इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र कैसे बनता है? विद्युत क्षेत्र। प्रकार एवं कार्य. अनुप्रयोग और गुण. ईएसपी का उपयोग कहाँ किया जाता है?

विद्युतचुंबकीय क्षेत्र संपूर्ण आसपास के स्थान में व्याप्त हैं।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्राकृतिक और मानव निर्मित स्रोत हैं।

प्राकृतिकविद्युत चुम्बकीय क्षेत्र स्रोत:

• वायुमंडलीय बिजली;
• सूर्य और आकाशगंगाओं से रेडियो उत्सर्जन (अवशेष विकिरण, पूरे ब्रह्मांड में समान रूप से वितरित);
• पृथ्वी के विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र।

सूत्रों का कहना है कृत्रिमविद्युत चुम्बकीय क्षेत्र विभिन्न संचारण उपकरण, स्विच, उच्च-आवृत्ति अलगाव फिल्टर, एंटीना सिस्टम, उच्च-आवृत्ति (एचएफ), अल्ट्रा-उच्च-आवृत्ति (यूएचएफ) और अल्ट्रा-उच्च-आवृत्ति (माइक्रोवेव) जनरेटर से सुसज्जित औद्योगिक प्रतिष्ठान हैं।

उत्पादन में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के स्रोत

उत्पादन में ईएमएफ के स्रोतों में स्रोतों के दो बड़े समूह शामिल हैं:

निम्नलिखित का श्रमिकों पर खतरनाक प्रभाव पड़ सकता है:

• ईएमएफ रेडियो फ्रीक्वेंसी (60 किलोहर्ट्ज़ - 300 गीगाहर्ट्ज़),
• औद्योगिक आवृत्ति के विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र (50 हर्ट्ज);
• इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र।

रेडियो फ्रीक्वेंसी तरंगों के स्रोतमुख्य रूप से रेडियो और टेलीविजन प्रसारण स्टेशन हैं। रेडियो फ्रीक्वेंसी का वर्गीकरण तालिका में दिया गया है। 1. रेडियो तरंगों का प्रभाव काफी हद तक उनके प्रसार की विशेषताओं पर निर्भर करता है। यह पृथ्वी की सतह की राहत और आवरण की प्रकृति, पथ पर स्थित बड़ी वस्तुओं और इमारतों आदि से प्रभावित होता है। जंगल और असमान इलाके रेडियो तरंगों को अवशोषित और फैलाते हैं।

तालिका 1. रेडियो फ्रीक्वेंसी रेंज

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रबिजली संयंत्रों और विद्युत प्रक्रियाओं में बनाए जाते हैं। गठन के स्रोतों के आधार पर, वे स्वयं एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र (स्थिर आवेशों का एक क्षेत्र) के रूप में मौजूद हो सकते हैं। उद्योग में, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों का व्यापक रूप से इलेक्ट्रोगैस शुद्धिकरण, अयस्कों और सामग्रियों के इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण और पेंट और पॉलिमर सामग्रियों के इलेक्ट्रोस्टैटिक अनुप्रयोग के लिए उपयोग किया जाता है। स्थैतिक बिजली सेमीकंडक्टर उपकरणों और एकीकृत सर्किट के निर्माण, परीक्षण, परिवहन और भंडारण, रेडियो और टेलीविजन रिसीवर के मामलों की पीसने और पॉलिश करने, कंप्यूटर केंद्रों के परिसर में, डुप्लिकेटिंग उपकरण के क्षेत्रों में, साथ ही साथ कई में उत्पन्न होती है। अन्य प्रक्रियाएं जहां ढांकता हुआ सामग्री का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज और उनके द्वारा बनाए गए इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र तब उत्पन्न हो सकते हैं जब ढांकता हुआ तरल पदार्थ और कुछ थोक सामग्री पाइपलाइनों के माध्यम से चलती हैं, जब ढांकता हुआ तरल पदार्थ डाला जाता है, या जब फिल्म या कागज को रोल किया जाता है।

चुंबकीय क्षेत्रइलेक्ट्रोमैग्नेट्स, सोलनॉइड्स, कैपेसिटर-प्रकार के इंस्टॉलेशन, कास्ट और सेरमेट मैग्नेट और अन्य उपकरणों द्वारा बनाए जाते हैं।

विद्युत क्षेत्र के स्रोत

किसी भी विद्युतचुंबकीय घटना को समग्र रूप से देखा जाए तो उसके दो पहलू होते हैं - विद्युतीय और चुंबकीय, जिनके बीच घनिष्ठ संबंध होता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के भी हमेशा दो परस्पर जुड़े हुए पक्ष होते हैं - विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र।

औद्योगिक आवृत्ति के विद्युत क्षेत्रों का स्रोतमौजूदा विद्युत प्रतिष्ठानों (पावर लाइन, इंडक्टर्स, थर्मल इंस्टॉलेशन के कैपेसिटर, फीडर लाइन, जनरेटर, ट्रांसफार्मर, इलेक्ट्रोमैग्नेट, सोलनॉइड्स, हाफ-वेव या कैपेसिटर-टाइप पल्स यूनिट, कास्ट और सेरमेट मैग्नेट, आदि) के वर्तमान-ले जाने वाले हिस्से हैं। मानव शरीर पर लंबे समय तक विद्युत क्षेत्र के संपर्क में रहने से तंत्रिका और हृदय प्रणालियों की कार्यात्मक स्थिति में व्यवधान हो सकता है, जो बढ़ती थकान, कार्य संचालन की गुणवत्ता में कमी, हृदय में दर्द, रक्तचाप और नाड़ी में परिवर्तन में व्यक्त होता है। .

औद्योगिक आवृत्ति के विद्युत क्षेत्र के लिए, GOST 12.1.002-84 के अनुसार, विद्युत क्षेत्र की ताकत का अधिकतम अनुमेय स्तर, जिसे पूरे कार्य दिवस के दौरान विशेष सुरक्षात्मक उपकरणों के उपयोग के बिना रहने की अनुमति नहीं है, 5 केवी है /एम। 5 केवी/एम से लेकर 20 केवी/एम तक की सीमा में, अनुमेय निवास समय टी (एच) सूत्र टी = 50/ई - 2 द्वारा निर्धारित किया जाता है, जहां ई नियंत्रित क्षेत्र में अभिनय क्षेत्र की ताकत है , केवी/एम. 20 kV/m से 25 kV/m से ऊपर की फ़ील्ड क्षमता पर, कर्मियों का फ़ील्ड में रहने का समय 10 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए। विद्युत क्षेत्र की ताकत का अधिकतम अनुमेय मान 25 kV/m पर सेट है।

यदि इसमें रहने के एक निश्चित समय के लिए अधिकतम अनुमेय विद्युत क्षेत्र की ताकत निर्धारित करना आवश्यक है, तो केवी/एम में तीव्रता स्तर की गणना सूत्र ई - 50/(टी + 2) का उपयोग करके की जाती है, जहां टी रहने का समय है विद्युत क्षेत्र में, घंटे।

औद्योगिक आवृत्ति धाराओं के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव के खिलाफ सामूहिक सुरक्षा के मुख्य प्रकार परिरक्षण उपकरण हैं - विद्युत स्थापना का एक अभिन्न अंग, खुले स्विचगियर और ओवरहेड बिजली लाइनों (छवि 1) में कर्मियों की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है।

उपकरण का निरीक्षण करते समय और परिचालन स्विचिंग के दौरान, कार्य प्रगति की निगरानी करते समय एक परिरक्षण उपकरण आवश्यक है। संरचनात्मक रूप से, परिरक्षण उपकरणों को धातु की रस्सियों से बने छतरियों, छतरियों या विभाजन के रूप में डिज़ाइन किया गया है। छड़ें, जालियां. परिरक्षण उपकरणों में संक्षारण रोधी कोटिंग होनी चाहिए और उन्हें ग्राउंड किया जाना चाहिए।

चावल। 1. इमारत में प्रवेश मार्ग के ऊपर स्क्रीनिंग कैनोपी

औद्योगिक आवृत्ति धाराओं के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव से बचाने के लिए, परिरक्षण सूट का भी उपयोग किया जाता है, जो धातुयुक्त धागों के साथ विशेष कपड़े से बने होते हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों के स्रोत

उद्यम व्यापक रूप से ऐसे पदार्थों और सामग्रियों का उपयोग और उत्पादन करते हैं जिनमें ढांकता हुआ गुण होते हैं, जो स्थैतिक बिजली शुल्क के उत्पादन में योगदान करते हैं।

स्थैतिक बिजली दो ढांकता हुआ के एक दूसरे के खिलाफ या धातुओं के खिलाफ ढांकता हुआ के घर्षण (संपर्क या पृथक्करण) से उत्पन्न होती है। इस मामले में, रगड़ने वाले पदार्थों पर विद्युत आवेश जमा हो सकते हैं, जो आसानी से जमीन में प्रवाहित हो जाते हैं यदि शरीर बिजली का संवाहक है और यह जमीन पर है। विद्युत आवेश लंबे समय तक डाइलेक्ट्रिक्स पर बने रहते हैं, इसीलिए उन्हें कहा जाता है स्थैतिक बिजली।

पदार्थों में विद्युत आवेशों के उद्भव एवं संचय की प्रक्रिया कहलाती है विद्युतीकरण.

स्थैतिक विद्युतीकरण की घटना निम्नलिखित मुख्य मामलों में देखी जाती है:

• तरल पदार्थों के प्रवाह और छींटों में;
• गैस या भाप की धारा में;
• दो ठोसों के संपर्क में आने और बाद में उन्हें हटाने पर
• असमान निकाय (संपर्क विद्युतीकरण)।

स्थैतिक बिजली का निर्वहन तब होता है जब ढांकता हुआ या कंडक्टर की सतह के ऊपर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत, उन पर चार्ज के संचय के कारण, एक महत्वपूर्ण (ब्रेकडाउन) मूल्य तक पहुंच जाती है। हवा के लिए, ब्रेकडाउन वोल्टेज 30 केवी/सेमी है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों के संपर्क में आने वाले क्षेत्रों में काम करने वाले लोग विभिन्न प्रकार के विकारों का अनुभव करते हैं: चिड़चिड़ापन, सिरदर्द, नींद में खलल, भूख में कमी, आदि।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत के अनुमेय स्तर GOST 12.1.045-84 "इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र" द्वारा स्थापित किए जाते हैं। कार्यस्थलों पर अनुमेय स्तर और निगरानी के लिए आवश्यकताएं” और अनुमेय इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड स्ट्रेंथ के लिए स्वच्छता और स्वच्छ मानक (जीएन 1757-77)।

ये नियम उच्च-वोल्टेज प्रत्यक्ष वर्तमान विद्युत प्रतिष्ठानों के संचालन और ढांकता हुआ सामग्रियों के विद्युतीकरण के दौरान बनाए गए इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों पर लागू होते हैं, और कर्मियों के कार्यस्थलों पर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत के अनुमेय स्तर, साथ ही नियंत्रण और सुरक्षात्मक उपकरणों के लिए सामान्य आवश्यकताओं को स्थापित करते हैं।

कार्य स्थलों पर बिताए गए समय के आधार पर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत के अनुमेय स्तर स्थापित किए जाते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत का अधिकतम अनुमेय स्तर 1 घंटे के लिए 60 kV/m है।

जब इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत 20 kV/m से कम होती है, तो इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों में बिताया गया समय विनियमित नहीं होता है।

20 से 60 केवी/एम तक वोल्टेज रेंज में, कर्मियों के लिए सुरक्षात्मक उपकरणों के बिना इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में रहने का अनुमेय समय कार्यस्थल में तनाव के विशिष्ट स्तर पर निर्भर करता है।

स्थैतिक बिजली से बचाव के उपायों का उद्देश्य स्थैतिक बिजली चार्ज की घटना और संचय को रोकना, चार्ज के फैलाव के लिए स्थितियां बनाना और उनके हानिकारक प्रभावों के खतरे को खत्म करना है। बुनियादी सुरक्षात्मक उपाय:

• उपकरण के विद्युत प्रवाहकीय भागों पर आवेशों के संचय को रोकना, जो ग्राउंडिंग उपकरण और संचार द्वारा प्राप्त किया जाता है, जिस पर आवेश दिखाई दे सकते हैं (उपकरण, टैंक, पाइपलाइन, कन्वेयर, जल निकासी उपकरण, ओवरपास, आदि);
• संसाधित पदार्थों के विद्युत प्रतिरोध को कम करना;
• स्थैतिक बिजली न्यूट्रलाइज़र का उपयोग जो विद्युतीकृत सतहों के पास सकारात्मक और नकारात्मक आयन बनाता है। सतह आवेश के विपरीत आवेश ले जाने वाले आयन इसकी ओर आकर्षित होते हैं और आवेश को निष्क्रिय कर देते हैं। उनके संचालन सिद्धांत के आधार पर, न्यूट्रलाइज़र को निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया गया है: कोरोना डिस्चार्ज(प्रेरण और उच्च वोल्टेज), रेडियो आइसोटोप, जिसकी क्रिया प्लूटोनियम-239 के अल्फा विकिरण और प्रोमेथियम-147 के बीटा विकिरण द्वारा वायु के आयनीकरण पर आधारित है, वायुगतिकीय, जो एक विस्तार कक्ष है जिसमें आयनीकरण विकिरण या कोरोना डिस्चार्ज का उपयोग करके आयन उत्पन्न होते हैं, जिन्हें फिर वायु प्रवाह द्वारा उस स्थान पर आपूर्ति की जाती है जहां स्थैतिक बिजली चार्ज बनते हैं;
• स्थैतिक विद्युत आवेशों की तीव्रता को कम करना। यह पदार्थों की गति की गति के उचित चयन द्वारा प्राप्त किया जाता है, पदार्थों के छिड़काव, कुचलने और परमाणुकरण को छोड़कर, इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज को हटाने, घर्षण सतहों का चयन, ज्वलनशील गैसों और अशुद्धियों से तरल पदार्थों की शुद्धि;
• लोगों पर जमा होने वाले स्थैतिक बिजली शुल्क को हटाना। यह श्रमिकों को प्रवाहकीय जूते और एंटीस्टेटिक गाउन प्रदान करके, विद्युत प्रवाहकीय फर्श या ग्राउंडेड ज़ोन, प्लेटफ़ॉर्म और कार्य प्लेटफ़ॉर्म स्थापित करके प्राप्त किया जाता है। दरवाज़े के हैंडल, सीढ़ी की रेलिंग, उपकरण के हैंडल, मशीनों और उपकरणों की ग्राउंडिंग।

