहेर पडत नाहीत. जे इलेक्ट्रॉन्स मुक्तपणे फिरू शकतात त्यांना मुक्त इलेक्ट्रॉन्स म्हणतात. जरी इलेक्ट्रॉन्स सर्व दिशांना मुक्तपणे फिरत असले तरी, कोणत्याही एका विशिष्ट दिशेने इलेक्ट्रॉन्सचा संपूर्ण प्रवाह नसतो. ही स्थिती तेव्हा उद्भवते जेव्हा तांब्याच्या तारेच्या दोन्ही टोकांमध्ये कोणताही विभवांतर नसतो.

जेव्हा तार विद्युत स्रोताला जोडली जाते, तेव्हा तांब्याच्या तारेच्या दोन्ही टोकांमध्ये विभवांतर निर्माण होते, ज्यामुळे तारेच्या आत एक विद्युत क्षेत्र निर्माण होते. विद्युत क्षेत्राच्या अस्तित्वामुळे मुक्त इलेक्ट्रॉन्सवर F = q E = e E हे विद्युत बल कार्य करते, जिथे F = विद्युत बल , e = इलेक्ट्रॉनचा प्रभार, E = विद्युत क्षेत्र . या विद्युत बलामुळे मुक्तपणे फिरणारे सर्व इलेक्ट्रॉन्स एकत्रितपणे प्रवेगित होतात, आणि हा प्रवेग विद्युत बलाच्या दिशेप्रमाणेच असतो.

अधिक वाचा

कपॅसिटरच्या व्याख्येबद्दलचा लेख

कपॅसिटरची व्याख्या म्हणजे विद्युत प्रभार आणि विद्युत स्थितिज ऊर्जा साठवणारे उपकरण. साध्या कपॅसिटरमध्ये दोन वाहक पट्ट्या किंवा पत्रे असतात, जे एकमेकांच्या जवळ ठेवलेले असतात पण एकमेकांना स्पर्श करत नाहीत आणि त्यांच्यामध्ये एक विसंवाहक किंवा निर्वात पोकळी असते. वाहक म्हणजे असे पदार्थ जे विद्युत प्रवाह वाहून नेऊ शकतात, जसे की धातू, तर विसंवाहक म्हणजे असे पदार्थ जे विद्युत प्रवाह वाहून नेऊ शकत नाहीत, जसे की प्लॅस्टिक.

सुरुवातीला, दोन्ही वाहक विद्युतदृष्ट्या प्रभारित किंवा विद्युतदृष्ट्या उदासीन नसतात. एक वाहक धनप्रभारित आणि दुसरा वाहक ऋणप्रभारित होण्यासाठी, एका वाहकाकडून दुसऱ्या वाहकाकडे इलेक्ट्रॉनचे स्थानांतरण होणे आवश्यक असते. इलेक्ट्रॉन अणूच्या पृष्ठभागावर असतात, त्यामुळे त्यांची हालचाल सोपी असते. इलेक्ट्रॉन एका वाहकाकडून दुसऱ्या वाहकाकडे हस्तांतरित झाल्यानंतर, एका वाहकाकडे इलेक्ट्रॉनची संख्या जास्त होते (प्रोटॉनची कमतरता निर्माण होते).

त्यामुळे तो ऋणप्रभारित होतो, तर दुसऱ्या वाहकामध्ये इलेक्ट्रॉनची कमतरता (जास्त प्रोटॉन) असल्यामुळे तो धनप्रभारित होतो. कपॅसिटरमध्ये विद्युत ऊर्जा साठवणे या विषयामध्ये कपॅसिटरवर विद्युत प्रभार जमा करण्याच्या प्रक्रियेचे सविस्तर वर्णन केले आहे.

अधिक वाचा

विद्युत विभवाची व्याख्या

विद्युत विभव म्हणजे प्रति एकक प्रभाराची विद्युत स्थितीज ऊर्जा होय . समजा, जेव्हा प्रभार q बिंदू a वर असतो, तेव्हा त्याची विद्युत स्थितीज ऊर्जा EP _a इतकी असते , तर बिंदू a वरील विद्युत विभव खालीलप्रमाणे मांडले जाते:

V = विद्युत विभव, EP = विद्युत स्थितिज ऊर्जा, q = विद्युत प्रभार

V हे केवळ बिंदू 'a' वरच नव्हे, तर विद्युत क्षेत्रातील सर्व बिंदूंवर असते . बिंदू 'a' हे उदाहरण म्हणून वापरले आहे. पुढे स्पष्ट केल्याप्रमाणे, V हे प्रभार q वर अवलंबून नसते.

