بجلي جو وهڪرو

برقي وهڪري جي تعريف

برقي ميدان جي حوالي سان، برقي ميدان جي تعريف ۽ مساوات تي بحث ڪيو ويو آهي جيڪو هڪ برقي چارج، ڪيترن ئي برقي چارجز يا هڪ برقي چارج ورهائڻ ذريعي پيدا ٿيندڙ برقي ميدان جي طاقت کي ڳڻڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. هڪ برقي چارج يا ٻن برقي چارجز ذريعي پيدا ٿيندڙ برقي ميدان جي طاقت جو حساب برقي ميدان جي طاقت جي فارمولا استعمال ڪندي آساني سان حل ڪيو ويندو آهي. جيڪڏهن جيڪو حساب ڪيو ويندو آهي اهو برقي ميدان جي طاقت آهي جيڪو برقي چارج ورهائڻ ذريعي پيدا ٿئي ٿو، جيڪڏهن برقي ميدان جي طاقت جو فارمولا استعمال ڪيو وڃي ته حساب وڌيڪ پيچيده هوندو آهي، پر گاس جي قانون کي استعمال ڪرڻ آسان آهي . گاس جي قانون کي کوٽائي سان پڙهڻ کان اڳ، پهريان اهو سمجھو ته گاس قانون ۾ استعمال ٿيندڙ برقي وهڪري جي تصور جي ڪري برقي وهڪري.

لفظ فلڪس لاطيني لفظ، فلوئر مان نڪتل آهي، جنهن جي معنيٰ آهي وهڻ. برقي وهڪري کي برقي ميدان جي وهڪري جي طور تي تعبير ڪري سگهجي ٿو. هتي لفظ وهڪري وهندڙ پاڻي وانگر وهندڙ برقي ميدان نه ڏيکاري ٿو، پر هڪ برقي ميدان جي وجود کي بيان ڪري ٿو جيڪو هڪ خاص طرف وٺي ٿو. برقي ميدان جي لائينن جي حوالي سان، اهو وضاحت ڪئي وئي آهي ته برقي ميدان کي برقي ميدان جي لائينن کي استعمال ڪندي تصور ڪيو ويندو آهي يا ٺاهيو ويندو آهي، ۽ تنهن ڪري برقي وهڪري کي برقي ميدان جي لائينن جي طور تي پڻ بيان ڪيو ويندو آهي. تنهن ڪري برقي وهڪرو هڪ برقي ميدان جي لڪير آهي جيڪا هڪ مخصوص مٿاڇري واري علائقي مان گذري ٿي، جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ مثال طور ڏيکاريل آهي.

برقي وهڪري جي مساوات

رياضي طور تي، برقي وهڪرو برقي ميدان (E)، مٿاڇري جي ايراضي (A) ۽ برقي ميدان جي لڪير ۽ مٿاڇري تي عمودي عام لڪير جي وچ ۾ زاويه جي ڪوسائن جي پيداوار آهي.

F = EA cosθ ………………. (مساوات 1)

جيڪڏهن برقي ميدان جون لائينون مٿاڇري واري علائقي ڏانهن عمودي آهن جيڪي اهي شڪل ۾ لنگهنديون آهن، ته پوءِ برقي ميدان جي لائين ۽ عام لڪير جي وچ ۾ زاويه 0 ^o آهي ، جتي cos 0 ^o = 1. اهڙيءَ طرح، برقي وهڪري جو فارمولو هن ريت تبديل ٿئي ٿو:

ايف = اي اي ڪوس 0^o = اي اي (1)

ايف = اي اي …………. (مساوات 2)

