विद्युत विभवांतर किसे कहते है, मात्रक (12th, Physics, Lesson-2)

विद्युत विभवांतर के बारे में

Electric potential in hindi किसी विद्युत क्षेत्र में दो बिंदुओं के बीच विभवांतर, किसी परीक्षण आवेश को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक लाने में किये गये कार्य तथा परीक्षण आवेश के मान की निष्पत्ति (achievement) के बराबर होता है।

विभवांतर का मात्रक

विभवांतर भी आदिश राशि है। विभवांतर का भी एस आई मात्रक जूल/कूलाम या वोल्ट व संकेत V है। इसका विमीय सूत्र ML²T⁻³A⁻¹ है। सी जी एस मात्रक V = q/r स्थैत वोल्ट (हवा या निर्वात में)। इसी प्रकार, बिंदु आवेश -q कूलाम के कारण दूरी r मीटर पर वायु में विद्युत विभव।

एक बिंदु आवेश के कारण विभव

किसी बिंदु आवेश के कारण उत्पन्न विद्युत क्षेत्र में स्थित किसी बिंदु पर विद्युत विभव ज्ञात करने के लिए हमें उस कार्य की गणना करनी होती है, जो अल्प परीक्षण आवेश को अनंत से उस बिंदु तक लाने में करना पड़ता है। इस किये गये कार्य तथा परीक्षण आवेश के परिणाम की निष्पत्ति को उस बिंदु पर विद्युत विभव कहते हैं।

जैसा कि आप चित्र में देख रहे हैं कि O पर एक बिंदु आवेश q रखा है जिसके कारण उत्पन्न विद्युत क्षेत्र में एक परीक्षण आवेश q₀ को बिंदु A से बिंदु B तक दूरी dr विस्थापित किया जाता है। बिंदु A पर परीक्षण आवेश q₀ पर विद्युत क्षेत्र के कारण लगने वाला बल
F = q₀ E

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अब परीक्षण आवेश q₀ को विद्युत क्षेत्र की दिशा के विपरीत विस्थापन dr करने में किया गया कार्य
dw = F.dr = F dr cos 180⁰ = – F dr = – q₀E dr
चूंकि बल F तथा विस्थापन dr परस्पर विपरीत दिशा में है, अतः इनके बीच कोण 180⁰ होगा।
चूंकि परीक्षण आवेश को अनंत से बिंदु A जीसकी आवेश q से दूरी r है, तक लाने में किया गया कुल कार्य
W∞→r = ∫ʳ∞ q₀E dr
अब चूंकि बिंदु आवेश q के कारण इससे दूरी q पर उत्पन्न विद्युत क्षेत्र E = 1/4πε = q/r²
W∞→ = ∫ʳ∞ 1/4πε₀→qq₀/r²dr = – qq₀/4πε₀ →(-1/r)ʳ∞ = qq₀/4πε₀ʳ

अब परिभाषानुसार बिंदु A पर विभव Vₐ = W∞→r/q₀ = qq₀/4πε₀ʳ /9₀ या Vₐ = 1/4πε₀ q/r वोल्ट। किसी माध्यम जिसका परावैधुतांक K है, में विभव Vₐ = 1/4πε₀ q/Kr वोल्ट

दो बिंदुओं के बीच विभवांतर

अब यदि परीक्षण आवेश का विद्युत क्षेत्र E की दिशा के विपरित विस्थापन dr करें तो हमे प्रतिकर्षण बल F के विरुद्ध कार्य करना पड़ेगा।

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किसी विद्युत क्षेत्र में किन्ही दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभवांतर केवल उन बिंदुओ की स्थिति पर निर्भर करता है। चूंकि विद्युत क्षेत्र में किसी आवेश को एक बिंदु से दूसरी बिंदु तक ले जाने में किया गया कार्य, को ले जाने वाले मार्ग पर निर्भर नहीं करता है, केवल उन बिंदुओं की स्थिति पर निर्भर करता है, अतः विद्युत क्षेत्र एक संरक्षी क्षेत्र है।

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अब यदि दो बिंदुओं के बीच विभांतर V वोल्ट है तो आवेश q कूलाम को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने में किया गया कार्य W = qV जूल
यदि धनावेश निम्न विभव से उच्च विभव पर जाता है तो कार्य, आवेश द्वारा किया जाता है जिससे उसकी गतिज ऊर्जा घटती है और यदि धनावेश उच्च विभव से निम्न विभव पर जाता है तो कार्य, विद्युत क्षेत्र द्वारा किया जाता है जिससे आवेश की गतिज ऊर्जा बढ़ती है।

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