بجلي جي امڪاني توانائي

بجلي جي امڪاني توانائي بابت مضمون

هن موضوع جو مطالعو ڪرڻ کان اڳ، پهرين ڪم، قدامت پسند قوتن، قدامت پسند قوتن جي وچ ۾ امڪاني توانائي ، برقي قوتن ۽ برقي ميدان سان تعلق کي سمجھو .

برقي قوت قدامت پسند قوت آهي

ڪشش ثقل ۽ اسپرنگ فورس کان علاوه، قدامت پسند قوت جو هڪ ٻيو مثال برقي قوت آهي. بهتر سمجهڻ لاءِ ته برقي قوت کي قدامت پسند قوت ڇو سڏيو ويندو آهي، هيٺ ڏنل وضاحت کي سمجھو.

فرض ڪريو ته شڪل ۾ ڏيکاريل ٻه برقي چارج ٿيل پليٽون آهن، کاٻي پليٽ مثبت طور تي چارج ٿيل آهي، ۽ ساڄي پليٽ منفي طور تي چارج ٿيل آهي. ٻنهي پليٽن جي وچ ۾ تير برقي ميدان جون لائينون آهن جيڪي مثبت چارج مان منفي چارج ڏانهن نڪرنديون آهن. هڪ مثبت چارج هڪ مثبت برقي چارج ٿيل پليٽ جي ويجهو آهي.

برقي ميدان جي موجودگي مثبت چارج کي برقي ميدان جي طرف برقي قوت جو تجربو ڪرڻ جو سبب بڻائي ٿي ته جيئن مثبت چارج ساڄي طرف منفي چارج ٿيل پليٽ ڏانهن تيز ٿئي. برقي قوت جو رخ ساڄي طرف، چارج جي حرڪت جي طرف، ته جيئن برقي قوت چارج تي مثبت ڪم ڪري. رياضي طور تي، مثبت چارج تي برقي قوت پاران ڪيل ڪم W = F d = q E d آهي، جتي W = ڪم، F = برقي قوت، d = ٻن پليٽن جي وچ ۾ فاصلو، q = مثبت چارج، E = برقي ميدان.

منفي چارج واري پليٽ جي ويجهو پهچڻ کان پوءِ، جيڪڏهن مثبت چارج کي منفي چارج واري پليٽ جي ويجهو ان جي اصل پوزيشن تي واپس آڻڻو آهي، ته هڪ ٻاهرين قوت جي ضرورت پوندي آهي. جڏهن مثبت چارج کي کاٻي پاسي مثبت چارج واري پليٽ ڏانهن منتقل ڪيو ويندو آهي، ته برقي قوت ساڄي طرف هدايت ڪئي ويندي آهي ته جيئن برقي قوت چارج تي منفي ڪم ڪري. رياضي طور تي، مثبت چارج تي برقي قوت پاران ڪيل ڪم W = – F d = – q E d آهي.

جڏهن چارج ساڄي طرف هلي ٿو، پوءِ ٻيهر کاٻي طرف پنهنجي اصل پوزيشن ڏانهن هلي ٿو، ته پوءِ مثبت چارج تي برقي قوت جو ڪُل ڪم W = q E d – q E d = 0 آهي. جيڪڏهن خالص ڪم شيءِ تي لڳل قوت ذريعي ڪيو وڃي ٿو، جڏهن شيءِ پنهنجي اصل پوزيشن کان پري هلي ٿي ۽ پوءِ پنهنجي اصل پوزيشن ڏانهن واپس اچي ٿي، صفر جي برابر، ته پوءِ قوت هڪ قدامت پسند قوت آهي. مٿي ڏنل وضاحت جي بنياد تي، اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته برقي قوت هڪ قدامت پسند قوت آهي.

برقي قوت ۽ برقي امڪاني توانائي

قدامت پسند قوتن پاران ڪيل ڪم امڪاني توانائي ۾ تبديلين سان لاڳاپيل آهي. مثال طور، ڪنهن ماس شئي تي ڪشش ثقل قوت پاران ڪيل ڪم ڪاميٽي شئي جي ڪشش ثقل امڪاني توانائي کي تبديل ڪري ٿو. ساڳئي طرح، برقي چارج ۾ برقي قوت پاران ڪيل ڪم چارج جي برقي امڪاني توانائي کي تبديل ڪري ٿو.