चुंबकीय क्षेत्र स्रोत

औद्योगिक आवृत्ति के चुंबकीय क्षेत्र (एमएफ) किसी भी विद्युत प्रतिष्ठान और औद्योगिक आवृत्ति के कंडक्टरों के आसपास उत्पन्न होते हैं। धारा जितनी अधिक होगी, चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता उतनी ही अधिक होगी।

चुंबकीय क्षेत्र स्थिर, स्पंदित, इन्फ्रा-लो आवृत्ति (50 हर्ट्ज तक की आवृत्ति के साथ), परिवर्तनशील हो सकते हैं। एमपी की कार्रवाई निरंतर या रुक-रुक कर हो सकती है।

चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव की डिग्री चुंबकीय उपकरण के कार्य स्थान या कृत्रिम चुंबक के प्रभाव क्षेत्र में इसकी अधिकतम तीव्रता पर निर्भर करती है। किसी व्यक्ति को मिलने वाली खुराक एमपी और कार्य व्यवस्था के संबंध में कार्यस्थल के स्थान पर निर्भर करती है। लगातार एमपी किसी भी व्यक्तिपरक प्रभाव का कारण नहीं बनता है। परिवर्तनशील एमएफ के संपर्क में आने पर, विशिष्ट दृश्य संवेदनाएं, तथाकथित फॉस्फीन, देखी जाती हैं, जो प्रभाव समाप्त होने पर गायब हो जाती हैं।

अधिकतम अनुमेय स्तर से अधिक एमएफ के संपर्क में रहने की स्थिति में लगातार काम करने पर, तंत्रिका, हृदय और श्वसन प्रणाली, पाचन तंत्र की शिथिलता और रक्त संरचना में परिवर्तन विकसित होते हैं। मुख्य रूप से स्थानीय जोखिम के साथ, वनस्पति और ट्रॉफिक विकार हो सकते हैं, आमतौर पर शरीर के उस क्षेत्र में जो एमपी (अक्सर हाथ) के सीधे प्रभाव में होता है। वे खुजली, त्वचा का पीलापन या नीलापन, सूजन और त्वचा के मोटे होने की भावना से प्रकट होते हैं, कुछ मामलों में हाइपरकेराटोसिस (केराटिनाइजेशन) विकसित होता है।

कार्यस्थल पर एमएफ वोल्टेज 8 kA/m से अधिक नहीं होना चाहिए। 750 केवी तक वोल्टेज वाली विद्युत पारेषण लाइन का एमएफ वोल्टेज आमतौर पर 20-25 ए/एम से अधिक नहीं होता है, जो मनुष्यों के लिए खतरा पैदा नहीं करता है।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण के स्रोत

आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला (सूक्ष्म और निम्न-आवृत्ति, रेडियो आवृत्ति, अवरक्त, दृश्यमान, पराबैंगनी, एक्स-रे - तालिका 2) में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के स्रोत शक्तिशाली रेडियो स्टेशन, एंटेना, माइक्रोवेव जनरेटर, प्रेरण और ढांकता हुआ हीटिंग प्रतिष्ठान हैं, रडार, लेजर, मापने और नियंत्रित करने वाले उपकरण, अनुसंधान सुविधाएं, चिकित्सा उच्च-आवृत्ति उपकरण और उपकरण, व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर (पीसी), कैथोड रे ट्यूब पर वीडियो डिस्प्ले टर्मिनल, उद्योग, वैज्ञानिक अनुसंधान और रोजमर्रा की जिंदगी दोनों में उपयोग किए जाते हैं।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण के दृष्टिकोण से बढ़े हुए खतरे के स्रोत माइक्रोवेव ओवन, टेलीविजन, मोबाइल और रेडियोटेलीफोन भी हैं।

तालिका 2. विद्युत चुम्बकीय विकिरण का स्पेक्ट्रम

कम आवृत्ति उत्सर्जन

कम आवृत्ति विकिरण के स्रोत उत्पादन प्रणालियाँ हैं। बिजली का पारेषण और वितरण (बिजली संयंत्र, ट्रांसफार्मर सबस्टेशन, बिजली पारेषण प्रणाली और लाइनें), आवासीय और प्रशासनिक भवनों के विद्युत नेटवर्क, विद्युत ड्राइव द्वारा संचालित परिवहन और इसके बुनियादी ढांचे।

कम आवृत्ति वाले विकिरण के लंबे समय तक संपर्क में रहने से सिरदर्द, रक्तचाप में बदलाव, थकान, बालों का झड़ना, भंगुर नाखून, वजन कम होना और प्रदर्शन में लगातार कमी हो सकती है।

कम-आवृत्ति विकिरण से बचाने के लिए, या तो विकिरण स्रोतों (छवि 2) या उन क्षेत्रों को परिरक्षित किया जाता है जहां कोई व्यक्ति हो सकता है।

चावल। 2. परिरक्षण: ए - प्रारंभ करनेवाला; बी - संधारित्र

आरएफ स्रोत

रेडियो फ्रीक्वेंसी ईएमएफ के स्रोत हैं:

• 60 किलोहर्ट्ज़ - 3 मेगाहर्ट्ज की सीमा में - धातु (पंपिंग, एनीलिंग, पिघलने, सोल्डरिंग, वेल्डिंग इत्यादि) और अन्य सामग्रियों के प्रेरण प्रसंस्करण के लिए उपकरणों के अनियंत्रित तत्व, साथ ही रेडियो संचार और प्रसारण में उपयोग किए जाने वाले उपकरण और उपकरण;
• 3 मेगाहर्ट्ज - 300 मेगाहर्ट्ज की सीमा में - रेडियो संचार, रेडियो प्रसारण, टेलीविजन, चिकित्सा, साथ ही हीटिंग डाइलेक्ट्रिक्स के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों और उपकरणों के बिना परिरक्षित तत्व;
• 300 मेगाहर्ट्ज - 300 गीगाहर्ट्ज की सीमा में - रडार, रेडियो खगोल विज्ञान, रेडियो स्पेक्ट्रोस्कोपी, फिजियोथेरेपी, आदि में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों और उपकरणों के बिना परिरक्षित तत्व। मानव शरीर की विभिन्न प्रणालियों पर रेडियो तरंगों के लंबे समय तक संपर्क में रहने से अलग-अलग परिणाम होते हैं।

सभी श्रेणियों की रेडियो तरंगों के संपर्क में आने पर मानव केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और हृदय प्रणाली में सबसे विशिष्ट विचलन होते हैं। व्यक्तिपरक शिकायतें - बार-बार सिरदर्द, उनींदापन या अनिद्रा, थकान, कमजोरी, अधिक पसीना आना, याददाश्त में कमी, भ्रम, चक्कर आना, आंखों के सामने अंधेरा छाना, चिंता, भय आदि की अकारण भावनाएं।

लंबे समय तक एक्सपोज़र के साथ मध्य-तरंग रेंज में एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का प्रभाव उत्तेजक प्रक्रियाओं और सकारात्मक सजगता के विघटन में प्रकट होता है। ल्यूकोसाइटोसिस सहित रक्त में परिवर्तन नोट किए जाते हैं। लिवर की शिथिलता और मस्तिष्क, आंतरिक अंगों और प्रजनन प्रणाली में डिस्ट्रोफिक परिवर्तन स्थापित किए गए हैं।

शॉर्ट-वेव रेंज का विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र अधिवृक्क प्रांतस्था, हृदय प्रणाली और सेरेब्रल कॉर्टेक्स की बायोइलेक्ट्रिक प्रक्रियाओं में परिवर्तन को भड़काता है।

वीएचएफ ईएमएफ तंत्रिका, हृदय, अंतःस्रावी और शरीर की अन्य प्रणालियों में कार्यात्मक परिवर्तन का कारण बनता है।

किसी व्यक्ति पर माइक्रोवेव विकिरण के संपर्क के खतरे की डिग्री विद्युत चुम्बकीय विकिरण के स्रोत की शक्ति, उत्सर्जकों के ऑपरेटिंग मोड, उत्सर्जक उपकरण की डिजाइन सुविधाओं, ईएमएफ पैरामीटर, ऊर्जा प्रवाह घनत्व, क्षेत्र की ताकत, एक्सपोजर समय पर निर्भर करती है। , विकिरणित सतह का आकार, किसी व्यक्ति के व्यक्तिगत गुण, कार्यस्थलों का स्थान और दक्षता सुरक्षात्मक उपाय।

माइक्रोवेव विकिरण के थर्मल और जैविक प्रभाव होते हैं।

थर्मल प्रभाव ईएमएफ माइक्रोवेव विकिरण से ऊर्जा के अवशोषण का परिणाम है। क्षेत्र की ताकत जितनी अधिक होगी और एक्सपोज़र का समय जितना लंबा होगा, थर्मल प्रभाव उतना ही मजबूत होगा। जब ऊर्जा प्रवाह घनत्व W 10 W/m2 होता है, तो शरीर गर्मी हटाने का सामना नहीं कर पाता है, शरीर का तापमान बढ़ जाता है और अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं शुरू हो जाती हैं।

जैविक (विशिष्ट) प्रभाव प्रोटीन संरचनाओं की जैविक गतिविधि के कमजोर होने, हृदय प्रणाली और चयापचय में व्यवधान के रूप में प्रकट होते हैं। यह प्रभाव तब होता है जब EMF की तीव्रता थर्मल थ्रेशोल्ड से कम होती है, जो कि 10 W/m2 है।

ईएमएफ माइक्रोवेव विकिरण का एक्सपोजर अविकसित संवहनी प्रणाली या अपर्याप्त रक्त परिसंचरण (आंखें, मस्तिष्क, गुर्दे, पेट, पित्ताशय और मूत्राशय) वाले ऊतकों के लिए विशेष रूप से हानिकारक है। आंखों के संपर्क में आने से लेंस पर धुंधलापन (मोतियाबिंद) और कॉर्निया में जलन हो सकती है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्रोतों के साथ काम करते समय सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, कार्यस्थलों और उन स्थानों पर जहां कर्मचारी स्थित हो सकते हैं, वास्तविक मानकीकृत मापदंडों की व्यवस्थित निगरानी की जाती है। विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को मापने के साथ-साथ ऊर्जा प्रवाह घनत्व को मापकर नियंत्रण किया जाता है।

रेडियो तरंगों के संपर्क से कर्मियों की सुरक्षा का उपयोग सभी प्रकार के कार्यों के लिए किया जाता है यदि काम करने की स्थिति मानकों की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करती है। यह सुरक्षा निम्नलिखित तरीकों से की जाती है:

• मिलान किए गए भार और शक्ति अवशोषक जो विद्युत चुम्बकीय तरंग ऊर्जा प्रवाह क्षेत्र की ताकत और घनत्व को कम करते हैं;
• कार्यस्थल और विकिरण स्रोत का परिरक्षण;
• कार्यस्थल में उपकरणों का तर्कसंगत स्थान;
• उपकरणों के संचालन के तर्कसंगत तरीकों और कर्मियों के श्रम के तरीकों का चयन।

मिलान किए गए भार और शक्ति अवशोषक (एंटीना समकक्ष) का सबसे प्रभावी उपयोग व्यक्तिगत इकाइयों और उपकरण परिसरों के निर्माण, विन्यास और परीक्षण में होता है।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण के संपर्क से सुरक्षा का एक प्रभावी साधन विकिरण स्रोतों और कार्यस्थल को उन स्क्रीनों का उपयोग करके ढालना है जो विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को अवशोषित या प्रतिबिंबित करते हैं। स्क्रीन डिज़ाइन का चुनाव तकनीकी प्रक्रिया की प्रकृति, स्रोत शक्ति और तरंग सीमा पर निर्भर करता है।

परावर्तक स्क्रीन उच्च विद्युत चालकता वाली सामग्रियों से बनाई जाती हैं, जैसे धातु (ठोस दीवारों के रूप में) या धातु बैकिंग वाले सूती कपड़े। ठोस धातु स्क्रीन सबसे प्रभावी हैं और पहले से ही 0.01 मिमी की मोटाई पर लगभग 50 डीबी (100,000 गुना) तक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का क्षीणन प्रदान करते हैं।

