بجلي جي صلاحيت

برقي صلاحيت جي تعريف

بجلي جي صلاحيت کي بيان ڪيو ويو آهي بجلي امڪاني توانائي في يونٽ چارج. فرض ڪريو ته جڏهن اهو نقطي a تي آهي، چارج q ۾ برقي امڪاني توانائي EP جي برابر آهي_a، پوءِ نقطي الف تي برقي صلاحيت هن ريت ترتيب ڏني وئي آهي:

V = برقي صلاحيت، EP = برقي امڪاني توانائي، q = برقي چارج

V صرف نقطي a تي نه پر سڀني نقطن تي پڻ آهي بجلي جو ميدان. پوائنٽ a کي مثال طور استعمال ڪيو ويو آهي. جيئن بعد ۾ وضاحت ڪئي ويندي، V چارج q تي منحصر ناهي.

EP ۽ برقي چارج اسڪيلر مقدارون آهن تنهنڪري V ۾ اسڪيلر مقدارون پڻ شامل آهن. EP جو بين الاقوامي سسٽم يونٽ جول آهي ۽ برقي چارج جو بين الاقوامي سسٽم يونٽ ڪولمب آهي تنهن ڪري V جو بين الاقوامي سسٽم يونٽ جول في ڪولمب (J/C) آهي. J/C جو ٻيو نالو وولٽ آهي، جيڪو اطالوي سائنسدان ۽ برقي بيٽري جي موجد، اليسندرو وولٽا (1745-1827) جي نالي مان نڪتل آهي.

بجليءَ جي امڪاني فرق

هڪ نقطي تي V جيئن ته نقطي a تي V، يعني، V_a، معلوم نه ٿي سگهي ڇاڪاڻ ته سڀ کان اهم برقي صلاحيت ۾ تبديلي آهي. برقي صلاحيت ۾ تبديليون ان جي قدر ذريعي معلوم ٿي سگهن ٿيون، يا ته حسابن يا ماپن ذريعي. V تبديل ٿئي ٿو جڏهن چارج q هڪ نقطي کان ٻئي نقطي ڏانهن منتقل ٿئي ٿو. فرض ڪريو ته چارج q نقطي a کان نقطي b ڏانهن منتقل ٿئي ٿو ته پوءِ V ۾ تبديلي آهي:

Vab هڪ برقي ميدان ۾ ٻن نقطن جي وچ ۾ V فرق آهي، مثال طور، پوائنٽس a ۽ b. پوائنٽس a ۽ b جي وچ ۾ V ۾ فرق (V_ab) اهو ساڳيو آهي جيڪو برقي چارج ۾ برقي قوت پاران پوائنٽ الف کان پوائنٽ ب ڏانهن منتقل ٿيڻ وقت ڪيو ويندو آهي، في يونٽ چارج (ڊبليو_ab /q). اهو ياد رکڻ گهرجي ته ڪم چارج q جي برقي قوت سان ڪيو ويندو آهي جڏهن پوائنٽ a کان پوائنٽ b (W) ڏانهن منتقل ٿئي ٿو._ab) چارج q (ΔEP) جي برقي امڪاني توانائي ۾ تبديلي جي برابر آهي. تنهن ڪري، مٿي ڏنل مساوات ۾، ΔEP کي W سان تبديل ڪري سگهجي ٿو._ab.

جڏهن ڪا شيءِ زمين جي مٿاڇري کان مٿي هڪ خاص اوچائي تي هوندي آهي، ته ان ۾ ڪشش ثقل امڪاني توانائي هوندي آهي، جتي زمين جي مٿاڇري کي هڪ حوالي جي نقطي طور استعمال ڪيو ويندو آهي. هن صورت ۾، زمين جي مٿاڇري جي اوچائي ۽ زمين جي مٿاڇري تي ڪشش ثقل امڪاني توانائي صفر تي مقرر ڪئي ويندي آهي. ڪشش ثقل امڪاني توانائي وانگر، جڏهن اسان ڪنهن نقطي کي هڪ خاص برقي صلاحيت هجڻ جو بيان ڪندا آهيون، ته اهو هڪ ٻيو نقطو هجڻ گهرجي جيڪو هڪ حوالي جي نقطي طور استعمال ڪيو ويندو آهي، صرف برقي صلاحيت ۾ فرق کي غور ڪندي جيڪو حساب ڪري سگهجي ٿو. عام طور تي، زمين سان ڳنڍيل زمين يا برقي موصل کي ريفرنس پوائنٽ طور چونڊيو ويندو آهي، جتي ڪنڊڪٽر جي برقي صلاحيت يا زمين ۾ برقي صلاحيت صفر تي مقرر ڪئي ويندي آهي. تنهن ڪري جيڪڏهن هڪ نقطي ۾ 12 وولٽ جي برقي صلاحيت آهي، ته ان نقطي ۽ زمين جي وچ ۾ برقي امڪاني فرق 12 وولٽ آهي. 6 وولٽ جي بيٽري تي، مثبت ٽرمينل ۽ منفي ٽرمينل جي وچ ۾ برقي امڪاني فرق 6 وولٽ آهي. ڇاڪاڻ ته برقي امڪاني فرق جو يونٽ وولٽ آهي، ٻن نقطن جي وچ ۾ برقي امڪاني فرق کي عام طور تي وولٽيج سڏيو ويندو آهي.

