বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বৈশিষ্ট্য

নিবন্ধটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি বর্ণনা করে: সম্ভাব্য, ভোল্টেজ এবং তীব্রতা।

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র কি

একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করতে, একটি বৈদ্যুতিক চার্জ তৈরি করা প্রয়োজন। চার্জগুলির চারপাশের স্থানের বৈশিষ্ট্যগুলি (চার্জড বডি) স্থানের বৈশিষ্ট্যগুলির থেকে আলাদা যেখানে কোনও চার্জ নেই৷ একই সময়ে, স্থানের বৈশিষ্ট্যগুলি, যখন এটিতে একটি বৈদ্যুতিক চার্জ প্রবর্তন করা হয়, তখন তাৎক্ষণিকভাবে পরিবর্তন হয় না: পরিবর্তনটি চার্জ থেকে শুরু হয় এবং একটি নির্দিষ্ট গতিতে মহাকাশের এক বিন্দু থেকে অন্য স্থানে ছড়িয়ে পড়ে।

একটি চার্জযুক্ত স্থানের মধ্যে, সেই স্থানটিতে প্রবর্তিত অন্যান্য চার্জের উপর কাজ করে যান্ত্রিক শক্তিগুলি প্রকাশিত হয়। এই শক্তিগুলি একটি চার্জের অন্যটির উপর প্রত্যক্ষ ক্রিয়াকলাপের ফলাফল নয়, বরং একটি গুণগতভাবে পরিবর্তিত মাধ্যমের ক্রিয়াকলাপের ফল।

বৈদ্যুতিক চার্জের চারপাশের স্থান, যেটিতে প্রবর্তিত বৈদ্যুতিক চার্জের উপর কাজ করে এমন শক্তিগুলি প্রকাশিত হয়, তাকে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বলে।

একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের একটি চার্জ ক্ষেত্রের দিক থেকে এটির উপর কাজ করে এমন শক্তির দিকে চলে।এই ধরনের চার্জের অবশিষ্ট অবস্থা তখনই সম্ভব যখন চার্জের উপর কিছু বাহ্যিক (বাহ্যিক) বল প্রয়োগ করা হয় যা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির ভারসাম্য বজায় রাখে।

বাহ্যিক শক্তি এবং ক্ষেত্রের শক্তির মধ্যে ভারসাম্য বিঘ্নিত হওয়ার সাথে সাথে চার্জটি আবার চলতে শুরু করে। এর আন্দোলনের দিক সর্বদা বৃহত্তর শক্তির দিকের সাথে মিলে যায়।

স্বচ্ছতার জন্য, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি সাধারণত তথাকথিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের লাইন দ্বারা উপস্থাপিত হয়। এই রেখাগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে কাজ করে এমন শক্তিগুলির দিকের সাথে মিলে যায়। একই সময়ে, এতগুলি রেখা আঁকতে সম্মত হয়েছিল যে লাইনগুলির প্রতি 1 সেমি 2 অঞ্চলের জন্য তাদের সংখ্যাটি লাইনের সাথে লম্বভাবে স্থাপন করা হয়েছিল সংশ্লিষ্ট বিন্দুতে ক্ষেত্রের শক্তির সমানুপাতিক।

ক্ষেত্রের দিকটি সাধারণত একটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে স্থাপিত একটি ধনাত্মক চার্জের উপর কাজ করে ক্ষেত্র শক্তির দিক হিসাবে নেওয়া হয়। ধনাত্মক চার্জ ধনাত্মক চার্জ দ্বারা বিকশিত হয় এবং ঋণাত্মক চার্জের প্রতি আকৃষ্ট হয়। অতএব, ক্ষেত্রটি ইতিবাচক থেকে নেতিবাচক চার্জের দিকে পরিচালিত হয়।

শক্তির রেখার দিকটি তীর দ্বারা অঙ্কনে নির্দেশিত হয়। বিজ্ঞান প্রমাণ করেছে যে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বলের রেখাগুলির একটি শুরু এবং শেষ রয়েছে, অর্থাৎ তারা নিজেরাই বন্ধ হয় না। ক্ষেত্রের অনুমিত দিকনির্দেশের উপর ভিত্তি করে, আমরা দেখতে পাই যে বল রেখাগুলি ধনাত্মক চার্জ (ধনাত্মক চার্জযুক্ত দেহ) দিয়ে শুরু হয় এবং ঋণাত্মক দিয়ে শেষ হয়।

ভাত। 1. বল লাইন ব্যবহার করে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের একটি চিত্রের উদাহরণ: a — একটি একক ধনাত্মক চার্জ সহ একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, b - একটি একক ঋণাত্মক চার্জ সহ একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, c - দুটি বিপরীত চার্জের একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, d - একটি দুই মত চার্জের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র