अवशोषक स्क्रीन के निर्माण के लिए खराब विद्युत चालकता वाली सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। अवशोषित स्क्रीन शंक्वाकार ठोस या खोखले स्पाइक्स के साथ एक विशेष संरचना के रबर की दबाई गई शीट के रूप में बनाई जाती हैं, साथ ही एक दबाए गए धातु जाल के साथ कार्बोनिल लोहे से भरे छिद्रपूर्ण रबर की प्लेटों के रूप में बनाई जाती हैं। ये सामग्रियां विकिरण करने वाले उपकरण के फ्रेम या सतह से चिपकी होती हैं।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण से सुरक्षा के लिए एक महत्वपूर्ण निवारक उपाय उपकरण की नियुक्ति और परिसर के निर्माण के लिए आवश्यकताओं का अनुपालन है जिसमें विद्युत चुम्बकीय विकिरण के स्रोत स्थित हैं।

विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए कमरों में एचएफ, यूएचएफ और माइक्रोवेव जनरेटर, साथ ही रेडियो ट्रांसमीटर लगाकर कर्मियों को अत्यधिक जोखिम से बचाया जा सकता है।

विकिरण स्रोतों और कार्यस्थलों की स्क्रीन को डिस्कनेक्टिंग उपकरणों से अवरुद्ध कर दिया जाता है, जिससे स्क्रीन खुली होने पर उत्सर्जित उपकरणों के संचालन को रोकना संभव हो जाता है।

श्रमिकों के संपर्क के अनुमेय स्तर और रेडियो फ्रीक्वेंसी के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के लिए कार्यस्थलों पर निगरानी की आवश्यकताएं GOST 12.1.006-84 में निर्धारित की गई हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र एक विशेष प्रकार का विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है। यह विद्युत आवेशों के एक समूह द्वारा निर्मित होता है जो पर्यवेक्षक के सापेक्ष अंतरिक्ष में स्थिर होते हैं और समय में स्थिर होते हैं। किसी पिंड के आवेश से हमारा तात्पर्य एक अदिश राशि से है, जो, एक नियम के रूप में, हम एक सजातीय और आइसोट्रोपिक माध्यम में बनाए गए क्षेत्र से निपटेंगे, अर्थात, जिसके विद्युत गुण क्षेत्र के सभी बिंदुओं के लिए समान हैं और दिशा पर निर्भर न रहें. एक इलेक्ट्रोस्टैटिक एकसमान क्षेत्र में इस चार्ज के परिमाण के सीधे आनुपातिक यांत्रिक बल के साथ इसमें रखे गए विद्युत आवेश पर आइसोट्रोपिक रूप से कार्य करने की क्षमता होती है। विद्युत क्षेत्र की परिभाषा उसकी यांत्रिक अभिव्यक्ति पर आधारित है। इसका वर्णन कूलम्ब के नियम द्वारा किया गया है।

1. कूलम्ब का नियम.

निर्वात में दो बिंदु आवेश q 1 और q 2 एक दूसरे के साथ एक बल F के साथ परस्पर क्रिया करते हैं जो आवेश q 1 और q 2 के उत्पाद के सीधे आनुपातिक और उनके बीच की दूरी के वर्ग R के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यह बल अनुदिश निर्देशित होता है बिंदु आवेशों को जोड़ने वाली रेखा। समान आवेश प्रतिकर्षित करते हैं और विपरीत आवेश आकर्षित करते हैं।

यूनिट वेक्टर को आवेशों को जोड़ने वाली रेखा के साथ कहाँ निर्देशित किया जाता है।

विद्युत स्थिरांक ( )

एसआई का उपयोग करते समय, दूरी आर को मीटर में, चार्ज को कूलम्ब (सी) में और बल को न्यूटन में मापा जाता है।

1. इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत।

किसी भी क्षेत्र की पहचान कुछ बुनियादी मात्राओं से होती है। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की विशेषता बताने वाली मुख्य मात्राएँ हैं तनावऔर संभावना ।

विद्युत क्षेत्र की ताकत संख्यात्मक रूप से बराबर है

किसी आवेशित कण पर कार्य करने वाले बल F का आवेश q से अनुपात और उस बल की दिशा होती है जो धनात्मक आवेश वाले कण पर कार्य करता है। इस प्रकार

क्षेत्र की एक बल विशेषता है, जो इस शर्त के तहत निर्धारित की जाती है कि किसी दिए गए बिंदु पर लगाया गया चार्ज उस क्षेत्र को विकृत नहीं करता है जो इस चार्ज की शुरूआत से पहले मौजूद था। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि क्षेत्र में प्रक्षेपित एक परिमित बिंदु आवेश q पर लगने वाला बल बराबर होगा , और तनाव संख्यात्मक रूप से एकता के परिमाण के बराबर आवेश पर कार्य करने वाले बल के बराबर है। यदि फ़ील्ड कई आवेशों द्वारा बनाई गई है ( ), तो इसकी तीव्रता प्रत्येक आवेश से अलग-अलग तीव्रता के ज्यामितीय योग के बराबर है:

, यानी बिजली के साथ

फ़ील्ड्स ओवरले विधि लागू करते हैं।

एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र को बल और समविभव रेखाओं के एक सेट द्वारा चित्रित किया जा सकता है। बल की रेखा एक क्षेत्र में मानसिक रूप से खींची गई एक रेखा है, जो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर से शुरू होती है। इसे इस तरह से किया जाता है कि किसी भी बिंदु पर इसकी स्पर्शरेखा उस बिंदु पर क्षेत्र की ताकत Ē की दिशा देती है। एक बहुत छोटा धनात्मक आवेश क्षेत्र रेखा के साथ गति करेगा यदि उसमें क्षेत्र में स्वतंत्र रूप से गति करने की क्षमता हो और उसमें जड़ता न हो। इस प्रकार, बल की रेखाओं की शुरुआत (सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर पर) और अंत (नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर पर) होती है।

एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में, समविभव (समान रूप से संभावित) सतहों को खींचना संभव है। एक समविभव सतह को विश्राम बिंदुओं के एक समूह के रूप में समझा जाता है जिनकी क्षमता समान होती है। इस सतह पर चलने से क्षमता नहीं बदलती। समविभव और बल रेखाएँ विश्राम के किसी भी बिंदु पर समकोण पर प्रतिच्छेद करती हैं। विद्युत क्षेत्र की ताकत और क्षमता के बीच एक संबंध है:

या , जहां q=1 पर

एक मनमाना क्षेत्र बिंदु 1 की क्षमता को किसी दिए गए क्षेत्र बिंदु से एक इकाई सकारात्मक चार्ज को उस क्षेत्र बिंदु पर स्थानांतरित करने के लिए क्षेत्र बलों द्वारा किए गए कार्य के रूप में परिभाषित किया गया है जिसकी क्षमता शून्य है।

1. एक सतह तत्व के माध्यम से वेक्टर प्रवाह और एक सतह के माध्यम से वेक्टर प्रवाह।

मान लीजिए एक वेक्टर क्षेत्र में (उदाहरण के लिए, विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर Ē के क्षेत्र में) विद्युत क्षेत्र की सतह का कुछ तत्व है, जिसका क्षेत्रफल एक तरफ संख्यात्मक रूप से बराबर है।

आइए सतह तत्व के लिए सामान्य (लंबवत) की सकारात्मक दिशा चुनें। हम मानते हैं कि वेक्टर सतह तत्व के क्षेत्र के बराबर है, और इसकी दिशा सामान्य की सकारात्मक दिशा से मेल खाती है। सामान्य स्थिति में, सतह तत्व के माध्यम से वेक्टर Ē का प्रवाह अदिश उत्पाद द्वारा निर्धारित होता है . यदि सतह. जिसके माध्यम से वेक्टर प्रवाह निर्धारित किया जाता है वह बड़ा है, तो हम यह नहीं मान सकते कि Ē सभी बिंदुओं पर समान है। इस मामले में, सतह को अलग-अलग छोटे आकार के तत्वों में विभाजित किया गया है, और कुल प्रवाह सभी सतह तत्वों के माध्यम से प्रवाह के बीजगणितीय योग के बराबर है। प्रवाह का योग एक अभिन्न के रूप में लिखा गया है .

अभिन्न चिह्न के नीचे एस आइकन का मतलब है कि सतह के सभी तत्वों पर योग किया जाता है। यदि वह सतह जिसके माध्यम से वेक्टर प्रवाह निर्धारित होता है बंद है, तो एक वृत्त को अभिन्न चिह्न पर रखा जाता है:

1. ध्रुवीकरण।

ध्रुवीकरण को विद्युत क्षेत्र के कारण किसी पिंड में बाध्य आवेशों की व्यवस्था में एक क्रमबद्ध परिवर्तन के रूप में समझा जाता है। यह इस तथ्य में प्रकट होता है कि शरीर में नकारात्मक रूप से बंधे हुए आवेश उच्च क्षमता की ओर बढ़ेंगे, और सकारात्मक आवेश इसके विपरीत।

ए)

उत्पाद एक दूसरे से दूरी (द्विध्रुव) पर स्थित समान परिमाण और विपरीत चिह्न वाले दो आवेशों के विद्युत उत्पाद को कहा जाता है। किसी ध्रुवीकृत पदार्थ में अणु विद्युतीय रूप से द्विध्रुव होते हैं। बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, द्विध्रुव खुद को अंतरिक्ष में इस तरह से उन्मुख करते हैं कि उनका विद्युत क्षण विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर के समानांतर निर्देशित होता है। पदार्थ V के आयतन में स्थित द्विध्रुवों के योग का विद्युत आघूर्ण, आयतन V से संबंधित होता है क्योंकि V शून्य की ओर जाता है, ध्रुवीकरण (ध्रुवीकरण वेक्टर) कहलाता है।

अधिकांश डाइलेक्ट्रिक्स के लिए t wx:val='कैम्ब्रिया मैथ'/> पी">विद्युत क्षेत्र की दिशा के समानुपाती...

एक सदिश दो सदिशों के योग के बराबर होता है: सदिश , निर्वात में क्षेत्र की विशेषता, और ध्रुवीकरण, प्रश्न के बिंदु पर ढांकता हुआ ध्रुवीकरण की क्षमता की विशेषता:

क्योंकि , वह

कहाँ ;

सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक का आयाम शून्य है; वे दिखाते हैं कि किसी पदार्थ का पूर्ण ढांकता हुआ स्थिरांक () निर्वात के गुणों को दर्शाने वाले विद्युत स्थिरांक से कितनी गुना अधिक है। एसआई प्रणाली में, [डी] = [पी] = सीएल /

1. गॉस का प्रमेय एकीकृत रूप में।

गॉस का प्रमेय इलेक्ट्रोस्टैटिक्स के सबसे महान प्रमेयों में से एक है।

यह कूलम्ब के नियम और सुपरपोजिशन सिद्धांत के अनुरूप है। प्रमेय को तीन प्रकार से तैयार और लिखा जा सकता है।

एक निश्चित आयतन के आसपास किसी भी बंद सतह के माध्यम से विद्युत विस्थापन वेक्टर का प्रवाह इस सतह के अंदर स्थित मुक्त आवेशों के बीजगणितीय योग के बराबर है:

इस सूत्र से यह पता चलता है कि वेक्टर क्षेत्र की एक विशेषता है, जो अन्य चीजें समान होने पर, माध्यम के ढांकता हुआ गुणों (मूल्य पर) पर निर्भर नहीं करता है।

क्योंकि , तो एक सजातीय और आइसोट्रोपिक माध्यम के लिए गॉस का प्रमेय निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है:

अर्थात्, किसी भी बंद सतह के माध्यम से विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर का प्रवाह इस सतह के अंदर स्थित मुक्त आवेशों के योग के बराबर होता है, जो उत्पाद से विभाजित होता है। इस सूत्र से यह पता चलता है कि एक वेक्टर क्षेत्र की एक विशेषता है, जो एक वेक्टर के विपरीत, अन्य सभी चीजें समान होने पर, माध्यम के ढांकता हुआ गुणों (मूल्य पर) पर निर्भर करता है। वेक्टर फ्लक्स केवल आवेशों के योग से निर्धारित होता है और बंद सतह के अंदर उनके स्थान पर निर्भर नहीं करता है।

किसी भी बंद सतह के माध्यम से वेक्टर प्रवाह न केवल मुक्त आवेशों के योग से निर्मित होता है ( ), लेकिन बाध्य शुल्कों का योग भी ( ), सतह के अंदर स्थित है। भौतिकी पाठ्यक्रम से यह ज्ञात होता है कि किसी भी बंद सतह के माध्यम से ध्रुवीकरण वेक्टर का प्रवाह इस सतह के अंदर स्थित बाध्य आवेशों के बीजगणितीय योग के बराबर होता है, जिसे विपरीत चिह्न के साथ लिया जाता है:

गॉस के प्रमेय का पहला संस्करण इस प्रकार लिखा जा सकता है:

इस तरह

1. एक बिंदु आवेश के क्षेत्र में संभावित ताकत निर्धारित करने के लिए गॉस प्रमेय का अनुप्रयोग।

अभिन्न रूप में गॉस प्रमेय का उपयोग क्षेत्र के किसी भी बिंदु पर तीव्रता या विद्युत विस्थापन को खोजने के लिए किया जा सकता है यदि इस बिंदु के माध्यम से एक बंद सतह खींची जा सकती है ताकि इसके सभी बिंदु सम्मान के साथ समान (सममित) स्थितियों में हों बंद सतह के अंदर स्थित चार्ज के लिए। गॉस के प्रमेय का उपयोग करने के एक उदाहरण के रूप में, आइए आवेश से दूरी R पर स्थित एक बिंदु पर बिंदु आवेशों द्वारा निर्मित क्षेत्र की ताकत का पता लगाएं। इस प्रयोजन के लिए, हम आवेश से किसी दिए गए बिंदु के माध्यम से त्रिज्या R की एक गोलाकार सतह खींचते हैं।

सतह तत्व ___ गोले की सतह के लंबवत है और बाहरी (सतह के अंदर के आयतन के सापेक्ष) सतह की ओर निर्देशित है। इस स्थिति में, प्रत्येक बिंदु पर भुजाएँ ___ और ___ दिशा में संपाती होती हैं। उनके बीच का कोण शून्य है.