مٿي ڏنل برقي امڪاني فرق جي مساوات کي ٻيهر هن ريت لکي سگهجي ٿو:

جيڪڏهن چارج q برقي امڪاني فرق V مان گذري ٿو_ab، امڪاني توانائي ΔEP جي حساب سان تبديل ٿئي ٿي. مثال طور، 2 ڪولمب جو چارج 12 وولٽ جي برقي امڪاني فرق مان گذري ٿو، برقي امڪاني توانائي (2 C)(12 V) = 24 جولز جي حساب سان تبديل ٿئي ٿي. ساڳئي طرح، جيڪڏهن 4 ڪولمب چارج 24 وولٽ جي برقي امڪاني فرق مان گذري ٿو، ته برقي امڪاني توانائي (4 C) (24 V) = 96 جولز جي حساب سان تبديل ٿئي ٿي.

تنهن ڪري، برقي امڪاني توانائي (ΔEP) ۾ تبديلي چارج (q) ۽ وولٽيج (V) جي متناسب آهي._ab). بجلي جو چارج ۽ وولٽيج جيترو وڌيڪ هوندو، بجلي جي امڪاني توانائي ۾ تبديلي اوترو ئي وڌيڪ هوندي. امڪاني توانائي ڪم ڪرڻ جي صلاحيت سان لاڳاپيل آهي، تنهن ڪري جيڪڏهن برقي امڪاني توانائي ۾ تبديليون اهم آهن، ته پوءِ ڪم ڪرڻ جي صلاحيت پڻ اهم آهي.

مٿي ڏنل V فرق جي مساوات اڃا تائين عام آهي. وڌيڪ تفصيلي V مساوات حاصل ڪرڻ لاءِ، هڪجهڙائي واري برقي ميدان ۾ برقي امڪاني فرق ۽ هڪ چارج ذريعي پيدا ٿيندڙ برقي امڪاني فرق جو جائزو وٺو.

هڪجهڙائي واري برقي ميدان ۾ برقي صلاحيت

هڪجهڙائي برقي ميدان ۾ ٻن نقطن جي وچ ۾ V ۾ فرق، مثال طور، پوائنٽ a ۽ پوائنٽ b، هيٺ ڏنل مساوات استعمال ڪندي حساب ڪري سگهجي ٿو:

V_ab = ٻن نقطن جي وچ ۾ V فرق، E = برقي ميدان، ۽ d = ٻن نقطن جي وچ ۾ فاصلو.

هڪ چارج ذريعي پيدا ٿيندڙ V

هڪ نقطي تي هڪ واحد چارج جي ڪري V جيڪو برقي ميدان پيدا ڪري ٿو، مساوات استعمال ڪندي حساب ڪري سگهجي ٿو:

V_ab = ٻن نقطن جي وچ ۾ V فرق، k = ڪولمب ڪانسٽنٽ، Q = واحد چارج جيڪو برقي ميدان پيدا ڪري ٿو، r = چارج Q ۽ ان نقطي جي وچ ۾ فاصلو جتي V جو حساب ڪيو ويو آهي.

برقي ميدان (E) ۽ برقي صلاحيت (V) جي وچ ۾ تعلق

برقي ميدان E هڪ ویکٹر مقدار آهي، جڏهن ته V هڪ اسڪيلر مقدار آهي. ویکٹر مقدار ۾ هدايت شامل آهي تنهنڪري اسڪيلر مقدارن جي حساب سان حساب ڪرڻ وڌيڪ مشڪل آهي. برقي ميدان جي حساب کي آسان بڻائڻ لاءِ، هڪ مساوات استعمال ڪندي جيڪا برقي ميدان ۽ V جي وچ ۾ تعلق بيان ڪري ٿي.

اڳ بيان ڪيل امڪاني فرق جي مساوات کي هن ريت ٻيهر لکيو ويو آهي:

رياضي طور تي، ڪم قوت ۽ بي گھرڻ جي پيداوار آهي، جتي قوت چارج ۽ برقي ميدان جي پيداوار آهي. ڪم، قوت، ۽ بي گھرڻ جي وچ ۾ تعلق هيٺ ڏنل مساوات ذريعي ظاهر ڪيو ويو آهي:

جيڪڏهن مٿي ڏنل ٻئي مساواتون گڏ ڪيون وڃن، ته پوءِ نئين مساوات هيٺ ڏنل طريقي سان پيدا ٿيندي:

اي = بجلي جو ميدان، وي_ab = ٻن نقطن جي وچ ۾ برقي امڪاني فرق جهڙوڪ پوائنٽس الف ۽ ب، ڊي = ٻن نقطن جي وچ ۾ فاصلو.

امڪاني فرق جي يونٽ وولٽ آهي، ۽ فاصلي جي يونٽ ميٽر آهي، تنهنڪري برقي ميدان کي وولٽ في ميٽر (V/m) جي يونٽن ۾ بيان ڪري سگهجي ٿو.

هي مساوات برقي (هموجنسي) فيلڊ کي طئي ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿي جنهن کي ٻن نقطن جي وچ ۾ امڪاني فرق ۽ ٻن نقطن جي وچ ۾ فاصلو چيو ويندو آهي. مساوات جي بنياد تي، برقي ميدان V جي متناسب ۽ فاصلي جي الٽ متناسب آهي. ان جو مطلب آهي ته V جيترو وڌيڪ هوندو، برقي ميدان اوترو وڌيڪ هوندو ۽ فاصلو جيترو وڌيڪ هوندو، برقي ميدان اوترو ننڍو هوندو.