अधिक वाचा

विद्युत स्थितिज ऊर्जेबद्दलचा लेख

या विषयाचा अभ्यास करण्यापूर्वी, प्रथम कार्य, संवर्धक बले, संवर्धक बले आणि स्थितिज ऊर्जा यांमधील संबंध , विद्युत बले आणि विद्युत क्षेत्र समजून घ्या.

विद्युत बल हे संवर्धक बल आहे

गुरुत्वाकर्षण बल आणि स्प्रिंग बल यांच्या व्यतिरिक्त, विद्युत बल हे संरक्षणात्मक बलाचे आणखी एक उदाहरण आहे. विद्युत बलाला संरक्षणात्मक बल का म्हटले जाते हे अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, खालील स्पष्टीकरण समजून घ्या.

अधिक वाचा

गॉसच्या नियमाचा वापर करून विद्युत क्षेत्र निश्चित करण्याविषयीचा लेख

एका बिंदू प्रभाराद्वारे विद्युत क्षेत्र

एका धन प्रभाराने निर्माण केलेले विद्युत क्षेत्र मोजण्यासाठी, पहिली पायरी म्हणजे r त्रिज्येचा गोलाकार गॉस पृष्ठभाग निवडणे, ज्याचे केंद्र त्या एका प्रभारावर असेल. त्या गोलाचे पृष्ठफळ 4πr² आहे.².

गोलाच्या केंद्रातून बाहेर पडणारे विद्युत क्षेत्र गोलाच्या पृष्ठभागाला लंब दिशेने आत शिरते, त्यामुळे विद्युत अभिवाहाचे सूत्र Φ = E A आहे. गॉसच्या नियमाचे सूत्र Φ = Q/ε _{o आहे.}

अधिक वाचा

गॉसच्या नियमाबद्दलचा लेख

कूलॉम्बच्या नियमासंदर्भात , विद्युत प्रभारांमधील बलाचा अभ्यास केला गेला आहे. विद्युत क्षेत्राच्या आढाव्यात, कूलॉम्बच्या नियमाच्या दुसऱ्या स्वरूपावर चर्चा केली गेली आहे, जे F = q E या समीकरणाने व्यक्त केले जाते.

येथे F हे विद्युत बल, q हा विद्युत प्रभार आणि E हे विद्युत क्षेत्र आहे. असे म्हणता येईल की कूलॉम्बचा नियम हा भौतिकशास्त्राचा एक नियम आहे जो विद्युत प्रभार (q) आणि विद्युत क्षेत्र (E) यांच्यातील संबंध स्पष्ट करतो.

गॉसचा नियम हा विद्युत प्रभार आणि विद्युत क्षेत्र यांच्यातील संबंध स्पष्ट करणारा भौतिकशास्त्रातील आणखी एक नियम आहे. गॉसचा नियम कार्ल फ्रेडरिक गॉस (१७७७-१८५५) या जर्मन सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ आणि गणितज्ञाने मांडला .

अधिक वाचा

विद्युत फ्लक्सची व्याख्या

विद्युत क्षेत्राच्या संदर्भात, विद्युत क्षेत्राची व्याख्या आणि समीकरण यावर चर्चा केली आहे, ज्याचा उपयोग एका विद्युत प्रभाराने, अनेक विद्युत प्रभारांनी किंवा विद्युत प्रभारांच्या वितरणाने निर्माण होणाऱ्या विद्युत क्षेत्राची तीव्रता मोजण्यासाठी केला जाऊ शकतो. एका किंवा दोन विद्युत प्रभारांनी निर्माण होणाऱ्या विद्युत क्षेत्राच्या तीव्रतेची गणना, विद्युत क्षेत्राच्या तीव्रतेच्या सूत्राचा वापर करून सहजपणे करता येते. जर विद्युत प्रभारांच्या वितरणाने निर्माण होणाऱ्या विद्युत क्षेत्राच्या तीव्रतेची गणना करायची असेल, तर विद्युत क्षेत्राच्या तीव्रतेचे सूत्र वापरल्यास गणना अधिक गुंतागुंतीची होते, परंतु गॉसचा नियम वापरणे अधिक सोपे आहे . गॉसच्या नियमाचा सखोल अभ्यास करण्यापूर्वी, प्रथम विद्युत अभिवाह (इलेक्ट्रिक फ्लक्स) म्हणजे काय हे समजून घेणे आवश्यक आहे, कारण गॉसच्या नियमात विद्युत अभिवाहाची संकल्पना वापरली आहे.

अधिक वाचा