प्र0 स्थिर विद्युत या स्थिर वैद्युतिकी किसे कहते है ? What is static electricity or electrostatics?
भौतिकी की वह शाखा जिसके अंतर्गत स्थिर आवेशों का अध्ययन किया जाता है, उसे स्थिर वैद्युत या स्थिर वैद्युतिकी कहा जाता है। The branch of physics which studies stationary charges is called static electricity or electrostatics.
प्र0 वैद्युत या विद्युत किसे कहते हैं ? समझाए What is called electricity? Explain
विद्युत वह ऊर्जा जिसके कारण किसी पदार्थ में हल्की वस्तुओं को आकर्षित करने का गुण उत्पन्न हो जाता है यह विद्युत रगड़ने से या घर्षण से उत्पन्न होती है, इसलिए इसे घर्षण विद्युत कहते हैं। Electricity is the energy due to which a substance acquires the property of attracting light objects. This electricity is produced by rubbing or friction, hence it is called frictional electricity.
विद्युन्मय(Electrified)- जिस पदार्थ में हल्की वस्तुओं को आकर्षित करने का गुण उत्पन्न हो जाता है, उसे विद्युन्मय कहते हैं। विद्युन्मय पदार्थ को 'आवेशित' (Charged) पदार्थ भी कहते हैं। The substance which develops the property of attracting light objects is called electrified. The electrified substance is also called 'charged' substance.
प्र0 विद्युत आवेश किसे कहते है? यह कितने प्रकार का होता है? समझाइए। What is electric charge? How many types are there? Explain.
वैद्युत आवेश एक भौतिक राशि है जिसे अर्जित (प्राप्त) कर लेने पर कोई पदार्थ विद्युन्मय (आवेशित) हो जाता है और विद्युतीय गुणों का प्रदर्शन करता है। Electric charge is a physical quantity which when acquired makes a substance electrified (charged) and exhibits electrical properties.
वैद्युत आवेश एक अदिश राशि है। इसका SI मात्रक कूलॉम (coulomb) तथा संकेत C होता है। Electric charge is a scalar quantity. Its SI unit is coulomb and symbol is C.
आवेश दो प्रकार के होते हैं— There are two types of charges-
(i) धनावेश (Positive charge)- काँच की छड़ को रेशम के कपड़े से रगड़ने पर काँच की छड़ में उत्पन्न आवेश को धनावेश कहते हैं। When a glass rod is rubbed with a silk cloth, the charge generated in the glass rod is called positive charge.
(ii) ऋणावेश (Negative charge)- एबोनाइट की छड़ को ऊनी कपड़े या बिल्ली की खाल से रगड़ने पर एबोनाइट की छड़ में उत्पन्न आवेश को ऋणावेश कहते हैं। The charge produced in the ebonite rod when it is rubbed with a woolen cloth or cat's skin is called negative charge.
प्र0 पदार्थ को विद्युत आवेश की गति के आधार पर कितने भागों में विभाजित किया गया है समझाइए। Explain how many parts the matter is divided into based on the movement of electric charge.
पदार्थ को विद्युत आवेश की गति के आधार पर तीन वर्गों में विभाजित किया गया है जो निम्न वत है Matter is divided into three classes based on the movement of electric charge which are as follows.
- चालक conductors
- विद्युत विरोधी electric insulators
- अर्धचालक semiconductors
# चाँदी आवेश का सर्वोत्तम चालक है। चालकों में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या अत्यधिक होती है। ये मुक्त इलेक्ट्रॉन चालक के अंदर गति करने के लिए स्वतंत्र होते हैं। Silver is the best conductor of charge. Conductors have a large number of free electrons. These free electrons are free to move inside the conductor.
2. विद्युतरोधी Electric insulators- ऐसे पदार्थ जो अपने में से वैद्युत आवेश को बहने नहीं देते उन्हें विद्युतरोधी कहते हैं। Substances that do not allow electric charge to flow through them are called insulators.
जैसे - लकड़ी, रबर, काँच, प्लॉस्टिक, नायलॉन आदि विद्युतरोधी हैं। Such as – wood, rubber, glass, plastic, nylon etc. are electrical insulators.