गॉस के प्रमेय के अनुसार:

नतीजतन, एक बिंदु आवेश q द्वारा उससे दूरी R पर बनाई गई तीव्रता इस प्रकार निर्धारित की जाएगी

1. गॉस का प्रमेय विभेदक रूप में।

गॉस का प्रमेय अभिन्न रूप में एक निश्चित आयतन की सीमा वाली सतह के माध्यम से एक वेक्टर के प्रवाह और इस आयतन के अंदर स्थित आवेशों के बीजगणितीय योग के बीच संबंध को व्यक्त करता है। हालाँकि, गॉस प्रमेय को अभिन्न रूप में उपयोग करते हुए, यह निर्धारित करना असंभव है कि क्षेत्र में किसी दिए गए बिंदु पर रेखाओं का प्रवाह क्षेत्र में उसी बिंदु पर मुक्त आवेशों के घनत्व से कैसे संबंधित है। इस प्रश्न का उत्तर गॉस प्रमेय के विभेदक रूप द्वारा दिया गया है। आइए गॉस प्रमेय को अभिन्न रूप में लिखने की पहली विधि के समीकरण में दोनों पक्षों को एक ही अदिश राशि से विभाजित करें - बंद सतह S के अंदर स्थित आयतन V से।

आइए वॉल्यूम को शून्य पर निर्देशित करें:

चूँकि आयतन शून्य हो जाता है शून्य की ओर भी प्रवृत्त होते हैं, लेकिन दो अतिसूक्ष्म मात्राओं का अनुपात तथा V एक अचर (परिमित) मात्रा है। एक निश्चित आयतन से आयतन V तक सीमित एक बंद सतह के माध्यम से एक वेक्टर मात्रा के प्रवाह के अनुपात की सीमा को वेक्टर का विचलन कहा जाता है . अक्सर, "विचलन" शब्द के बजाय, "विचलन" या वेक्टर के "स्रोत" शब्द का उपयोग किया जाता है। क्योंकि मुक्त आवेशों का आयतन घनत्व है, तो गॉस के प्रमेय को विभेदक रूप में इस प्रकार लिखा जाता है (लेखन का पहला रूप):

अर्थात्, क्षेत्र में किसी दिए गए बिंदु पर रेखाओं का स्रोत इस बिंदु पर मुक्त आवेशों के घनत्व के मान से निर्धारित होता है। यदि किसी दिए गए बिंदु पर वॉल्यूम चार्ज घनत्व सकारात्मक है ( ), तो वेक्टर रेखाएं किसी दिए गए फ़ील्ड बिंदु (स्रोत सकारात्मक है) के आस-पास की एक छोटी सी मात्रा से निकलती हैं। यदि क्षेत्र में किसी दिए गए बिंदु पर , तो वेक्टर की रेखाएं उस अनंत आयतन में प्रवेश करती हैं जिसके भीतर दिया गया बिंदु स्थित है। और अंत में, यदि क्षेत्र में किसी भी बिंदु पर , तो क्षेत्र में किसी दिए गए बिंदु पर रेखाओं का न तो कोई स्रोत होता है और न ही कोई निकास होता है, अर्थात रेखाओं के किसी दिए गए बिंदु पर सदिश न तो प्रारंभ होते हैं और न ही समाप्त होते हैं।

यदि माध्यम सजातीय और आइसोट्रोपिक है तो यह . गॉस के प्रमेय को लिखने के पहले रूप के बजाय, हम विभेदक रूप में लिखते हैं:

आइए अंतर चिह्न का मान ज्ञात करें . इस तरह

यह अभिव्यक्ति गॉस के प्रमेय को लिखने के दूसरे रूप का प्रतिनिधित्व करती है

गॉस समीकरण को अभिन्न रूप में लिखने का तीसरा रूप अभिव्यक्ति द्वारा वर्णित है

अवकल रूप में वही समीकरण इस प्रकार लिखा जाएगा

नतीजतन, ______ वेक्टर का स्रोत, ______ वेक्टर के स्रोत के विपरीत, न केवल मुफ़्त है, बल्कि बाध्य शुल्क भी है

1. गॉस के प्रमेय का परिणाम.

किसी भी समविभव सतह को एक पतली संवाहक अनावेशित परत द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है और परत के बाहर विद्युत क्षेत्र किसी भी तरह से नहीं बदलेगा। इसका विपरीत भी सच है: क्षेत्र में बदलाव किए बिना एक पतली अनावेशित परत बनाई जा सकती है।

व्याख्यान 2.

1. विद्युत क्षेत्र बलों का कार्य.

आइए विद्युत क्षेत्र में कुछ आवेश q रखें। एक बल आरोप पर कार्रवाई करेगा .

मान लीजिए कि आवेश q बिंदु 1 से बिंदु 2 की ओर पथ 1 – 3 – 2 के अनुदिश गति करता है। चूँकि पथ के प्रत्येक बिंदु पर आवेश पर कार्य करने वाले बल की दिशा पथ के तत्व के साथ मेल नहीं खा सकती है, तो गति का कार्य पथ के साथ आवेश पथ तत्व द्वारा बल के अदिश उत्पाद द्वारा निर्धारित किया जाता है . पथ 1 - 3 - 2 के साथ बिंदु 1 से बिंदु 2 तक चार्ज स्थानांतरित करने पर खर्च किए गए कार्य को प्रारंभिक कार्यों के योग के रूप में परिभाषित किया गया है . इस योग को एक रैखिक समाकलन के रूप में लिखा जा सकता है

चार्ज q कुछ भी हो सकता है. आइए इसे एक के बराबर सेट करें। संभावित अंतर (या वोल्टेज) को आमतौर पर शुरुआती बिंदु 1 से अंतिम बिंदु 2 तक एक यूनिट चार्ज स्थानांतरित करते समय क्षेत्र बलों द्वारा खर्च किए गए कार्य के रूप में समझा जाता है:

यह परिभाषा संभावित क्षेत्र की एक अभिन्न विशेषता है।

यदि पथ 2 के अंतिम बिंदु की क्षमता 0 के बराबर थी, तो बिंदु 1 की क्षमता निम्नानुसार निर्धारित की जाएगी (साथ में) ):

अर्थात्, क्षेत्र 1 में एक मनमाना बिंदु की क्षमता को क्षेत्र के किसी दिए गए बिंदु से एक इकाई चार्ज 9पॉजिटिव को स्थानांतरित करने के लिए क्षेत्र बलों द्वारा किए गए कार्य के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जिसकी क्षमता शून्य है। आमतौर पर भौतिकी पाठ्यक्रमों में शून्य विभव वाला बिंदु अनंत पर होता है। इसलिए, क्षमता की परिभाषा क्षेत्र में किसी दिए गए बिंदु से एक इकाई चार्ज को अनंत तक स्थानांतरित करते समय क्षेत्र बलों द्वारा किए गए कार्य के रूप में दी जाती है:

यह अक्सर माना जाता है कि शून्य क्षमता वाला एक बिंदु पृथ्वी की सतह पर स्थित है (इलेक्ट्रोस्टैटिक स्थितियों के तहत पृथ्वी एक संवाहक निकाय है), इसलिए इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि पृथ्वी की सतह पर या इसकी मोटाई में यह बिंदु वास्तव में कहां है स्थित है. इस प्रकार, क्षेत्र में किसी भी बिंदु की क्षमता इस बात पर निर्भर करती है कि क्षेत्र में किस बिंदु पर शून्य क्षमता दी गई है, अर्थात, क्षमता एक स्थिर मान के लिए सटीक निर्धारित की जाती है। हालाँकि, यह महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि व्यावहारिक रूप से जो महत्वपूर्ण है वह क्षेत्र में किसी भी बिंदु की क्षमता नहीं है, बल्कि संभावित अंतर और निर्देशांक के संबंध में क्षमता का व्युत्पन्न है।

1. विद्युत क्षेत्र एक संभावित क्षेत्र है।

आइए हम एक बिंदु आवेश के क्षेत्र में संभावित अंतर के लिए एक अभिव्यक्ति को परिभाषित करें। इस प्रयोजन के लिए, हम मानते हैं कि बिंदु m पर एक धनात्मक बिंदु आवेश है जो एक क्षेत्र बनाता है; और बिंदु 1 से बिंदु 2 तक मध्यवर्ती बिंदु 3 से होकर एक इकाई धनात्मक आवेश q=1 गति करता है।

आइए हम बिंदु m से प्रारंभिक बिंदु 1 तक की दूरी को निरूपित करें; - बिंदु एम से अंतिम बिंदु 2 तक की दूरी; आर पथ 1 - 3 - 2 पर बिंदु एम से एक मनमाना बिंदु 3 तक की दूरी है। सामान्य स्थिति में मध्यवर्ती बिंदु 3 पर क्षेत्र की ताकत की दिशा और पथ तत्व की दिशा मेल नहीं खाती है। अदिश उत्पाद , जहां dR बिंदु m को बिंदु 3 से जोड़ने वाली त्रिज्या की दिशा में पथ तत्व का प्रक्षेपण है।

क्षेत्र शक्ति की परिभाषा के अनुसार . कूलम्ब के नियम के अनुसार:

क्योंकि और q=1, तो एक बिंदु आवेश के क्षेत्र में क्षेत्र शक्ति का मापांक

संभावित अंतर निर्धारित करने के लिए सूत्र को प्रतिस्थापित करना

हमें मिलने वाले मूल्य के बजाय

हम एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकालते हैं: पथ के प्रारंभिक और अंतिम बिंदुओं (हमारे उदाहरण में बिंदु 1 और 2) के बीच संभावित अंतर केवल इन बिंदुओं की स्थिति पर निर्भर करता है और उस पथ पर निर्भर नहीं करता है जिसके साथ प्रारंभिक बिंदु से गति होती है अंतिम बिंदु तक घटित हुआ।

यदि क्षेत्र बिंदु आवेशों के एक सेट द्वारा बनाया गया है, तो यह निष्कर्ष प्रत्येक बिंदु आवेश द्वारा अलग से बनाए गए क्षेत्र के लिए मान्य है। और चूंकि सुपरपोजिशन का सिद्धांत एक सजातीय और __________ ढांकता हुआ में विद्युत क्षेत्र के लिए मान्य है, उस पथ से संभावित अंतर __________ के परिमाण की स्वतंत्रता के बारे में निष्कर्ष जिसके साथ बिंदु 1 से बिंदु 2 तक आंदोलन हुआ, भी मान्य है बिंदु आवेशों के एक सेट द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र के लिए।

यदि आप बंद पथ 1 – 3 – 2 – 4 – 1 पर चलते हैं, तो पथ 1 का प्रारंभिक बिंदु और पथ 2 का अंतिम बिंदु संपाती होगा, और फिर संभावित अंतर सूत्र के बाएँ और दाएँ पक्ष बराबर होंगे 0:

इंटीग्रल आइकन पर वृत्त का अर्थ है कि इंटीग्रल को एक बंद समोच्च पर लिया गया है।

अंतिम अभिव्यक्ति से एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकलता है: एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में, किसी भी बंद सर्किट के साथ ली गई विद्युत क्षेत्र की ताकत का रैखिक अभिन्न अंग शून्य के बराबर होता है। भौतिक रूप से, इसे इस तथ्य से समझाया जाता है कि बंद रास्ते पर चलते समय, एक निश्चित मात्रा में कार्य क्षेत्र बलों द्वारा किया जाता है और वही कार्य क्षेत्र बलों के विरुद्ध बाहरी बलों द्वारा किया जाता है। समानता (2.1) की व्याख्या इस प्रकार की जाती है: किसी भी बंद पथ पर एक वेक्टर का परिसंचरण शून्य के बराबर है। यह संबंध इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की मूल संपत्ति को व्यक्त करता है। जिन क्षेत्रों के लिए इस प्रकार का संबंध होता है उन्हें क्षमता कहा जाता है। न केवल इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र, बल्कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (भौतिक निकायों के बीच गुरुत्वाकर्षण बल) भी संभावित हैं।

1. संभावित प्रवणता के रूप में तनाव की अभिव्यक्ति।

एक अदिश फलन की प्रवणता अदिश फलन के परिवर्तन की दर है, जो इसकी सबसे बड़ी वृद्धि की दिशा में ली जाती है। ग्रेडिएंट निर्धारित करने में, दो प्रावधान आवश्यक हैं: 1) जिस दिशा में दो निकटतम बिंदु लिए गए हैं वह ऐसी होनी चाहिए कि क्षमता में परिवर्तन की दर अधिकतम हो; 2) दिशा ऐसी होनी चाहिए कि इस दिशा में अदिश फलन कम न हो।

एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में, आइए विभिन्न समविभवताओं पर दो आसन्न बिंदु लें। होने देना . फिर, उपरोक्त परिभाषा के अनुसार, हम ढाल को समविभव रेखाओं के लंबवत एक वेक्टर के रूप में चित्रित करते हैं और (बढ़ती क्षमता की दिशा में) से दूर निर्देशित होते हैं। हम समतुल्य सतहों के बीच लंबवत (सामान्य) दूरी को डीएन द्वारा और दिशाओं के साथ मेल खाने वाले वेक्टर द्वारा निरूपित करते हैं; के माध्यम से - इकाई वेक्टर दिशा में , लेकिन संभावित अंतर निर्धारित करने के लिए तुलना के आधार पर, हम अभिव्यक्ति लिख सकते हैं

कहाँ बिंदु 1 से बिंदु 2 पर जाने पर संभावित वृद्धि। क्योंकि , तो वृद्धि ऋणात्मक है।

चूँकि सदिश और दिशा में संपाती होते हैं, अदिश गुणनफल मापांक और मापांक के गुणनफल के बराबर होता है ( ). इस प्रकार, . इसलिए क्षेत्र दिशिकता मापांक . फ़ील्ड शक्ति वेक्टर

.