هڪجهڙي برقي ميدان ۾ مثبت چارج

هيٺ ڏنل ٻه تصويرون قدامت پسند قوتن پاران ڪيل ڪم جي مثالن کي بيان ڪن ٿيون جيڪي امڪاني توانائي ۾ تبديلين جو سبب بڻجن ٿيون. ڪشش ثقل جي قوت پاران ڪيل ڪم ۽ ڪشش ثقل جي امڪاني توانائي ۾ تبديلين جي وضاحت کي مقابلي طور استعمال ڪيو ويو آهي،

برقي قوت پاران ڪيل ڪم ۽ برقي امڪاني توانائي ۾ تبديلين کي سمجهڻ ۾ سهولت فراهم ڪرڻ لاءِ.

کاٻي پاسي واري تصوير ۾ هڪ شيءِ کي زمين جي مٿاڇري ڏانهن آزاديءَ سان ڪريندي ڏيکاريو ويو آهي. جڏهن مٿي تي هوندي آهي، ته شين ۾ وڌ ۾ وڌ ڪشش ثقل امڪاني توانائي هوندي آهي. جڏهن هيٺ لهندي آهي، ته ڪشش ثقل قوت شيءِ تي عمل ڪندي آهي. ڪشش ثقل قوت جو رخ ان شيءِ جي حرڪت جي هدايت جي برابر هوندو آهي جيڪا هيٺ هوندي آهي ته جيئن ڪشش ثقل قوت مثبت ڪم ڪري. جڏهن هيٺ تيز ڪيو ويندو آهي، ته شيءِ جي اوچائي گهٽجي ويندي آهي ته جيئن شيءِ جي ڪشش ثقل امڪاني توانائي گهٽجي ويندي آهي. زمين تي پهچڻ تي، ڪشش ثقل امڪاني توانائي گهٽ ۾ گهٽ هوندي آهي. اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته شيءِ تي ڪشش ثقل قوت پاران ڪيل مثبت ڪم شيءِ جي ڪشش ثقل امڪاني توانائي کي گهٽائي ٿو. ڪشش ثقل امڪاني توانائي ضايع نه ٿيندي آهي پر حرڪي توانائي ۾ تبديل ٿي ويندي آهي، جيڪا شيءِ جي رفتار ۾ واڌ سان ظاهر ٿئي ٿي جڏهن اها هيٺ لهندي آهي.

ساڄي پاسي واري شڪل مثبت چارج ٿيل پليٽ جي ويجهو مثبت چارج ڏيکاري ٿي. جڏهن مثبت چارج ٿيل پليٽ جي ويجهو هوندي آهي، ته برقي امڪاني توانائي جي وڌ ۾ وڌ قدر هوندي آهي. ٻن پليٽن جي وچ ۾ برقي ميدان جي موجودگي سبب چارج کي مثبت چارج ٿيل پليٽ کان منفي چارج ٿيل پليٽ ڏانهن برقي قوت سان تيز ڪيو ويندو آهي. جڏهن چارج ساڄي طرف منتقل ٿئي ٿو، ته برقي قوت پڻ چارج جي ساڄي طرف منتقلي جي طرف هوندي آهي، تنهنڪري برقي قوت مثبت ڪم ڪري ٿي. ساڄي طرف منتقل ٿيڻ دوران، چارج جي حرڪي توانائي وڌي ٿي جڏهن ته برقي امڪاني توانائي گهٽجي ٿي.