# विद्युतरोधी में मुक्त इलेक्ट्रॉनों का अभाव रहता है। Insulators lack free electrons.
3. अर्धचालक Semiconductors- ऐसे पदार्थ जिनकी चालकता चालक और विद्युतरोधी के बीच होती है। ताप बढ़ाने पर अर्धचालकों की चालकता बढ़ जाती है जबकि चालकों की चालकता घट जाती है। Substances whose conductivity lies between conductors and insulators. On increasing the temperature, the conductivity of semiconductors increases while that of conductors decreases.
जैसे - सिलिकॉन, जर्मेनियम आदि अर्धचालक के उदाहरण हैं। For example – silicon, germanium etc. are examples of semiconductors.
विद्युत आवेश के मूल गुण निम्न है- The basic properties of electric charge are as follows-
1. आवेश का संरक्षण Conservation of charge
2. आवेश का क्वांटम Quantum of charge
3. आवेशों की योग्यता Quantity of charges
जैसे - जब कांच की छड़ को रेशम के कपड़े से रगड़ा जाता है तो कांच की छड़ में धन आवेश की मात्रा रेशम के कपड़े में ऋण आवेश की मात्रा के ठीक बराबर होती है। For example – when a glass rod is rubbed with a silk cloth, the amount of positive charge in the glass rod is exactly equal to the amount of negative charge in the silk cloth.
q = ne
जहाँ n कोई धनात्मक या ऋणात्मक पूर्णांक है। अर्थात् Where n is any positive or negative integer. That is
n = ±1, ±2, ±3, ±4, ...........
मूल आवेश क्या है? What is fundamental charge?
मूल आवेश :- यदि n=1 हो तो Fundamental charge: - If n = 1 then
1 इलेक्ट्राॅन पर उपस्थ्ति आवेश को मूल आवेश कहते है इसे e से प्रदर्शित करतें है। इसका मान 1.6×10-19 कुलाॅम है। The charge present on 1 electron is called fundamental charge and is represented by e. Its value is 1.6×10-19 coulomb.
3. आवेशों की योज्यता Quantity of charges- किसी भी पदार्थ में कुल आवेश उसके विभिन्न भागों में उपस्थित समस्त आवेशों के बीजीय योग के बराबर होता है। The total charge in any substance is equal to the algebraic sum of all the charges present in its various parts.
प्र0 स्थिर वैद्युत के अन्तर्गत कुलाॅम के व्युत्क्रम वर्ग के नियम को लिखिए तथा इसकी सहायता से एकांक आवेश को परिभाषित कीजिए। Write Coulomb's inverse square law under static electricity and define unit charge with its help.
अथवा
दो बिन्दु आवेशों के बीच लगने वाले आकर्षण या प्रतिकर्षण बल सम्बन्धी कुलाॅम नियम लिखिए तथा SI पद्धति में बल का व्यंजक ज्ञात कीजिए। Write Coulomb's law regarding the force of attraction or repulsion between two point charges and find the expression of force in SI system.
कुलाॅम के नियम अनुसार ‘‘ किन्ही दो स्थिर बिन्दु आवेशो के बीच लगने वाले बल का मान उन आवेशों के परिणामों बीके गुणनफल के समानुपाती तथा बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है‘‘ According to Coulomb's law, "the force between two stationary point charges is proportional to the product of the magnitude of their charges and inversely proportional to the square of the distance between them."
यदि q1व q2 परिमाण के दो बिन्दु आवेश एक दूसरे से r दूरी पर स्थित हो तथा उनके बीच लगने वाला बल f हो तो If two point charges of magnitude q1 and q2 are located at a distance r from each other and the force between them is f, then
K एक समानुपाती नियातांक है जो मापन की पद्धति एवं बीच के माध्यम पर निर्भर करता है। K is a proportionality constant which depends on the method of measurement and the intermediate medium.