ডুমুরে।1 বল লাইন ব্যবহার করে চিত্রিত একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উদাহরণ দেখায়। এটি অবশ্যই মনে রাখতে হবে যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র লাইনগুলি একটি ক্ষেত্রকে গ্রাফিকভাবে উপস্থাপন করার একটি উপায়। এখানে বল ধারণার রেখার কোন বৃহত্তর পদার্থ নেই।

কুলম্বের আইন

দুটি চার্জের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার শক্তি নির্ভর করে চার্জের আকার এবং পারস্পরিক বিন্যাসের উপর, সেইসাথে তাদের পরিবেশের ভৌত বৈশিষ্ট্যের উপর।

দুটি বিদ্যুতায়িত শারীরিক দেহের জন্য, যার মাত্রাগুলি দেহের মধ্যে দূরত্বের তুলনায় নগণ্য, মিথস্ক্রিয়া নিরাময় গাণিতিকভাবে নিম্নরূপ নির্ধারিত হয়:

যেখানে F হল নিউটনে চার্জের মিথস্ক্রিয়া বল (N), k — মিটার (m), Q1 এবং Q2 — কুলম্বে বৈদ্যুতিক চার্জের মাত্রা (k), k হল আনুপাতিকতা সহগ, যার মান চার্জ ঘিরে থাকা মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে।

উপরের সূত্রটি এভাবে পড়ে: দুটি বিন্দু চার্জের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল এই চার্জগুলির মাত্রার গুণফলের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যে দূরত্বের বর্গক্ষেত্রের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক (কুলম্বের সূত্র)।

আনুপাতিকতা ফ্যাক্টর k নির্ধারণ করতে, k = 1 /(4πεεO) রাশিটি ব্যবহার করুন।

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সম্ভাবনা

একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সর্বদা একটি চার্জে গতি প্রদান করে যদি চার্জের উপর কাজ করা ক্ষেত্র শক্তিগুলি কোনও বাহ্যিক শক্তি দ্বারা ভারসাম্যপূর্ণ না হয়। এটি বোঝায় যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সম্ভাব্য শক্তি রয়েছে, অর্থাৎ কাজ করার ক্ষমতা।

একটি চার্জকে মহাশূন্যের এক বিন্দু থেকে অন্য স্থানে সরানোর মাধ্যমে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র কাজ করে, যার ফলস্বরূপ ক্ষেত্রের সম্ভাব্য শক্তির সরবরাহ হ্রাস পায়।ক্ষেত্র শক্তির বিপরীতে কাজ করে এমন কিছু বাহ্যিক শক্তির ক্রিয়াকলাপে যদি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মধ্যে চার্জ চলে, তবে কাজটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি দ্বারা নয়, বাহ্যিক শক্তি দ্বারা করা হয়। এই ক্ষেত্রে, ক্ষেত্রের সম্ভাব্য শক্তি শুধুমাত্র হ্রাস হয় না, কিন্তু, বিপরীতভাবে, বৃদ্ধি পায়।

একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে একটি চার্জ স্থানান্তরিত একটি বাহ্যিক শক্তি দ্বারা করা কাজ সেই গতির বিরোধিতাকারী ক্ষেত্রের শক্তিগুলির মাত্রার সমানুপাতিক। বাহ্যিক শক্তি দ্বারা এই ক্ষেত্রে করা কাজ সম্পূর্ণরূপে ক্ষেত্রের সম্ভাব্য শক্তি বৃদ্ধি ব্যয় করা হয়. ক্ষেত্রটিকে তার সম্ভাব্য শক্তির দিক থেকে চিহ্নিত করতে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সম্ভাব্য নামক একটি পরিমাণকে বলা হয়।

এই পরিমাণের সারাংশ নিম্নরূপ। ধরুন ধনাত্মক চার্জটি বিবেচনাধীন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বাইরে রয়েছে। এর অর্থ হল প্রদত্ত চার্জের ক্ষেত্রে ক্ষেত্রের কার্যত কোন প্রভাব নেই। একটি বাহ্যিক শক্তি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মধ্যে এই চার্জ প্রবর্তন করা যাক এবং, ক্ষেত্রের শক্তি দ্বারা প্রয়োগ করা গতির প্রতিরোধকে অতিক্রম করে, চার্জটিকে ক্ষেত্রের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে নিয়ে যান। বল দ্বারা করা কাজ, এবং সেইজন্য ক্ষেত্রের সম্ভাব্য শক্তি যে পরিমাণে বৃদ্ধি পেয়েছে তা সম্পূর্ণরূপে ক্ষেত্রের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। অতএব, এই কাজটি একটি প্রদত্ত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তিকে চিহ্নিত করতে পারে।

ক্ষেত্রের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে স্থাপিত ধনাত্মক চার্জের একটি ইউনিটের সাথে সম্পর্কিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তিকে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে ক্ষেত্র সম্ভাবনা বলা হয়।