فارمولي جي بنياد تي، مٿي ڏنل برقي وهڪرو ڪيترن ئي شين کي ختم ڪري ٿو. پهرين، برقي وهڪرو وڌ ۾ وڌ هوندو آهي جڏهن برقي فيلڊ لائن مٿاڇري جي علائقي تي عمودي هوندي آهي ڇاڪاڻ ته هن حالت ۾ برقي فيلڊ لائن ۽ عام لائن جي وچ ۾ زاويه 0o آهي، جتي ڪوسائن 0o 1 آهي. ٻيو، برقي وهڪرو گهٽ ۾ گهٽ هوندو آهي جڏهن برقي فيلڊ لائن مٿاڇري جي علائقي سان متوازي هوندي آهي ڇاڪاڻ ته هن حالت ۾ برقي فيلڊ لائن ۽ عام لائن جي وچ ۾ زاويه 90 ^o آهي ، جتي ڪوسائن 90 ^o 0 آهي. ٽيون، برقي وهڪرو برقي فيلڊ (E) ۽ مٿاڇري جي علائقي (A) تي منحصر آهي. مٿي ڏنل مثال ۾ چورس شڪل واري مٿاڇري جي علائقي کان علاوه، مٿاڇري جو علائقو گول ۽ ٻيا به ٿي سگهي ٿو.

بند مٿاڇري تي بجلي جو وهڪرو

اڳ ۾ بيان ڪيل برقي چارج هڪ کليل مٿاڇري (چورس يا مستطيل مٿاڇري واري علائقي) جي مثال استعمال ڪري ٿو. بند مٿاڇري جهڙوڪ ڪيوب، بيم، يا بال تي برقي وهڪري ڪيئن ٿيندي آهي؟ فرض ڪريو ته برقي ميدان جون لائينون آهن جيڪي بيم مان گذري ٿي، جيئن هيٺ ڏيکاريل آهي.

نيري رنگ ۾ رنگيل برقي ميدان جون لائينون بيم جي مٿئين ۽ هيٺين مٿاڇري سان هڪجهڙائي رکن ٿيون ته جيئن اهي 90 سينٽي ميٽر جو زاويه ٺاهين.^o مٿئين ۽ هيٺين مٿاڇري جي عام لڪير سان. اهڙيءَ طرح، بيم جي مٿئين ۽ هيٺين مٿاڇري تي برقي وهڪري F = EA cos 90 آهي.^o = اي اي (0) = 0.

برقي ميدان جون لائينون جن کي پيلو رنگ ڏنو ويو آهي اهي بيم جي ساڄي ۽ کاٻي پاسي جي مٿاڇري سان هڪجهڙائي رکن ٿيون ته جيئن اهي کاٻي ۽ ساڄي پاسي جي مٿاڇري جي عام لڪير سان 90 ^o جو زاويه ٺاهين . اهڙيءَ طرح، بيم جي ساڄي ۽ کاٻي پاسي برقي وهڪري F = EA cos 90 ^o = EA (0) = 0 آهي.

برقي ميدان جون لائينون بيم جي اڳيان ۽ پوئين مٿاڇري تي ڳاڙهي عمودي طور تي ڏنل آهن ته جيئن اهي اڳيان ۽ پوئين مٿاڇري جي عام لڪير سان 0 ^{o زاويه ٺاهين. اهڙيءَ طرح، برقي وهڪري F = EA cos 0 o} = EA (1) = E A آهي.

