प्रेषित विद्युतचुंबकीय समस्याओं पर विस्तृत नोट्स - विद्युतीकृतता

1. विद्युत आवेश:

NCERT संदर्भ:

• अध्याय 1: विद्युत आवेश और क्षेत्र (कक्षा 12)

नोट्स:

• कूलोंब का नियम: विद्युत आवेश एक दूसरे के साथ इलेक्ट्रोस्टेटिक बल के माध्यम से प्रभावित होते हैं, जिसकी मजबूती और दिशा कूलोंब के नियम द्वारा नियंत्रित होती है। यह नियम कहता है कि दो बिंदु आवेशों के बीच बाह्य कर्षण और उनके बीच की दूरी के वर्ग के आपसी अनुपात में भार होता है।
• विद्युत क्षेत्र: एक विद्युत क्षेत्र उस उपयुक्त कक्षीय धारी या धारी वाले धातु के आस-पास का एक क्षेत्र है, जिसमें अन्य आवेशों को विद्युत बल का अनुभव होता है। विद्युत क्षेत्र रेखाएँ विद्युत क्षेत्र की दिशा और मजबूती को प्रतिष्ठान करने के लिए प्रयोग की जाती हैं।
• विद्युत पोटेंशियल: पॉइंट पर विद्युत पोटेंशियल को एक सकारात्मक परीक्षण आवेश को असीमितता से वह स्थान में लाने में किया जाने वाला कार्य कहा जाता है जो विद्युतीकृत क्षेत्र की मौजूदगी में होता है। यह एक स्केलर मात्रक है और वोल्ट्स (V) में मापा जाता है।
• गाउस का नियम: गाउस का नियम एक बंद सतह की द्वारा गिरवी रखा जाने वाले विद्युत क्षेत्र के बाहरी फ्लक्स को गिरवी रखने वाले नेट चार्ज के साथ संबंधित होता है। यह विद्युतचुंबकता का मूल नियम है और विभिन्न स्थितियों में विद्युत क्षेत्र की गणना करने के लिए प्रयुक्त किया जा सकता है।

2. चुंबकीय विद्युतीकरण:

NCERT संदर्भ:

• अध्याय 2: विद्युतीय संभावना और क्षमता (कक्षा 12)

नोट्स:

• चुंबकीय उत्प्रेरण: जब कोई चुंबक एक आवेशित वस्त्र के पास लाया जाता है, तो चुंबक में आवेशित धारी विद्युत क्षेत्र के प्रतिक्रिया के प्रतियोगिता करके अपने आप को पुनर्व्यवस्थित करते हैं, जिससे चुंबक की सतह पर एक नेट चार्ज बनाया जाता है। इस प्रक्रिया को चुंबकीय उत्प्रेरण कहा जाता है।
• कैपेसिटर: एक कैपेसिटर एक उत्पाद होता है जिसमें दो पारचालक धातुओं को एक अवरोधी (घाना) पदार्थ द्वारा अलग कर रखा जाता है। कैपेसिटर्स विद्युत क्षेत्र के रूप में विद्युत ऊर्जा संग्रहित करते हैं। उनकी क्षमता, जो उनकी धारी को संग्रहित करने की उनकी क्षमता का माप होती है, पटियों के क्षेत्र, उनमें की दूरी और घाने पदार्थ की अनुचितता पर निर्भर करती है।
• घाने पदार्थ: घाने पदार्थ संक्रमित होने पर षड्भुजीय उत्पन्न करने की गुणवत्ता रखने वाला एक अपरवीय है जो विद्युत क्षेत्र के भीतर विद्युत धारी की मजबूती को कम करता है और कैपेसिटर की क्षमता को बढ़ाता है।
• सीमांत शर्तें: दो अलग पदार्थों, जैसे प्रयास करने वाले और एक घाने पदार्थ के बीच सीमांत में, विद्युत क्षेत्र और विद्युत विपरीतांक धारी के सामान्य घटक निरंतर होने चाहिए।

3. द्विघन चुंबकीयविद्युतीकरण:

NCERT संदर्भ:

• अध्याय 2: विद्युतीय संभावना और क्षमता (कक्षा 12)

नोट्स:

• ध्ववीकरण: ध्ववीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें विद्युत क्षेत्र द्विघन धारक पदार्थ में सकारात्मक और नकारात्मक आवेश अलग-अलग भूखण में बांटता है। ध्ववीकरण का मात्रात्मक गुणवत्ता धातु के गुणधर्मों पर निर्भर करता है।