منفي چارج واري پليٽ جي ويجهو پهچڻ تي، امڪاني برقي توانائي گهٽ ۾ گهٽ قدر رکي ٿي. اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته چارج تي برقي قوت پاران ڪيل مثبت ڪم چارج جي برقي امڪاني توانائي کي گهٽائي ٿو. ان جي برعڪس، جيڪڏهن مثبت چارج کي ان جي اصل پوزيشن ڏانهن واپس منتقل ڪيو وڃي ته پوءِ چارج جي هدايت کاٻي پاسي تبديل ٿي ويندي آهي، ساڄي پاسي برقي قوت جي هدايت جي برعڪس. مخالف هدايت جي ڪري، برقي قوت مثبت چارج تي منفي ڪم ڪري ٿي. کاٻي پاسي منتقل ٿيڻ تي، برقي امڪاني توانائي وڌي ٿي. اهڙيءَ طرح، اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته چارج تي برقي قوت پاران ڪيل منفي ڪم چارج جي برقي امڪاني توانائي کي وڌائي ٿو.

هڪجهڙائي واري برقي ميدان ۾ منفي چارج

مثبت چارج جي برعڪس، منفي چارج ۾ وڌ ۾ وڌ برقي امڪاني توانائي هوندي آهي جڏهن اها منفي چارج ٿيل پليٽ جي ويجهو هوندي آهي ۽ گهٽ ۾ گهٽ برقي امڪاني توانائي هوندي آهي جڏهن اها مثبت چارج ٿيل پليٽ جي ويجهو هوندي آهي. قدرتي طور تي، برقي چارج اعلي صلاحيت کان گهٽ صلاحيت ڏانهن منتقل ٿئي ٿو، تنهن ڪري منفي چارج پڻ منفي چارج ٿيل پليٽ کان مثبت چارج ٿيل پليٽ ڏانهن منتقل ٿئي ٿو. منفي چارج جي منتقلي جي هدايت کاٻي طرف آهي، جڏهن ته برقي قوت جي هدايت ساڄي طرف آهي ته جيئن برقي قوت منفي ڪم ڪري. کاٻي طرف منتقل ٿيڻ تي، منفي چارج جي برقي امڪاني توانائي گهٽجي ويندي آهي ۽ گهٽ ۾ گهٽ قدر هوندي آهي جڏهن منفي چارج مثبت چارج ٿيل پليٽ جي ويجهو اچي ٿو. اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته برقي قوت پاران ڪيل منفي ڪم منفي چارج جي برقي امڪاني توانائي کي گهٽائي ٿو. برقي امڪاني توانائي ضايع نه ٿيندي آهي پر حرڪي توانائي ۾ تبديل ٿيندي آهي جيڪا مثبت چارج ٿيل پليٽ ڏانهن منتقل ٿيڻ وقت چارج جي رفتار کي وڌائڻ سان منسوب ڪئي ويندي آهي.

هڪجهڙائي واري برقي ميدان ۾ برقي امڪاني توانائي

جڏهن چارج هڪ خاص پوزيشن ۾ هوندو آهي ته ان جي قيمت معلوم نه ٿي سگهي. پر جيڪڏهن چارج هڪ جاءِ کان ٻئي هنڌ منتقل ٿئي ٿو، ته چارج جي برقي امڪاني توانائي جي تبديلي جو حساب لڳائي سگهجي ٿو. تنهن ڪري، جيڪو معنيٰ خيز آهي اهو امڪاني توانائي ۾ تبديلي آهي. برقي امڪاني توانائي (ΔEP) ۾ تبديليون تڏهن معلوم ٿي سگهن ٿيون جڏهن مثبت چارج اعليٰ صلاحيت (مثبت طور تي چارج ٿيل پليٽ) کان گهٽ صلاحيت (منفي طور تي چارج ٿيل پليٽ) ڏانهن منتقل ٿئي ٿي.

مقابلي لاءِ، جڏهن آم پنهنجي ٿڙ تي هوندو آهي، ته ان ۾ ڪشش ثقل امڪاني توانائي هوندي آهي، پر ان جي قيمت معلوم نه ٿي سگهي. جيڪڏهن آم جي ميوي کي ڪشش ثقل جي قوت سان زمين تي تيز ڪيو وڃي ٿو، ته ان جي ڪشش ثقل امڪاني توانائي جي تبديلي کي فارمولا W = ΔEP = mgh استعمال ڪندي حساب ڪتاب ذريعي معلوم ڪري سگهجي ٿو،

جتي m = ماس، g = ڪشش ثقل جي تيزي، h = آم ۽ زمين جي مٿاڇري جي وچ ۾ فاصلو.