مٿي ڏنل شڪل ۾، برقي ميدان جون نظر ايندڙ ڳاڙهيون لڪيرون بيم ۾ منتقل ٿين ٿيون ۽ پوءِ بيم مان ٻاهر نڪري وڃن ٿيون. جڏهن برقي ميدان جون لائينون بيم ۾ اهڙي طرح منتقل ٿين ٿيون جيئن بيم اندر ڪا منفي چارج هجي، ته برقي وهڪرو منفي هوندو آهي. ان جي برعڪس، جڏهن برقي ميدان جون لائينون بيم مان اهڙي طرح منتقل ٿين ٿيون جيئن بيم اندر ڪا مثبت چارج هجي، ته برقي وهڪرو مثبت هوندو آهي. معيار جي لحاظ کان، جيڪڏهن بيم ۾ داخل ٿيندڙ برقي ميدان جون لائينون بيم مان نڪرندڙ برقي ميدان جون لائينون جي تعداد جي برابر هجن، ته نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ برقي وهڪرو صفر هوندو آهي. مقدار جي لحاظ کان، بيم مان گذرندڙ نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ برقي وهڪرو کي هيٺين طريقي سان ڳڻيو ويندو آهي: ايندڙ برقي وهڪرو = F ₁ = – EA cos 0 ^o = – EA (1) = -EA ۽ ٻاهر نڪرندڙ برقي وهڪرو = F ₂ = + EA cos 0 ^o = + EA (1) = + E A. ڪل برقي وهڪرو F = – F ₁ + F ₂ = -EA + EA = 0 آهي.

مٿي ڏنل حسابن جي بنياد تي، اهو نتيجو ڪڍيو ويو ته مٿي ڏنل شڪل ۾ بيم مان گذرندڙ ڪُل برقي وهڪرو صفر آهي. اهو چئي سگهجي ٿو ته ڪُل برقي وهڪرو صفر آهي ڇاڪاڻ ته بيم ۾ ڪو به برقي چارج ناهي. تنهن ڪري جيڪڏهن بند مٿاڇري جهڙوڪ بيم، ڪيوب، گولا وغيره ۾ ڪو به برقي چارج نه آهي ته ڪُل برقي وهڪرو صفر آهي. جيڪڏهن بند مٿاڇري تي برقي چارج هجي ته ڇا ٿيندو؟

فرض ڪريو ته بال جي مرڪز ۾ هڪ برقي چارج آهي، جيئن پاسي واري شڪل ۾ ڏيکاريل آهي. برقي ميدان جون چار لائينون بيان ڪيون ويون آهن ته جيئن ٻين برقي ميدانن جي لائينن جي نمائندگي ڪن جيڪي گول جي مرڪز کان گول جي مٿاڇري ڏانهن عمودي طور تي منتقل ٿين ٿيون. هر لڪير بال جي مٿاڇري تي عمودي آهي، جنهن ذريعي اهو 0 جو زاويه ٺاهيندو آهي.^o بال جي مٿاڇري تي هڪ عام لڪير سان عمودي.

بال تي بجلي جو وهڪرو: Φ = E A.

برقي ميدان جي طاقت جو فارمولو E = kq / r ² آهي ، ۽ گولي جي مٿاڇري واري علائقي جي مساوات A = 4 pr ² آهي ته جيئن برقي وهڪري جو فارمولو هن طرح تبديل ٿئي:

جيڪڏهن بال جي مرڪز تي چارج + 2Q آهي، ته پوءِ بال تي برقي وهڪرو آهي

برقي وهڪري فارمولي جي بنياد تي، اهو نتيجو ڪڍيو ويو آهي ته جيڪڏهن بند گول مٿاڇري ۾ برقي چارج آهي،

بال تي برقي وهڪري جي قيمت بال جي قطر يا ريڊيس تي منحصر ناهي. برقي وهڪري جي شدت بال ۾ ڪل برقي چارج جو 4πk ڀيرا، يا بال ۾ ڪل برقي چارج جو 1/ε _{o ڀيرا آهي.}

بجلي جي وهڪري جو يونٽ

برقي وهڪري جو بنيادي فارمولو F = EA آهي، جتي E برقي ميدان جي طاقت آهي ۽ A مٿاڇري جو علائقو آهي. برقي ميدان جو يونٽ نيوٽن في ڪولمب (N/C) آهي، ۽ مٿاڇري جي ايراضي جو يونٽ چورس ميٽر (m2) آهي، ^تنهن ڪري برقي وهڪري جو يونٽ نيوٽن چورس ميٽر في ڪولمب (Nm2 ^/ C) آهي.