इस तरह

(4.1)

ग्रेडिएंट की परिभाषा से यह इस प्रकार है

(4.2)

(ग्रेडिएंट वेक्टर हमेशा वेक्टर के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है)।

(4.1) और (4.2) की तुलना करने पर हम यह निष्कर्ष निकालते हैं

(4.3)

यह तनाव और विभेदक प्रकार की क्षमता के बीच संबंध का समीकरण है।

संबंध (4.3) की व्याख्या इस प्रकार की जाती है: क्षेत्र के किसी भी बिंदु पर तीव्रता इस बिंदु पर क्षमता के परिवर्तन की दर के बराबर होती है, जिसे विपरीत संकेत के साथ लिया जाता है। (-) चिन्ह का अर्थ दिशा एवं दिशा है विलोम।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सामान्य मामले में सामान्य को इस तरह से स्थित किया जा सकता है कि यह किसी भी समन्वय अक्ष की दिशा से मेल नहीं खाता है, और इसलिए सामान्य मामले में संभावित ढाल को तीन अनुमानों के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है समन्वय अक्ष. उदाहरण के लिए, कार्टेशियन समन्वय प्रणाली में:

एक्स अक्ष की दिशा में परिवर्तन की दर कहां है; - गति का संख्यात्मक मान (मॉड्यूल) (गति एक वेक्टर मात्रा है); - कार्टेशियन प्रणाली के एक्स, वाई, जेड अक्षों के साथ क्रमशः यूनिट यूनिट वैक्टर।

तनाव वेक्टर . इस प्रकार,

दो सदिश केवल तभी समान होते हैं जब उनके संगत प्रक्षेपण एक दूसरे के बराबर होते हैं। इस तरह,

(4.4)

संबंध (4.4) को इस प्रकार समझा जाना चाहिए: एक्स अक्ष पर क्षेत्र की ताकत का प्रक्षेपण, विपरीत रूप से लिए गए एक्स अक्ष के साथ क्षमता के परिवर्तन की दर के प्रक्षेपण के बराबर है।

व्याख्यान 3.

1. हैमिल्टन का डिफरेंशियल ऑपरेटर (नाबला ऑपरेटर)।

अदिश और सदिश राशियों पर विभिन्न संक्रियाओं के अंकन को छोटा करने के लिए, हैमिल्टन के अंतर ऑपरेटर (नाबला ऑपरेटर) का उपयोग किया जाता है। हैमिल्टनियन डिफरेंशियल ऑपरेटर को तीन समन्वय अक्षों के साथ आंशिक डेरिवेटिव के योग के रूप में समझा जाता है, जो संबंधित इकाई वैक्टर (ऑर्ट्स) से गुणा होता है। कार्टेशियन समन्वय प्रणाली में इसे इस प्रकार लिखा गया है:

यह सदिशीय और विभेदक गुणों को जोड़ता है और इसे अदिश और सदिश कार्यों पर लागू किया जा सकता है। जिस पर आप कोई क्रिया करना चाहते हैं (इसके निर्देशांक के अनुसार भेदभाव, या स्थानिक भेदभाव) नाबला ऑपरेटर के दाईं ओर लिखा गया है।

आइए संकारक को विभव पर लागू करें। इस प्रयोजन के लिए, हम लिखते हैं

यदि हम (2.1) से तुलना करें
, - वह , और किसी भी अदिश फ़ंक्शन (इस मामले में ) के लिए बाईं ओर एक ऑपरेटर निर्दिष्ट करने का अर्थ है इस अदिश फ़ंक्शन का ग्रेडिएंट लेना।

1. पॉइसन और लैनलास समीकरण।

ये समीकरण इलेक्ट्रोस्टैटिक्स के बुनियादी अंतर समीकरण हैं। वे विभेदित रूप में गॉस के प्रमेय का अनुसरण करते हैं। यह तो वास्तव में ज्ञात है . वहीं, गॉस के सिद्धांत के अनुसार (3. 2)

दूसरी ओर, क्षेत्र की ताकत के अंतर चिह्न के लिए अभिव्यक्ति को (3.2) में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं

आइए विचलन के चिह्न के लिए चिह्न (-) लिखें

के बजाय आइए इसके समकक्ष लिखें; div की जगह हम (nabla) लिखेंगे।

या (3.3)

समीकरण (3.3) को पॉइसन समीकरण कहा जाता है। पॉइसन समीकरण का एक विशेष रूप जब , को लाप्लास का समीकरण कहा जाता है:

ऑपरेटर इसे लाप्लास ऑपरेटर, या लाप्लासियन कहा जाता है, और कभी-कभी इसे प्रतीक (डेल्टा) द्वारा दर्शाया जाता है। इसलिए, आप पॉइसन समीकरण लिखने का यह रूप पा सकते हैं:

आइए इसे कार्टेशियन समन्वय प्रणाली में विस्तारित करें। इस प्रयोजन के लिए, हम दो कारकों के उत्पाद को विस्तारित रूप में लिखते हैं:

अदिश उत्पाद,

आइए पद-दर-पद गुणन करें और प्राप्त करें

इस प्रकार, कार्टेशियन समन्वय प्रणाली में पॉइसन समीकरण इस प्रकार लिखा गया है:

कार्टेशियन समन्वय प्रणालियों में लाप्लास का समीकरण:

पॉइसन का समीकरण क्षेत्र में किसी भी बिंदु पर ___ के दूसरे क्रम के आंशिक व्युत्पन्न और क्षेत्र में उस बिंदु पर मुक्त आवेशों के वॉल्यूमेट्रिक घनत्व के बीच संबंध को व्यक्त करता है। साथ ही, क्षेत्र में किसी भी बिंदु पर क्षमता क्षेत्र बनाने वाले सभी आवेशों पर निर्भर करती है, न कि केवल मुक्त आवेश के परिमाण पर।

1. समाधान की विशिष्टता का सिद्धांत.

विद्युत क्षेत्र का वर्णन लाप्लास या पॉइसन समीकरण द्वारा किया जाता है। ये दोनों आंशिक अवकल समीकरण हैं। आंशिक अंतर समीकरण, सामान्य अंतर समीकरणों के विपरीत, आम तौर पर एक दूसरे से रैखिक रूप से स्वतंत्र समाधानों का एक सेट होता है। किसी भी विशिष्ट व्यावहारिक समस्या में क्षेत्र की एक ही तस्वीर होती है, यानी एक ही समाधान होता है। लाप्लास-पॉइसन समीकरण द्वारा अनुमत रैखिक रूप से स्वतंत्र समाधानों के सेट से, किसी विशिष्ट समस्या को संतुष्ट करने वाले एकमात्र समाधान का चुनाव सीमा शर्तों का उपयोग करके किया जाता है। यदि कोई निश्चित फ़ंक्शन है जो किसी दिए गए क्षेत्र में लाप्लास-पॉइसन समीकरण और सीमा स्थितियों को संतुष्ट करता है, तो यह फ़ंक्शन उस विशिष्ट समस्या के एकमात्र समाधान का प्रतिनिधित्व करता है जिसे खोजा जा रहा है। इस स्थिति को अद्वितीय समाधान प्रमेय कहा जाता है।

1. सीमा की स्थितियाँ.

सीमा स्थितियों को उन स्थितियों के रूप में समझा जाता है जिनके अधीन विभिन्न विद्युत गुणों वाले मीडिया के बीच इंटरफेस का क्षेत्र होता है।

लाप्लास (या पॉइसन) समीकरण को एकीकृत करते समय, समाधान में एकीकरण के स्थिरांक शामिल होते हैं। इनका निर्धारण सीमा स्थितियों के आधार पर किया जाता है। सीमा स्थितियों की विस्तृत चर्चा पर आगे बढ़ने से पहले, हम इलेक्ट्रोस्टैटिक स्थितियों के तहत एक संवाहक धारा के अंदर क्षेत्र के मुद्दे पर विचार करते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में स्थित एक संवाहक निकाय में, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण की घटना के कारण, चार्ज पृथक्करण होता है। नकारात्मक आवेश शरीर की सतह पर उच्च क्षमता की ओर स्थानांतरित हो जाते हैं, सकारात्मक आवेश - विपरीत दिशा में।

शरीर के सभी बिंदुओं की क्षमता समान होगी। यदि किसी बिंदु के बीच संभावित अंतर उत्पन्न होता है, तो इसके प्रभाव में आवेशों की एक क्रमबद्ध गति दिखाई देगी, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की अवधारणा का खंडन करती है। शरीर की सतह समविभव है। सतह पर किसी भी बिंदु पर बाहरी क्षेत्र शक्ति वेक्टर एक समकोण पर पहुंचता है। एक संवाहक निकाय के अंदर, क्षेत्र की ताकत शून्य है, क्योंकि बाहरी क्षेत्र की भरपाई शरीर की सतह पर स्थित आवेशों के क्षेत्र द्वारा की जाती है।

1. एक संवाहक निकाय और एक ढांकता हुआ के बीच इंटरफ़ेस पर स्थितियाँ।

एक संचालन निकाय और एक ढांकता हुआ के बीच की सीमा पर, संचालन निकाय के माध्यम से वर्तमान की अनुपस्थिति में, दो स्थितियाँ पूरी होती हैं:

1) विद्युत क्षेत्र की ताकत का कोई स्पर्शरेखीय (सतह का स्पर्शरेखा) घटक नहीं है:

2) संवाहक पिंड की सतह से सीधे सटे ढांकता हुआ के किसी भी बिंदु पर विद्युत विस्थापन वेक्टर संख्यात्मक रूप से इस बिंदु पर संवाहक पिंड की सतह पर चार्ज घनत्व के बराबर है:

आइए पहली शर्त पर विचार करें. किसी संवाहक पिंड की सतह पर सभी बिंदुओं की क्षमता समान होती है। इसलिए, सतह के किन्हीं दो बिंदुओं के बीच एक दूसरे के बहुत करीब, संभावित वृद्धि होती है , द्वारा , इस तरह वह है वेतन वृद्धिसतही क्षमता शून्य के बराबर. चूँकि सतह पर बिंदुओं के बीच पथ तत्व dl शून्य के बराबर नहीं है, यह शून्य के बराबर है।

दूसरी शर्त का प्रमाण. ऐसा करने के लिए, आइए मानसिक रूप से एक अतिसूक्ष्म समांतर चतुर्भुज का चयन करें।

इसका ऊपरी चेहरा संवाहक पिंड की सतह के समानांतर है और ढांकता हुआ में स्थित है। निचला किनारा संवाहक निकाय में स्थित है। समांतर चतुर्भुज की ऊंचाई नगण्य रूप से छोटी है। आइए इसमें गॉस प्रमेय लागू करें। रैखिक आयामों की छोटीता के कारण, यह माना जा सकता है कि समानांतर चतुर्भुज के अंदर पकड़े गए एक संवाहक पिंड की सतह डीएस पर सभी बिंदुओं पर चार्ज घनत्व समान है। विचाराधीन वॉल्यूम के अंदर कुल चार्ज बराबर है . आयतन के ऊपरी भाग से होकर वेक्टर प्रवाह: बाद वाले के छोटे होने और इस तथ्य के कारण कि वेक्टर ___ उनके साथ स्लाइड करता है, वॉल्यूम के साइड चेहरों के माध्यम से कोई वेक्टर प्रवाह नहीं होता है। आयतन के "नीचे" से भी कोई प्रवाह नहीं होता है, क्योंकि संवाहक निकाय के अंदर E = 0 और D = 0 (संचालन निकाय एक सीमित मान है)।

इस प्रकार, समांतर चतुर्भुज के आयतन से वेक्टर प्रवाह बराबर है या

1. दो ढांकता हुआ के बीच इंटरफेस पर स्थितियाँ।

विभिन्न ढांकता हुआ स्थिरांक वाले दो ढांकता हुआ के बीच इंटरफेस पर, दो शर्तें पूरी होती हैं:

1) क्षेत्र की ताकत के स्पर्शरेखीय घटक बराबर हैं

2) विद्युत प्रेरण के सामान्य घटक बराबर होते हैं

सूचकांक 1 पहले ढांकता हुआ को संदर्भित करता है, सूचकांक 2 दूसरे ढांकता हुआ को संदर्भित करता है।

पहली शर्त इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि संभावित क्षेत्र में किसी भी बंद समोच्च के साथ; दूसरी स्थिति गॉस के प्रमेय का परिणाम है।

आइए हम पहली शर्त की वैधता सिद्ध करें। इस प्रयोजन के लिए, हम एक सपाट बंद समोच्च एमएनपीक्यू का चयन करते हैं और इसके साथ विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर का एक परिसंचरण बनाते हैं।

सर्किट का ऊपरी भाग ढांकता हुआ स्थिरांक के साथ ढांकता हुआ में स्थित होता है, निचला भाग ढांकता हुआ में स्थित होता है। आइए हम भुजा mn की लंबाई को भुजा pq की लंबाई के बराबर निरूपित करें। आइए समोच्च लें ताकि आयाम np और qm हों . इसलिए, अभिन्न के घटक उनके छोटेपन के कारण हम ऊर्ध्वाधर किनारों की उपेक्षा करेंगे। अवयव रास्ते में एमएन बराबर है , पथ पर pq के बराबर है . चिह्न (-) इसलिए प्रकट हुआ क्योंकि पथ pq पर लंबाई तत्व और वेक्टर के स्पर्शरेखा घटक विपरीत दिशाओं में निर्देशित हैं (स्थिति के अनुसार दक्षिणावर्त परिसंचरण) ( ). इस प्रकार या

, जिसे सिद्ध करने की आवश्यकता थी।

संभाव्यता की स्थिति .