• Electric Displacement Field: विद्युत विस्थापन क्षेत्र (डी) एक वेगवान मात्रा है जो एक अविध्रीय पदार्थ में इकाई क्षेत्र के लिए विद्युत फ्लक्स की मात्रा का वर्णन करती है। यह विद्युत क्षेत्र (ई) और अविध्रीकरण (ई) के सम्बंध में दिये गए समीकरण डी = ई ई के द्वारा संबंधित होती है।

• Permittivity: अविध्रता विद्युतीय क्षेत्र में विद्युतीय ऊर्जा को संग्रह करने की क्षमता का माप है। इसे प्रतीक (ई) के द्वारा दिखाया जाता है और इसकी एसआई इकाएएस फारैड प्रति मीटर (एफ/एम) होती है।

• Boundary Conditions: दो अविध्रीयों के बीच सीमा पर, विद्युत क्षेत्र और विद्युत विस्थापन क्षेत्र के पारमितींय कंटीका घटक समानांतरों का अविच्छिन्न होना चाहिए।

4. स्थैतिक प्रासंगिकता और ऊर्जा:

NCERT संदर्भ:

• अध्याय 2: स्थैतिक प्रासंगिकता और कैपेसिटैंस (कक्षा 12)

टिप्पणियाँ:

• स्थैतिक प्रासंगिकता ऊर्जा: एक आरोपण तंत्र की स्थैतिक प्रासंगिकता ऊर्जा वो वातावरण से आगे संकलित सिस्टम की आरोपण करने के लिए आवश्यक कार्य की मात्रा होती है, यह आरोपण और उसकी स्थानों पर निर्भर करता है।
• समतांत्रिक सतहें: समतांत्रिक सतहें वे सतहें होती हैं जिन प्रत्येक बिंदु में विद्युत संभावना एक समान होता है। विद्युत क्षेत्र की रेखाएं समतांत्रिक सतहों के लंबकार होती हैं।
• काम और पोटेंशियल अंतर: विद्युत क्षेत्र में एक से दूसरे बिंदु तक एक प्रेरिति को लाने में किये गए काम का मात्रा पोटेंशियल अंतर के बराबर होता है। पोटेंशियल अंतर वोल्ट में मापा जाता है।
• आरोपित व्यवस्था की स्थिति: आरोपण के सिस्टम में संग्रहित स्थैतिक ऊर्जा, संपूर्ण आरोपण और निर्भय किये गये दो बिंदुओं के बीच पोटेंशियल अंतर के आधा होती है।

5. विभिन्न आकृतियों में स्थैतिक विद्युत क्षेत्र:

NCERT संदर्भ:

• अध्याय 1: विद्युत आरोपण और भौतिकी (कक्षा 12)

टिप्पणियाँ:

• बिंदु आरोपण: बिंदु आरोपण का विद्युत क्षेत्र बिंदुवत बाहरी और यह E = के तुल्य होता है क़/र^2, जहाँ क़ को क्वांटिटी, Q को आरोपण और र को बिंदु से दूरी दिया जाता है के रूप में किया जाता है।
• रेखा आरोपण: यूनिफॉर्मली आरोपित रेखा आरोपक का विद्युत क्षेत्र, रेखा से एकधारमसूचीकृत बाहरी होता है और यह E = 2kλ/र, यहाँ λ तत्वीय क्षार घनत्व (यूनिट लंबाई प्रति यूनिट आरोपण) का होता है।
• सतह आरोपण: यूनिफॉर्मली आरोपित सतह का विद्युत क्षेत्र सतह से लांछित अनुरुप और यह E = को दिया जाता है यहाँ भो/ई, जहाँ भो सतहीय क्षार घनत्व (क्षेत्र प्रति यूनिट आरोपण) और ई बिंदुवती पदार्थ को दर्शाती है।
• आयत आरोपण: यूनिफॉर्मली आरोपित आयत का विद्युत क्षेत्र आरोपण के क्षेत्र से बाहरी होता है और यह E = P/ई, जहाँ पी त्रत्वीय क्षार घनत्व (क्षेत्र प्रति यूनिट आयत) का होता है और ई तत्वयान्त्रिकता को दर्शाती है।

6. आरोपित पदार्थ की स्थैतिक प्रासंगिकता:

NCERT संदर्भ:

• अध्याय 2: स्थैतिक प्रासंगिकता और कैपेसिटैंस (कक्षा 12)

टिप्पणियाँ:

• अद्वितीयता का सिद्धांत: यदि चार्ज और सीमांत परिस्थितियाँ निर्दिष्ट हों, तो किसी बिंदु पर वैद्युत आधारशिक्षा अद्वितीय होती है।
• छवि की विधि: इमेज की विधि एक तकनीक है जिसका उपयोग करके आयामी चार्जधारी नेत्र की वैद्युत आधारशिक्षा का निर्धारण किया जाता है, जहां कारकों की सीमाओं को संतुष्टि प्राप्त होती है।
• लापलास के समीकरण का हल: लापलास का समीकरण (∇^2 V = 0) प्रक्रियाशी अवकस में वैद्युत आधारशिक्षा को नियंत्रित करने वाले अंतरिक्ष के क्षेत्रों में निर्धारित करता है जहां कोई चार्ज नहीं होती है। लापलास के समीकरण के हल का उपयोग विभिन्न आकार में वैद्युत आधारशिक्षा का निर्धारण करने के लिए किया जा सकता है।

7. वैद्युत आधारशिक्षा के सिद्धांत:

NCERT संदर्भ:

• अध्याय 1: वैद्युत आवेश और क्षेत्र (कक्षा 12)
• अध्याय 2: वैद्युत आधारशिक्षा और क्षमता (कक्षा 12)

नोट्स:

• गौस का सिद्धांत: गौस का सिद्धांत यह कहता है कि एक बंद पृष्ठी से गुजर मानक वीथी द्वारा लगातार ओत्ती वैद्युत फ्लक्स उस चार्ज के लिए समर्थित होता है जो पृष्ठी द्वारा अवलंबित होता है। यह विभिन्न परिस्थितियों में वैद्युत क्षेत्र की गणना करने का एक आसान तरीका प्रदान करता है।
• विसरणोत्तीर्ण का सिद्धांत: विसरणोत्तीर्ण सिद्धांत संलग्न आयतन की दिखबांटीय विसरण को उसकी विसरण की आपवादिता के बीज़ भर की मुद्रा के बीच सम्बंधित होने से संबंधित होता है। यह गौस के सिद्धांत का विपरीत अंतर्घटन है।
• स्टोक्स का सिद्धांत: स्टोक्स का सिद्धांत एक बंद मुक्त कक्षर्क चौराहे के आसपास एक वैक्टर पेंचल की रेखा यात्रा को उसकी पेंचल की आपवादिता के बीज़ की सतह द्वारा के बाङ्डाभूद की सतह के वैक्टर पेंचल की दिखबांटी तक संबंधित होता है। यह अम्पेर के नियम का विपरीत अंतर्घटन है।

8. वैद्युताधार के प्रयोग:

NCERT संदर्भ:

• अध्याय 2: वैद्युत आधारशिक्षा और क्षमता (कक्षा 12)

नोट्स:

• वैद्युताधार मशीनें: वैद्युताधार मशीनें, जैसे कि विम्शुर्ट मशीन और वैन डी ग्राफ जेनरेटर, बन्धाधारित सिद्धांतों का उपयोग करके उच्च-वैद्युत उत्पन्न करने के लिए कार्यान्वित करती हैं।
• वैद्युताधारी अटक: वैद्युताधारी अटक यंत्र होता हैं, जो वैद्युताधारी बलों का उपयोग कर रेशों के वायु धार से अवयव पदार्थ को हटाने के लिए वहां लगाया जाता हैं। ये उद्योगी परिस्थितियों में वायु प्रदूषण को नियंत्रित करने के लिए व्यापक रूप से प्रयोग में लिए जाते हैं।
• वैन डी ग्राफ जेनरेटर: वैन डी ग्राफ जेनरेटर एक यंत्र होता हैं जो वैद्युताधार सिद्धांतों का उपयोग करके उच्च-वैद्युत उत्पन्न करने के लिए होता हैं। इसमें एक बड़ा धातु गोलक स्तंभ को एक प्रतिरोधी स्तंभ पर स्थापित किया गया होता हैं, जिसमें से पृथ्वीवर्ग से चार्ज को ले जाने वाला एक बेल्ट या श्रृंगल होता हैं।
• विभिन्न प्रणालियों की धारण क्षमता: वैद्युत सिद्धांतों का डिजाइन और विश्लेषण में प्रयोग होता हैं, जैसे कि ऊर्जा संग्रहण, इलेक्ट्रोनिक सर्किट्स, और संचार प्रणालियों के लिए कैपेसिटर्स की।