विधुत आवेश क्या है?

विद्युत आवेश किसी भी पदार्थ का भौतिक गुण है जिसके कारण वह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में रखे जाने पर बल का अनुभव करता है। आवेश को कूलम्ब में मापा जाता है जिसे C से सूचित किया जाता है। विधुत आवेश दो प्रकार के होते है :

धन आवेश
ऋण आवेश

जब कोई विधुत आवेश दुसरे विधुत आवेश के संपर्क या उसके क्षेत्र में आता है तब अपने ऊपर विधुत बल का अनुभव करता है। दोनों आवेश द्वारा अनुभव किये गए बल की प्रकृति उनके आवेश प्रकृति पर निर्भर करेगा। यदि दोनो आवेश सामान प्रकृति(धन धन या ऋण ऋण आवेश ) के है तब वे एक दुसरे को प्रतिकर्षित करेंगे। इसके विपरीत यदि दोनों आवेश विपरीत प्रकृति(धन- ऋण या ऋण धन आवेश ) के है तब एक दुसरे को आकर्षित करेंगे। दो या दो से अधिक आवेश के बीच अनुभव किये जाने वाले विधुतीय बल के परिमाण ज्ञात करने के लिए 1785 फ्रेंच भौतिक शास्त्री चार्ल्स ऑस्टिन कूलम्ब ने एक नियम बनाया जिसे कूलम्ब का नियम कहते है। इस नियम के मदद से आवेश के बीच लगने वाली विधुत बल के परिमाण को आसानी से ज्ञात किया जा सकता है।

कूलम्ब का नियम क्या है?

कूलम्ब के अनुसार

दो आवेश के बीच लगने वाले विधुत बल का परिमाण दोनों आवेशों के गुणनफल के समानुपाती होता है। यदि बल का परिमाण F तथा दो आवेश Q_1,Q₂ हो तब इसे निम्न तरीके से व्यक्त कर सकते है :

$F \propto Q_{1}Q_{2}---(1)$

दोनों आवेश के बीच बल का परिमाण उनके बीच के दुरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यदि आवेश के बीच की दुरी r हो तो इसे निम्न तरीके से व्यक्त किया जा सकता है :

$F \propto \frac{1}{r^{2}}---(2)$

चूँकि दो समीकरण आवेश पर आरोपित एक ही बल है अतः इन दोनों को आपस में मिलाने पर

$F \propto \frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}}$

$F = k\frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}}$

जहा k एक नियतांक है। जिसे परावैद्युतांक कहते है। यह जिस माध्यम में आवेश स्थित होते है उस पर निर्भर करता है। अतः इसे निम्न तरीके से व्यक्त कर सकते है :

$k= \frac{1}{4\pi\epsilon _{0}}$

परावैद्युतांक K का आंकिक मान 9 x 10⁹ Nm²/C²होता है। अब यदि कूलम्ब के नियम से ज्ञात बल को व्यक्त करे तो यह कुछ इस प्रकार से होगा।

$F = \frac{1}{4\pi\epsilon _{0}}\frac{Q_{1}Q_{2}}{r^ {2}}$

प्रश्न : 5 माइक्रो तथा 10 माइक्रो कूलम्ब के दो धन आवेश एक दूसरे से 2 मीटर की दुरी पर स्थित है। उनके बीच लगने वाले विधुत बल का परिमाण ज्ञात करे।

माना की
Q₁ = 5माइक्रो कूलम्ब = 5 x 10^-6C
Q₂ = 10माइक्रो कूलम्ब = 10 x 10^-6C
आवेश की बीच की दुरी = r = 2m
माना की दोनों आवेश की बीच अनुभव बल का परिमाण F है तब कूलम्ब के नियम से

$F =\frac{1}{4\pi\epsilon _{0}}\frac{Q_{1}Q_{2}}{r^{2}}$