दूसरी स्थिति को सिद्ध करने के लिए, हम दो मीडिया के बीच इंटरफेस पर बहुत छोटे समानांतर चतुर्भुज का चयन करते हैं।

इसलिए, आवंटित मात्रा के अंदर बाध्य शुल्क होते हैं और कोई निःशुल्क शुल्क नहीं होता है (गॉस के प्रमेय से अभिन्न रूप में)। वेक्टर प्रवाह:

क्षेत्र के साथ ऊपरी सतह के माध्यम से: ;

निचले किनारे से होकर: ;

इसलिए या

, जिसे सिद्ध करने की आवश्यकता थी।

एक ढांकता हुआ को दूसरे से अलग करने वाली सीमा से गुजरते समय, उदाहरण के लिए, बिंदु n से p की ओर बढ़ते समय, वोल्टेज का सामान्य घटक एक सीमित मान होता है, और पथ की लंबाई . इसीलिए . इसलिए, जब दो ढांकता हुआ के बीच इंटरफेस से गुजरते हैं, तो क्षमता में उछाल नहीं आता है।

1. दर्पण छवि विधि.

नियमित आकार की किसी भी संवाहक सतह द्वारा सीमित इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों की गणना करने के लिए या जिसमें दो ढांकता हुआ के बीच ज्यामितीय रूप से नियमित सीमा होती है, दर्पण छवि विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह एक कृत्रिम गणना पद्धति है जिसमें दिए गए आवेशों के अलावा, अतिरिक्त आवेश लगाए जाते हैं, जिनके परिमाण और स्थान को चुना जाता है ताकि क्षेत्र में सीमा शर्तों को पूरा किया जा सके। भौगोलिक दृष्टि से, आवेश वहां रखे जाते हैं जहां दिए गए आवेशों की दर्पण छवियां (ज्यामितीय अर्थ में) स्थित होती हैं। आइए दर्पण छवि विधि का एक उदाहरण देखें।

पूरी तरह चार्ज एक्सल,संवाहक विमान के पास स्थित है।

आवेशित अक्ष (प्रति इकाई लंबाई आवेश) प्रवाहकीय माध्यम (धातु की दीवार या जमीन) की सतह के समानांतर ढांकता हुआ में स्थित होता है।

ऊपरी आधे तल (ढांकता हुआ) में क्षेत्र की प्रकृति का निर्धारण करना आवश्यक है।

विद्युत प्रेरण के परिणामस्वरूप, किसी संवाहक पिंड की सतह पर आवेश दिखाई देते हैं। उनका घनत्व इस तथ्य के बावजूद कि एक संवाहक माध्यम की सतह पर चार्ज घनत्व वितरण अज्ञात है, दर्पण छवि विधि का उपयोग करके इस समस्या को हल करना अपेक्षाकृत आसान है।

आइए बिंदु m पर दिए गए आवेश के संबंध में विपरीत चिह्न (-) का एक काल्पनिक आवेश रखें। बिंदु m से इंटरफ़ेस तल तक की दूरी h, वास्तविक चार्ज से इंटरफ़ेस तल तक की दूरी के समान है। इस अर्थ में, एक दर्पण छवि का एहसास होता है। आइए सुनिश्चित करें कि दो आवेशों से क्षेत्र की ताकत और - इंटरफ़ेस पर किसी भी बिंदु पर केवल सीमा के लिए सामान्य एक घटक है और इसमें कोई स्पर्शरेखा घटक नहीं है, क्योंकि दोनों आवेशों से स्पर्शरेखा घटकों की दिशाएं विपरीत हैं और शून्य तक जुड़ती हैं सतह पर किसी भी बिंदु पर. प्रत्येक अक्ष की क्षमता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

जहाँ c एकीकरण का स्थिरांक है

आर– अक्ष से दूरी

प्रत्येक अक्ष की क्षमता एक बेलनाकार समन्वय प्रणाली में लाप्लास समीकरण को संतुष्ट करती है

(3.6)

जाँच करने के लिए, हम अभिव्यक्ति के दाहिने पक्ष को (3.6) में प्रतिस्थापित करते हैं और परिवर्तनों के बाद हमें प्राप्त होता है:

, अर्थात।

चूँकि प्रत्येक अक्ष से विभव लाप्लास समीकरण को संतुष्ट करता है और साथ ही सीमा की स्थिति भी संतुष्ट होती है ( ), फिर विशिष्टता प्रमेय के आधार पर, परिणामी समाधान सत्य है।

मैदान का चित्र चित्र में दिखाया गया है।

बल की रेखाएँ तार की सतह और चालक तल की सतह के लंबवत होती हैं। किसी संवाहक तल की सतह पर चिन्ह (-) का अर्थ है विद्युत प्रेरण के परिणामस्वरूप सतह पर दिखाई देने वाले नकारात्मक आवेश।

1. मैदान की सही तस्वीर पर बुनियादी प्रावधान.

सशर्त प्रकार के क्षेत्रों को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। समतल-समानांतर, समतल-मध्याह्न रेखा और एकसमान। एक समतल-समानांतर क्षेत्र में बल समविभव रेखाओं का एक सेट होता है जो कार्टेशियन समन्वय प्रणाली के किसी भी अक्ष के लंबवत सभी विमानों में दोहराया जाता है। एक उदाहरण दो तारों का क्षेत्र है। क्षेत्र की क्षमता z के साथ निर्देशित समन्वय पर निर्भर नहीं करती है तारों में से एक की धुरी।

एक समतल मध्याह्न क्षेत्र का एक पैटर्न होता है जो सभी मध्याह्न तलों में दोहराया जाता है, अर्थात, क्षेत्र पैटर्न बेलनाकार या गोलाकार समन्वय प्रणाली के निर्देशांक ___ पर निर्भर नहीं करता है।

एक समान क्षेत्र की तीव्रता क्षेत्र के सभी बिंदुओं पर समान होती है, अर्थात इसका मान बिंदु के निर्देशांक पर निर्भर नहीं करता है। संधारित्र की प्लेटों के बीच एक समान क्षेत्र बनता है।

1. समतल-समानांतर क्षेत्र पैटर्न का ग्राफिक प्रतिनिधित्व।

फ़ील्ड की विश्लेषणात्मक गणना में अक्सर कठिनाइयों का सामना करना पड़ता है, उदाहरण के लिए, जब सतह का आकार जटिल होता है। इस मामले में, फ़ील्ड का चित्र ग्राफ़िक रूप से बनाया गया है। इस प्रयोजन के लिए, वे पहले यह पता लगाते हैं कि अध्ययन किए जा रहे क्षेत्र में समरूपता है या नहीं। यदि यह उपलब्ध है, तो फ़ील्ड चित्र केवल समरूपता क्षेत्रों में से एक के लिए बनाया गया है।

आइए हम दो परस्पर लंबवत अपेक्षाकृत संवाहक पतली प्लेटों द्वारा निर्मित क्षेत्र पैटर्न पर विचार करें। चूँकि इस क्षेत्र में समरूपता है, हम ऊपरी आधे तल के लिए एक चित्र बनाते हैं। निचले आधे तल में चित्र दोहराया जाता है। निर्माण करते समय, उन्हें निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्देशित किया जाता है:

1) विद्युत लाइनों को इलेक्ट्रोड की सतह पर लंबवत रूप से पहुंचना चाहिए;

2) क्षेत्र और समविभव रेखाएं परस्पर लंबवत होनी चाहिए और समान क्षेत्र कोशिकाएं (वक्ररेखीय आयत) बनाती हैं, जिसके लिए औसत सेल लंबाई और इस सेल की औसत चौड़ाई का अनुपात लगभग समान होना चाहिए, यानी।

यदि पावर ट्यूब में कोशिकाओं की संख्या को n द्वारा दर्शाया जाता है, और ट्यूबों की संख्या को m द्वारा दर्शाया जाता है (हमारे उदाहरण में, n=4, और m=2 x 6), तो, उपरोक्त नियमों के अधीन, के बीच संभावित अंतर आसन्न समविभव समान और समान होंगे , जहां यू इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज है। अभी के लिए, प्रत्येक पावर ट्यूब में वेक्टर पड़ोसी ट्यूब के समान ही होगा।

प्रत्येक पावर ट्यूब में वेक्टर फ्लक्स पड़ोसी ट्यूब के समान ही होगा।

कूलम्ब का नियम विद्युत आवेशों के बीच परस्पर क्रिया की ताकत को निर्धारित करता है, लेकिन यह नहीं बताता कि यह अंतःक्रिया एक पिंड से दूसरे पिंड तक दूरी पर कैसे प्रसारित होती है।

प्रयोगों से पता चलता है कि यह अंतःक्रिया तब भी देखी जाती है जब विद्युतीकृत पिंड निर्वात में होते हैं। इसका मतलब यह है कि विद्युत संपर्क के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है। एम. फैराडे और जे. मैक्सवेल द्वारा विकसित सिद्धांत के अनुसार, जिस स्थान पर विद्युत आवेश स्थित है, वहां एक विद्युत क्षेत्र होता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र- एक विशेष प्रकार का पदार्थ, इसका स्रोत ऐसे आवेश हैं जो विचाराधीन संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम (आईएफआर) के सापेक्ष स्थिर हैं, जिसके माध्यम से उनकी बातचीत होती है।

इस प्रकार, स्थिरवैद्युत क्षेत्र भौतिक है। यह अंतरिक्ष में निरंतर है. आधुनिक अवधारणाओं के आधार पर, एक स्थिर आवेशित कण एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का स्रोत है, और एक क्षेत्र की उपस्थिति आवेशित कण के अस्तित्व का संकेत है। विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया निम्नलिखित तक पहुँचती है: आवेश क्षेत्र क्यू 1 आरोप पर कार्य करता है क्यू 2, और चार्ज फ़ील्ड क्यूआरोप पर 2 कार्रवाई क्यू 1 . ये अंतःक्रियाएँ तुरंत प्रसारित नहीं होती हैं, बल्कि प्रकाश की गति के बराबर एक सीमित गति से प्रसारित होती हैं साथ= 300000 किमी/सेकेंड. विचाराधीन आईएसओ के सापेक्ष स्थिर विद्युत आवेशों द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र को इलेक्ट्रोस्टैटिक कहा जाता है।

हम इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र को सीधे अपनी इंद्रियों से नहीं देख सकते हैं। हम इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के अस्तित्व का अंदाजा उसकी क्रियाओं से लगा सकते हैं। किसी आवेश का स्थिरवैद्युत क्षेत्र किसी अन्य आवेश पर कुछ बल के साथ कार्य करता है जो किसी दिए गए आवेश के क्षेत्र में होता है।

वह बल जिसके साथ स्थिरवैद्युत क्षेत्र उसमें प्रविष्ट विद्युत आवेश पर कार्य करता है, कहलाता है विद्युत बल.