SI पद्धति में, वायु या निर्वात में - In the SI system, in air or vacuum -
यदि समान परिमाण के दो सजातीय आवेश वायु या निर्वात् में 1 मीटर की दूरी पर स्थित होने पर एक दूसरे को 9×109 न्यूटन बल से प्रतिकर्षित करे तो प्रत्येंक आवेश एकांक आवेश कहलाता है। If two homogeneous charges of equal magnitude repel each other with a force of 9×109 Newton when situated at a distance of 1 meter in air or vacuum, then each charge is called unit charge.
प्र0 विद्युत बल रेखाओं को परिभाषित कीजिए तथा इनके कोई चार गुण लिखिऐ Define electric force lines and write any four of their properties.
वि़द्युत बल रेखा विद्युत क्षेत्र में खीचा गया वह काल्पनिक व निष्कोण वक्र है जिस पर एक स्वतंत्र धनावेश (परीक्षण आवेश) गमन कर सकता है। The electric field line is an imaginary smooth-angled curve drawn in an electric field on which a free positive charge (test charge) can move.
प्र0 वैद्युत द्विध्रुव आघुर्ण की परिभाषा लिखिए इसका मात्रक एवं विमीय सूत्र लिखिए। Write the definition of electric dipole moment, write its unit and dimensional formula.
विद्युत द्विध्रुव (Electric dipole):- यदि दो समान परिणाम के बराबर एवं विपरीत आवेश एक दूसरे से अल्प दूरी पर स्थित हो तो इस प्रकार का निकाय विद्युत द्विध्रुव कहलाता है।
माना q1व q2 दो समान परिणाम के आवेश एक दूसरे से २l दूरी पर स्थित हो, तब
अध्याय - 1
स्व - मूल्यांकन
प्रश्न. रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए-
आवेश का विमीय सूत्र है।
[AT]
दो सजातीय आवेश एक-दूसरे को करते हैं।
प्रतिकर्षित
दो विजातीय आवेश एक-दूसरे को करते हैं। -
आकर्षित
विद्युत् क्षेत्र की तीव्रता का SI मात्रक है।
न्यूटन/कूलॉम
विद्युत् क्षेत्र का विमीय सूत्र है।
[MLTA¹]
दो बिन्दु आवेश-q तथा +q दूरी l पर स्थित हैं। द्विध्रुव आघूर्ण होगा।
p=q × 2l
एकसमान विद्युत् क्षेत्र E में द्विध्रुव आघूर्ण पर लगने वाला अधिकतम बल आघूर्ण. है।
pE
वैद्युत द्विध्रुव आघूर्ण एक राशि है।
सदिश
S.I. पद्धति में विद्युत्शीलता का मात्रक. होता है।
कूलॉम /(न्यूटन मीटर²)
कूलॉम व्युत्क्रम वर्ग नियम केवल उस बिन्दु आवेशों के लिए सत्य होता है जो ……….अवस्था में रहते हैं।
विराम।
महत्वपूर्ण प्रश्न
- एक बिंदु आवेश के कारण उससे r दूरी पर स्थित किसी बिंदु पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता का व्यजंक निगमित कीजिए।
- विद्युत द्विध्रुव के कारण अक्षीय रेखा के अनुदिश किसी बिंदु पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता ज्ञात कीजिए।
- गौस की प्रमेय लिखिए तथा सिद्ध कीजिए।
- 4 माइक्रो कुलॉम आवेश निर्वात में स्थित है उससे 2 मीटर की दूरी पर स्थित किसी बिंदु पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता की गणना कीजिए।
- एक समान विद्युत क्षेत्र में विद्युत द्विध्रुव पर लगने वाले बल युग्म आघूर्ण के लिए व्यंजक ज्ञात कीजिए
- अनत्त लंबाई के एकसमान आवेशित सीधे तार के कारण विद्युत क्षेत्र की तीव्रता ज्ञात कीजिए।
- वायु में एक दूसरे से 30 सेमी की दूरी पर रखे दो छोटे आवेशित गोले पर क्रमशः 2× 10^-7 तथा 3× 10^-7 आवेश हैं उनके बीच कितना बल है?
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