যদি সম্ভাব্যকে φ অক্ষর দ্বারা, q অক্ষর দ্বারা চার্জ এবং W দ্বারা চার্জ সরানোর জন্য ব্যয় করা হয়, তাহলে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে ক্ষেত্র সম্ভাব্যতা φ = W/q সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হবে।

এটি অনুসরণ করে যে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সম্ভাব্যতা সংখ্যাগতভাবে একটি বাহ্যিক শক্তি দ্বারা সম্পন্ন কাজের সমান হয় যখন একটি ইউনিট ধনাত্মক চার্জ ক্ষেত্র থেকে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর দিকে চলে যায়। ক্ষেত্রের সম্ভাবনা ভোল্ট (V) এ পরিমাপ করা হয়। যদি ক্ষেত্রের বাইরে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে এক কুলম্ব বিদ্যুত স্থানান্তরের সময়, বহিরাগত শক্তিগুলি এক জুলের সমান কাজ করে, তবে ক্ষেত্রের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে সম্ভাব্যতা এক ভোল্টের সমান: 1 ভোল্ট = 1 জুল / 1 কুলম্ব

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি

যেকোনো বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, ধনাত্মক চার্জ উচ্চ সম্ভাবনার বিন্দু থেকে নিম্ন সম্ভাবনার বিন্দুতে চলে যায়। বিপরীতে, নেতিবাচক চার্জগুলি নিম্ন সম্ভাবনার বিন্দু থেকে উচ্চ সম্ভাবনার বিন্দুতে চলে যায়। উভয় ক্ষেত্রেই, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সম্ভাব্য শক্তির ব্যয়ে কাজ করা হয়।

যদি আমরা এই কাজটি জানি, অর্থাৎ ক্ষেত্রটির সম্ভাব্য শক্তি যে পরিমাণে হ্রাস পেয়েছে যখন ধনাত্মক চার্জ q ক্ষেত্রের বিন্দু 1 থেকে বিন্দু 2 এ চলে যায়, তাহলে এই বিন্দুগুলির মধ্যে ভোল্টেজ খুঁজে পাওয়া সহজ। ক্ষেত্র U1,2:

U1,2 = A/q,

যেখানে A হল ফিল্ড ফোর্স দ্বারা করা কাজ যখন চার্জ q বিন্দু 1 থেকে বিন্দু 2 এ স্থানান্তরিত হয়। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দুটি বিন্দুর মধ্যে ভোল্টেজ একটি বিন্দু থেকে একটি ইউনিট ধনাত্মক চার্জ স্থানান্তর করার জন্য শূন্য দ্বারা করা কাজের সংখ্যাগতভাবে সমান। অন্য মাঠে।

দেখা যায়, ক্ষেত্রের দুটি বিন্দুর মধ্যে ভোল্টেজ এবং একই বিন্দুর মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য একই ভৌত একককে প্রতিনিধিত্ব করে… অতএব, পদ ভোল্টেজ এবং সম্ভাব্য পার্থক্য একই। ভোল্টেজ পরিমাপ করা হয় ভোল্টে (V)।

দুটি বিন্দুর মধ্যে ভোল্টেজ এক ভোল্টের সমান হয় যদি, ক্ষেত্রের এক বিন্দু থেকে অন্য বিন্দুতে এক কুলম্ব বিদ্যুত স্থানান্তর করার সময়, ক্ষেত্র শক্তিগুলি এক জুলের সমান কাজ করে: 1 ভোল্ট = 1 জুল / 1 কুলম্ব

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি

এটি কুলম্বের আইন থেকে অনুসৃত হয় যে একটি প্রদত্ত চার্জের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি এই ক্ষেত্রে স্থাপন করা অন্য চার্জের উপর কাজ করে, ক্ষেত্রের সমস্ত বিন্দুতে একই নয়। যেকোন বিন্দুতে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে স্থাপিত একটি ইউনিট ধনাত্মক চার্জের উপর কাজ করে এমন শক্তির মাত্রা দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে।

এই মানটি জেনে, প্রতিটি চার্জ Q-এর উপর ক্রিয়াশীল F বল নির্ণয় করা যেতে পারে। আপনি লিখতে পারেন যে F = Q x E, যেখানে F হল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্বারা ক্ষেত্রের একটি বিন্দুতে স্থাপিত Q চার্জের উপর ক্রিয়াশীল বল, E হল ক্ষেত্রের একই বিন্দুতে স্থাপিত একটি ইউনিট ধনাত্মক চার্জের উপর কাজ করে এমন বল। ক্ষেত্রের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে একটি ইউনিট ধনাত্মক চার্জ দ্বারা অনুভূত বলের পরিমাণ E সংখ্যাগতভাবে সমান তাকে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি বলে।