किसी चार्ज पर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का प्रभाव इस क्षेत्र में चार्ज के स्थान पर निर्भर करता है।

यदि अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं पर कई आवेशित पिंड स्थित हैं, तो इस स्थान के किसी भी बिंदु पर सभी आवेशों की संयुक्त क्रिया स्वयं प्रकट होगी, अर्थात। इन सभी आवेशित पिंडों द्वारा निर्मित इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र।

साहित्य

अक्सेनोविच एल.ए. माध्यमिक विद्यालय में भौतिकी: सिद्धांत। कार्य. टेस्ट: पाठ्यपुस्तक। सामान्य शिक्षा प्रदान करने वाले संस्थानों के लिए भत्ता। पर्यावरण, शिक्षा / एल. ए. अक्सेनोविच, एन. एन. राकिना, के. एस. फ़ारिनो; ईडी। के.एस. फ़ारिनो. - एमएन.: अदुकात्सिया आई व्याखावन्ने, 2004. - पीपी. 214-215।

विद्युत क्षेत्र एक सदिश क्षेत्र है जो विद्युत आवेश वाले कणों के चारों ओर कार्य करता है। यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का हिस्सा है। यह वास्तविक दृश्यता की कमी की विशेषता है। यह अदृश्य है, और इसे केवल बल के परिणामस्वरूप देखा जा सकता है, जिस पर विपरीत ध्रुवों वाले अन्य आवेशित पिंड प्रतिक्रिया करते हैं।

विद्युत क्षेत्र कैसे काम करता है और काम करता है

संक्षेप में, एक क्षेत्र पदार्थ की एक विशेष अवस्था है। इसकी क्रिया विद्युत आवेश वाले पिंडों या कणों के त्वरण में प्रकट होती है। इसकी विशिष्ट विशेषताओं में शामिल हैं:

• विद्युत चार्ज होने पर ही कार्रवाई।
• कोई सीमा नहीं।
• प्रभाव की एक निश्चित परिमाण की उपस्थिति.
• किसी कार्य के परिणाम से ही निर्धारण की संभावना।

यह क्षेत्र उन आवेशों से अटूट रूप से जुड़ा हुआ है जो एक निश्चित कण या पिंड में हैं। यह दो स्थितियों में बन सकता है. पहले में विद्युत आवेशों के आसपास इसकी उपस्थिति शामिल होती है, और दूसरे में जब विद्युत चुम्बकीय तरंगें चलती हैं, जब विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बदलता है।

विद्युत क्षेत्र विद्युत आवेशित कणों पर कार्य करते हैं जो पर्यवेक्षक के सापेक्ष स्थिर होते हैं। परिणामस्वरूप, उन्हें शक्ति प्राप्त होती है। क्षेत्र के प्रभाव का एक उदाहरण रोजमर्रा की जिंदगी में देखा जा सकता है। ऐसा करने के लिए, यह विद्युत आवेश बनाने के लिए पर्याप्त है। भौतिकी की पाठ्यपुस्तकें इसके लिए सबसे सरल उदाहरण पेश करती हैं, जब एक ढांकता हुआ को ऊनी उत्पाद के खिलाफ रगड़ा जाता है। प्लास्टिक बॉलपॉइंट पेन लेकर और उसे अपने बालों पर रगड़कर फ़ील्ड प्राप्त करना काफी संभव है। इसकी सतह पर एक आवेश बनता है, जिससे विद्युत क्षेत्र का आभास होता है। नतीजतन, हैंडल छोटे कणों को आकर्षित करता है। अगर आप इसे बारीक फाड़े हुए कागज के टुकड़ों पर रखकर पेश करेंगे तो वे इसकी ओर आकर्षित हो जाएंगे। प्लास्टिक की कंघी का उपयोग करने पर भी यही परिणाम प्राप्त किया जा सकता है।

विद्युत क्षेत्र की अभिव्यक्ति का एक सामान्य रोजमर्रा का उदाहरण सिंथेटिक सामग्री से बने कपड़ों को हटाते समय प्रकाश की छोटी-छोटी चमक का बनना है। शरीर पर होने के परिणामस्वरूप, ढांकता हुआ फाइबर अपने चारों ओर आवेश जमा कर लेते हैं। जब कपड़ों की ऐसी वस्तु को हटा दिया जाता है, तो विद्युत क्षेत्र विभिन्न बलों के संपर्क में आ जाता है, जिससे प्रकाश की चमक पैदा होती है। यह विशेष रूप से सर्दियों के कपड़ों, विशेष रूप से स्वेटर और स्कार्फ के लिए सच है।

फ़ील्ड गुण

विद्युत क्षेत्र को चिह्नित करने के लिए, 3 संकेतकों का उपयोग किया जाता है:

• संभावना।
• तनाव।
• वोल्टेज।

संभावना

यह संपत्ति प्रमुख में से एक है. विभव आवेशों को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा को इंगित करता है। जैसे ही वे शिफ्ट होते हैं, ऊर्जा बर्बाद हो जाती है, धीरे-धीरे शून्य के करीब पहुंचती है। इस सिद्धांत का एक स्पष्ट सादृश्य एक साधारण स्टील स्प्रिंग हो सकता है। शांत स्थिति में, इसकी कोई क्षमता नहीं होती, लेकिन केवल तब तक जब तक यह संकुचित न हो जाए। ऐसे प्रभाव से इसे प्रतिकारात्मक ऊर्जा प्राप्त होती है, इसलिए प्रभाव समाप्त होने के बाद इसमें निश्चित रूप से तेजी आएगी। जब स्प्रिंग को छोड़ा जाता है, तो यह तुरंत सीधा हो जाता है। यदि कोई वस्तु उसके रास्ते में आती है, तो वह उन्हें हिलाना शुरू कर देगी। सीधे विद्युत क्षेत्र में लौटते हुए, क्षमता की तुलना वापस सीधा करने के लिए किए गए प्रयासों से की जा सकती है।

विद्युत क्षेत्र में स्थितिज ऊर्जा होती है, जो इसे एक निश्चित प्रभाव डालने में सक्षम बनाती है। लेकिन चार्ज को अंतरिक्ष में ले जाने से यह अपने संसाधन को ख़त्म कर देता है। उसी स्थिति में, यदि क्षेत्र के भीतर किसी आवेश की गति किसी बाहरी बल के प्रभाव में की जाती है, तो क्षेत्र न केवल अपनी क्षमता खो देता है, बल्कि उसकी पूर्ति भी करता है।

साथ ही, इस मान को बेहतर ढंग से समझने के लिए एक और उदाहरण दिया जा सकता है। आइए मान लें कि एक नगण्य धनात्मक आवेश विद्युत क्षेत्र की क्रिया से बहुत दूर स्थित है। इससे यह पूरी तरह से तटस्थ हो जाता है और आपसी संपर्क ख़त्म हो जाता है। यदि, किसी बाहरी बल के प्रभाव के परिणामस्वरूप, आवेश विद्युत क्षेत्र की ओर बढ़ता है, तो, अपनी सीमा तक पहुँचने पर, यह एक नए प्रक्षेपवक्र में खींचा जाएगा। प्रभाव के एक निश्चित बिंदु पर आवेश के सापेक्ष प्रभाव पर व्यय की गई क्षेत्र ऊर्जा को इस बिंदु पर क्षमता कहा जाएगा।

विद्युत क्षमता की अभिव्यक्ति वोल्ट माप की इकाई के माध्यम से की जाती है।

तनाव

इस सूचक का उपयोग क्षेत्र को मापने के लिए किया जाता है। इस मान की गणना क्रिया के बल को प्रभावित करने वाले धनात्मक आवेश के अनुपात के रूप में की जाती है। सरल शब्दों में, तनाव एक निश्चित स्थान और समय में विद्युत क्षेत्र की ताकत को व्यक्त करता है। तनाव जितना अधिक होगा, आसपास की वस्तुओं या जीवित प्राणियों पर क्षेत्र का प्रभाव उतना ही अधिक स्पष्ट होगा।

वोल्टेज

यह पैरामीटर पोटेंशियल से बनता है. इसका उपयोग किसी क्षेत्र द्वारा उत्पादित क्रिया के मात्रात्मक संबंध को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है। अर्थात्, क्षमता स्वयं संचित ऊर्जा की मात्रा को दर्शाती है, और वोल्टेज आवेशों की गति सुनिश्चित करने के लिए नुकसान को दर्शाता है।

विद्युत क्षेत्र में, धनात्मक आवेश उच्च क्षमता वाले बिंदुओं से उन स्थानों की ओर बढ़ते हैं जहां यह कम है। जहां तक ​​नकारात्मक आवेशों की बात है, वे विपरीत दिशा में चलते हैं। परिणामस्वरूप, क्षेत्र की स्थितिज ऊर्जा का उपयोग करके कार्य किया जाता है। वास्तव में, बिंदुओं के बीच वोल्टेज गुणात्मक रूप से विपरीत चार्ज की एक इकाई को स्थानांतरित करने के लिए क्षेत्र द्वारा किए गए कार्य को व्यक्त करता है। इस प्रकार, वोल्टेज और संभावित अंतर शब्द एक ही हैं।

क्षेत्र की दृश्य अभिव्यक्ति

विद्युत क्षेत्र की एक पारंपरिक दृश्य अभिव्यक्ति होती है। इसके लिए ग्राफ़िक लाइनों का उपयोग किया जाता है। वे बल की रेखाओं से मेल खाते हैं जो उनके चारों ओर आवेश विकीर्ण करती हैं। बलों की कार्रवाई की दिशा के अलावा उनकी दिशा भी महत्वपूर्ण है। रेखाओं को वर्गीकृत करने के लिए, दिशा निर्धारित करने के आधार के रूप में धनात्मक आवेश का उपयोग करने की प्रथा है। इस प्रकार, क्षेत्र की गति का तीर सकारात्मक कणों से नकारात्मक कणों की ओर जाता है।

विद्युत क्षेत्रों को दर्शाने वाले चित्रों में रेखाओं पर तीर के आकार की दिशा होती है। योजनाबद्ध रूप से, उनकी हमेशा एक पारंपरिक शुरुआत और अंत होता है। इस तरह वे खुद को चालू नहीं करते हैं। बल की रेखाएं उस बिंदु से शुरू होती हैं जहां सकारात्मक चार्ज स्थित होता है और नकारात्मक कणों के स्थान पर समाप्त होता है।

एक विद्युत क्षेत्र में विभिन्न प्रकार की रेखाएँ हो सकती हैं जो न केवल आवेश की ध्रुवीयता पर निर्भर करती हैं जो उनके गठन में योगदान करती हैं, बल्कि बाहरी कारकों की उपस्थिति पर भी निर्भर करती हैं। इसलिए, जब विपरीत क्षेत्र मिलते हैं, तो वे एक-दूसरे पर आकर्षक ढंग से कार्य करना शुरू कर देते हैं। विकृत रेखाएँ मुड़ी हुई चाप का आकार ले लेती हैं। उसी स्थिति में, जब 2 समान क्षेत्र मिलते हैं, तो वे विपरीत दिशाओं में विकर्षित हो जाते हैं।

आवेदन की गुंजाइश

विद्युत क्षेत्र में कई गुण हैं जिनका उपयोगी अनुप्रयोग पाया गया है। इस घटना का उपयोग कई अत्यंत महत्वपूर्ण क्षेत्रों में काम के लिए विभिन्न उपकरण बनाने के लिए किया जाता है।

औषधि में प्रयोग करें

मानव शरीर के कुछ क्षेत्रों पर विद्युत क्षेत्र का प्रभाव उसके वास्तविक तापमान को बढ़ाने की अनुमति देता है। इस संपत्ति ने चिकित्सा में अपना आवेदन पाया है। विशिष्ट उपकरण क्षतिग्रस्त या रोगग्रस्त ऊतकों के आवश्यक क्षेत्रों पर प्रभाव डालते हैं। नतीजतन, उनके रक्त परिसंचरण में सुधार होता है और उपचार प्रभाव पड़ता है। क्षेत्र उच्च आवृत्ति के साथ कार्य करता है, इसलिए तापमान पर एक बिंदु प्रभाव परिणाम उत्पन्न करता है और रोगी के लिए काफी ध्यान देने योग्य होता है।

रसायन शास्त्र में आवेदन

विज्ञान के इस क्षेत्र में विभिन्न शुद्ध या मिश्रित सामग्रियों का उपयोग शामिल है। इस संबंध में, इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रों के साथ काम इस उद्योग को नजरअंदाज नहीं कर सका। मिश्रण के घटक विद्युत क्षेत्र के साथ विभिन्न तरीकों से परस्पर क्रिया करते हैं। रसायन विज्ञान में, इस गुण का उपयोग तरल पदार्थों को अलग करने के लिए किया जाता है। इस पद्धति का प्रयोगशाला में उपयोग पाया गया है, लेकिन यह उद्योग में भी पाया जाता है, हालांकि कम बार। उदाहरण के लिए, किसी क्षेत्र के संपर्क में आने पर, तेल में प्रदूषणकारी घटक अलग हो जाते हैं।

जल निस्पंदन के दौरान उपचार के लिए एक विद्युत क्षेत्र का उपयोग किया जाता है। यह प्रदूषकों के अलग-अलग समूहों को अलग करने में सक्षम है। प्रतिस्थापन कारतूस का उपयोग करने की तुलना में यह प्रसंस्करण विधि बहुत सस्ती है।

विद्युत अभियन्त्रण

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में विद्युत क्षेत्र के उपयोग का बहुत दिलचस्प अनुप्रयोग है। इस प्रकार, स्रोत से उपभोक्ता तक एक विधि विकसित की गई। हाल तक, सभी विकास सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक प्रकृति के थे। स्मार्टफोन के यूएसबी कनेक्टर में प्लग करने वाली तकनीक का पहले से ही प्रभावी कार्यान्वयन हो चुका है। यह विधि अभी तक लंबी दूरी तक ऊर्जा के हस्तांतरण की अनुमति नहीं देती है, लेकिन इसमें सुधार किया जा रहा है। यह बहुत संभव है कि निकट भविष्य में बिजली आपूर्ति के साथ चार्जिंग केबल की आवश्यकता पूरी तरह से गायब हो जाएगी।

विद्युत स्थापना और मरम्मत कार्य करते समय, एलईडी लाइटों का उपयोग किया जाता है, जो एक सर्किट के आधार पर संचालित होती हैं। कई कार्यों के अलावा, यह विद्युत क्षेत्र पर प्रतिक्रिया कर सकता है। इसके लिए धन्यवाद, जब जांच चरण तार के पास पहुंचती है, तो संकेतक वास्तव में प्रवाहकीय कोर को छुए बिना चमकना शुरू कर देता है। यह इन्सुलेशन के माध्यम से भी कंडक्टर से निकलने वाले क्षेत्र पर प्रतिक्रिया करता है। एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति आपको दीवार में करंट ले जाने वाले तारों को खोजने के साथ-साथ उनके टूटने के बिंदु निर्धारित करने की अनुमति देती है।