ساڳئي طرح، هڪ چارج جي برقي امڪاني توانائي جي تبديلين کي معلوم ڪري سگهجي ٿو جڏهن برقي قوت چارج کي هڪ نقطي کان ٻئي نقطي تائين تيز ڪري ٿي. جيئن اڳ ۾ بيان ڪيو ويو آهي، جيڪڏهن مثبت چارج مثبت چارج ٿيل پليٽ کان منفي چارج ٿيل پليٽ ڏانهن منتقل ٿئي ٿو،

بجلي جي امڪاني توانائي جي تبديلي جو حساب فارمولا W = ΔEP = q E d استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي، جتي q = برقي چارج، E = برقي ميدان ۽ d = هڪ جڳهه ۽ ٻئي جڳهه جي وچ ۾ فاصلو. ساڳئي طرح، جيڪڏهن منفي چارج منفي چارج ٿيل پليٽ کان مثبت چارج ٿيل پليٽ ڏانهن منتقل ٿئي ٿي، ته منفي چارج جي برقي امڪاني توانائي ۾ واڌ جو حساب فارمولا W = ΔEP = q E d استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي.

ٻن نقطي چارجن جي برقي امڪاني توانائي

برقي امڪاني توانائي ۾ تبديليون نه رڳو هڪجهڙائي واري برقي ميدان ۾ چارج ذريعي محسوس ڪيون وينديون آهن، پر هڪ برقي چارج ذريعي پيدا ٿيندڙ برقي ميدان پڻ. فرض ڪريو ته هڪ واحد چارج Q آهي جيڪو هڪ برقي ميدان پيدا ڪري ٿو ۽ q جي چارج جو چارج Q کان r جي فاصلي تي آهي.

Q = برقي چارج جيڪو برقي ميدان جو سبب بڻجندو آهي

q = برقي چارج جيڪو چارج Q پاران پيدا ٿيندڙ برقي ميدان ۾ منتقل ٿئي ٿو

d = r = چارج q جو چارج Q کان مفاصلو.

جيڪڏهن ٻنهي چارجن جو نشان ساڳيو آهي، + يا -، ته پوءِ ٻئي چارج هڪ ٻئي کي ڌڪيندا آهن يا هڪ ٻئي کان پري رهندا آهن ته جيئن امڪاني توانائي ۾ تبديليون مثبت هجن (برقي امڪاني توانائي وڌي ٿي). اهو هڪ ماس شئي وانگر آهي جيڪو زمين کان مٿي طرف منتقل ٿئي ٿو ته جيئن ان جي اوچائي ۽ ڪشش ثقل امڪاني توانائي وڌي وڃي. ان جي برعڪس، جيڪڏهن ٻنهي چارجن جو نشان ساڳيو نه آهي، ته ٻئي چارج هڪ ٻئي کي ڇڪيندا آهن يا هڪ ٻئي جي ويجهو ايندا آهن ته جيئن امڪاني توانائي ۾ تبديلي منفي هجي (برقي امڪاني توانائي گهٽجي ويندي آهي). اهو هڪ ماس شئي وانگر آهي جيڪو زمين جي مٿاڇري جي ويجهو هيٺ لهي رهيو آهي ته جيئن ان جي اوچائي ۽ ڪشش ثقل امڪاني توانائي گهٽجي وڃي.

برقي قوت هڪ قدامت پسند قوت آهي، تنهن ڪري چارج رستي جي شڪل برقي امڪاني توانائي ۾ تبديلين کي متاثر نه ڪندي آهي. برقي امڪاني توانائي ۾ تبديلين جي قدر کي جيڪو متاثر ڪري ٿو، اهو چارج جي شروعاتي پوزيشن ۽ آخري پوزيشن آهي.

ايندڙ موضوع تي برقي صلاحيت، جسماني مقدارن جو مطالعو ڪيو ويندو جيڪي برقي امڪاني توانائي سان مضبوطي سان لاڳاپيل آهن.