आप एक धातु स्क्रीन का उपयोग करके विद्युत क्षेत्र के प्रभाव से खुद को बचा सकते हैं, जिसके अंदर यह नहीं होगा। इस संपत्ति का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स में व्यापक रूप से विद्युत सर्किट के पारस्परिक प्रभाव को खत्म करने के लिए किया जाता है जो एक दूसरे के काफी करीब स्थित होते हैं।

संभावित भविष्य के अनुप्रयोग

विद्युत क्षेत्र के लिए और भी विदेशी संभावनाएँ हैं, जो आज तक विज्ञान के पास नहीं हैं। ये हैं प्रकाश की गति से भी तेज़ संचार, भौतिक वस्तुओं का टेलीपोर्टेशन, खुले स्थानों (वर्महोल) के बीच एक पल में गति। हालाँकि, ऐसी योजनाओं को लागू करने के लिए दो संभावित परिणामों वाले प्रयोगों की तुलना में कहीं अधिक जटिल अनुसंधान और प्रयोगों की आवश्यकता होगी।

हालाँकि, विज्ञान लगातार विकसित हो रहा है, जिससे विद्युत क्षेत्रों के उपयोग के लिए नई संभावनाएँ खुल रही हैं। भविष्य में इसके उपयोग का दायरा काफी बढ़ सकता है। यह संभव है कि इसका उपयोग हमारे जीवन के सभी महत्वपूर्ण क्षेत्रों में हो।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र

स्थिर विद्युत आवेशों का विद्युत क्षेत्र।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र, स्थिर विद्युत आवेशों का एक विद्युत क्षेत्र जो समय के साथ नहीं बदलता है, जो उनके बीच परस्पर क्रिया करता है।
एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की विशेषता विद्युत क्षेत्र की ताकत होती है (सेमी।विद्युत क्षेत्र की ताकत)ई, जो इसकी बल विशेषता है: इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत से पता चलता है कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र एक इकाई सकारात्मक विद्युत आवेश पर किस बल से कार्य करता है (सेमी।बिजली का आवेश), क्षेत्र में एक निश्चित बिंदु पर रखा गया। तनाव वेक्टर की दिशा धनात्मक आवेश पर लगने वाले बल की दिशा से मेल खाती है, और ऋणात्मक आवेश पर लगने वाले बल की दिशा के विपरीत है।
एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र स्थिर (स्थिर) होता है यदि इसकी ताकत समय के साथ नहीं बदलती है। स्थिर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र स्थिर विद्युत आवेशों द्वारा निर्मित होते हैं।
एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र सजातीय है यदि इसकी तीव्रता वेक्टर क्षेत्र के सभी बिंदुओं पर समान है; यदि विभिन्न बिंदुओं पर तीव्रता वेक्टर अलग है, तो क्षेत्र अमानवीय है। समान इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र, उदाहरण के लिए, एक समान रूप से चार्ज किए गए परिमित विमान और एक फ्लैट संधारित्र के इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र हैं (सेमी।कंडेनसर (इलेक्ट्रिक))इसके आवरण के किनारों से दूर.
इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के मूलभूत गुणों में से एक यह है कि चार्ज को क्षेत्र में एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ले जाने पर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र बलों का कार्य आंदोलन के प्रक्षेपवक्र पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि केवल शुरुआत की स्थिति से निर्धारित होता है और अंतिम बिंदु और आवेश का परिमाण। नतीजतन, किसी भी बंद प्रक्षेपवक्र के साथ चार्ज को स्थानांतरित करते समय इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र बलों द्वारा किया गया कार्य शून्य के बराबर होता है। जिन बल क्षेत्रों में यह गुण होता है उन्हें संभावित या रूढ़िवादी कहा जाता है। अर्थात्, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र एक संभावित क्षेत्र है, जिसकी ऊर्जा विशेषता इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता है (सेमी।इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता), संबंध द्वारा तनाव वेक्टर ई से जुड़ा हुआ:
ई = -ग्रेडजे.
इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र को ग्राफ़िक रूप से दर्शाने के लिए बल की रेखाओं का उपयोग किया जाता है। (सेमी।बिजली की लाइनों)(तनाव रेखाएँ) - काल्पनिक रेखाएँ, जिनकी स्पर्श रेखाएँ क्षेत्र के प्रत्येक बिंदु पर तनाव वेक्टर की दिशा से मेल खाती हैं।
इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों के लिए, सुपरपोज़िशन का सिद्धांत देखा जाता है (सेमी।सुपरपोजिशन सिद्धांत). प्रत्येक विद्युत आवेश अन्य विद्युत आवेशों की उपस्थिति की परवाह किए बिना अंतरिक्ष में एक विद्युत क्षेत्र बनाता है। आवेशों की एक प्रणाली द्वारा निर्मित परिणामी क्षेत्र की ताकत प्रत्येक आवेश द्वारा अलग-अलग दिए गए बिंदु पर बनाई गई क्षेत्र की ताकत के ज्यामितीय योग के बराबर होती है।
इसके आस-पास के स्थान में कोई भी चार्ज एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र बनाता है। किसी भी बिंदु पर किसी क्षेत्र का पता लगाने के लिए, अवलोकन बिंदु पर एक बिंदु परीक्षण चार्ज रखना आवश्यक है - एक ऐसा चार्ज जो अध्ययन के तहत क्षेत्र को विकृत नहीं करता है (क्षेत्र बनाने वाले आरोपों के पुनर्वितरण का कारण नहीं बनता है)।
एकान्त बिंदु आवेश q द्वारा निर्मित क्षेत्र गोलाकार रूप से सममित है। कूलम्ब के नियम का उपयोग करके निर्वात में एक अकेले बिंदु आवेश की तीव्रता का मापांक (सेमी।कुलोना कानून)इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
ई = क्यू/4पीई या आर 2।
जहाँ e o विद्युत स्थिरांक है, = 8.85. 10 -12 एफ/एम.
कूलम्ब का नियम, उनके द्वारा बनाए गए मरोड़ संतुलनों का उपयोग करके स्थापित किया गया (कूलम्ब संतुलन देखें)। (सेमी।पेंडेंट तराजू)), इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का वर्णन करने वाले बुनियादी कानूनों में से एक है। वह आवेशों के परस्पर क्रिया के बल और उनके बीच की दूरी के बीच एक संबंध स्थापित करता है: निर्वात में दो बिंदु-जैसे स्थिर आवेशित पिंडों के बीच परस्पर क्रिया का बल आवेश मॉड्यूल के उत्पाद के सीधे आनुपातिक और के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। उनके बीच की दूरी.
इस बल को कूलम्ब बल कहा जाता है, और क्षेत्र को कूलम्ब बल कहा जाता है। कूलम्ब क्षेत्र में, वेक्टर की दिशा आवेश Q के चिह्न पर निर्भर करती है: यदि Q > 0, तो वेक्टर को आवेश से रेडियल रूप से दूर निर्देशित किया जाता है, यदि Q ( सेमी।माध्यम की ढांकता हुआ निरंतरता) निर्वात की तुलना में कम है।
प्रयोगात्मक रूप से स्थापित कूलम्ब नियम और सुपरपोजिशन सिद्धांत निर्वात में आवेशों की किसी प्रणाली के इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का पूरी तरह से वर्णन करना संभव बनाते हैं। हालाँकि, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के गुणों को एक बिंदु आवेश के कूलम्ब क्षेत्र के विचार का सहारा लिए बिना, दूसरे, अधिक सामान्य रूप में व्यक्त किया जा सकता है। विद्युत क्षेत्र को विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर के फ्लक्स मान द्वारा चित्रित किया जा सकता है, जिसकी गणना गॉस के प्रमेय के अनुसार की जा सकती है (सेमी।गॉस प्रमेय). गॉस का प्रमेय एक बंद सतह के माध्यम से विद्युत क्षेत्र की ताकत के प्रवाह और उस सतह के भीतर आवेश के बीच एक संबंध स्थापित करता है। तीव्रता का प्रवाह किसी विशेष क्षेत्र की सतह पर क्षेत्र वितरण पर निर्भर करता है और इस सतह के अंदर विद्युत आवेश के समानुपाती होता है।
यदि एक इंसुलेटेड कंडक्टर को विद्युत क्षेत्र में रखा जाता है, तो कंडक्टर में मुक्त आवेश q पर एक बल कार्य करेगा। परिणामस्वरूप, कंडक्टर में मुक्त आवेशों का अल्पकालिक संचलन होता है। यह प्रक्रिया तब समाप्त होगी जब कंडक्टर की सतह पर उत्पन्न होने वाले आवेशों का स्वयं का विद्युत क्षेत्र बाहरी क्षेत्र के लिए पूरी तरह से क्षतिपूर्ति करता है, अर्थात, आवेशों का एक संतुलन वितरण स्थापित किया जाता है, जिसमें कंडक्टर के अंदर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र शून्य हो जाता है: सभी बिंदुओं पर कंडक्टर के अंदर E = 0 है, तो एक फ़ील्ड गायब है। कंडक्टर के बाहर इसकी सतह के निकट इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र रेखाएं सतह के लंबवत होती हैं। यदि ऐसा नहीं होता, तो एक क्षेत्र शक्ति घटक होता, और धारा कंडक्टर की सतह और सतह के साथ प्रवाहित होती। आवेश केवल चालक की सतह पर स्थित होते हैं, जबकि चालक की सतह पर सभी बिंदुओं का संभावित मान समान होता है। चालक की सतह एक समविभव सतह है (सेमी।समविभव सतह). यदि चालक में गुहा हो तो उसमें विद्युत क्षेत्र भी शून्य होता है; यह विद्युत उपकरणों की इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा का आधार है।
यदि किसी ढांकता हुआ को इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में रखा जाता है, तो उसमें एक ध्रुवीकरण प्रक्रिया होती है - द्विध्रुवीय अभिविन्यास की प्रक्रिया (सेमी।द्विध्रुवीय)या विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में क्षेत्र-उन्मुख द्विध्रुवों की उपस्थिति। एक सजातीय ढांकता हुआ में, ध्रुवीकरण के कारण इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र (डाइलेक्ट्रिक्स का ध्रुवीकरण देखें) कम हो जाता है? एक बार।

विश्वकोश शब्दकोश. 2009 .

देखें अन्य शब्दकोशों में "इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड" क्या है:

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र- स्थिर आवेशित पिंडों में विद्युत धाराओं की अनुपस्थिति में उनका विद्युत क्षेत्र। [गोस्ट आर 52002 2003] इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र स्थिर विद्युत आवेशों का विद्युत क्षेत्र। विचाराधीन क्षेत्र के सिद्धांतों का उपयोग ... बनाने के लिए किया जाता है तकनीकी अनुवादक मार्गदर्शिका

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र- पदार्थों, सामग्रियों, उत्पादों की सतह और मात्रा पर एक मुक्त विद्युत आवेश के उद्भव, संरक्षण और विश्राम से जुड़ी घटनाओं का एक सेट। स्रोत … मानक और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण की शर्तों की शब्दकोश-संदर्भ पुस्तक

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र विद्युत आवेशों द्वारा निर्मित एक क्षेत्र है जो अंतरिक्ष में स्थिर होता है और समय में अपरिवर्तित होता है (विद्युत धाराओं की अनुपस्थिति में)। विद्युत क्षेत्र विद्युत से जुड़ा एक विशेष प्रकार का पदार्थ है... ...विकिपीडिया

बिजली स्थिर विद्युत का क्षेत्र आरोप जो उनके बीच परस्पर क्रिया उत्पन्न करते हैं। साथ ही बारी-बारी से इलेक्ट्रिक क्षेत्र, विद्युत ऊर्जा की विशेषता विद्युत तीव्रता है। फ़ील्ड K, क्षेत्र से आवेश पर लगने वाले बल और आवेश के परिमाण का अनुपात है। शक्ति... भौतिक विश्वकोश

स्थिर विद्युत आवेशों का विद्युत क्षेत्र... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र- पदार्थों, सामग्रियों, उत्पादों की सतह और मात्रा पर एक मुक्त विद्युत आवेश के उद्भव, संरक्षण और विश्राम से जुड़ी घटनाओं का एक सेट... स्रोत: MSanPiN 001 96. भौतिक कारकों के अनुमेय स्तरों के लिए स्वच्छता मानक... आधिकारिक शब्दावली

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स्थिर विद्युत आवेशों का विद्युत क्षेत्र जो उनके बीच परस्पर क्रिया करता है। एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र की तरह, एक विद्युत क्षेत्र को विद्युत क्षेत्र की ताकत ई द्वारा चित्रित किया जाता है: आवेश पर कार्य करने वाले बल का अनुपात... ... महान सोवियत विश्वकोश

पुस्तकें

• भौतिकी में नए विचार. वॉल्यूम. 3. सापेक्षता का सिद्धांत. 1912, बोर्गमैन आई.आई. पवित्र का तरंग सिद्धांत पवित्र की घटना को पवित्र शरीर के आसपास के स्थान में तरंगों के रूप में फैलने वाले कंपन के कारण मानता है; चूँकि बहुत जल्द* यह स्पष्ट हो गया... श्रेणी: गणित और विज्ञानशृंखला: प्रकाशक: योयो मीडिया,