دو پوائنٹس کے درمیان ممکنہ اور ممکنہ فرق کیا ہے؟

الیکٹرک پوٹینشل کا تصور الیکٹرو سٹیٹکس اور برقی حرکیات کے نظریہ کی اہم بنیادوں میں سے ایک ہے۔ طبیعیات کی ان شاخوں کے مزید مطالعہ کے لیے اس کے جوہر کو سمجھنا ایک ضروری شرط ہے۔

برقی صلاحیت کیا ہے؟

ایک یونٹ چارج q کو ایک مقررہ چارج Q کے ذریعہ بنائے گئے فیلڈ میں رکھا جائے، جس سے متاثر ہوتا ہے۔ کولمب فورس F=k*Qq/r

یہاں اور نیچے k=((1/4)*π*ε* ε)، جہاں ε_{0 —} برقی مستقل (8.85*10^-12 F/m)، جبکہ ε ہے۔ درمیانے ڈائی الیکٹرک مستقل.

تعاون کیا۔ چارج اس قوت کی کارروائی کے تحت، یہ حرکت کر سکتی ہے، اور قوت ایک خاص مقدار میں کام کرے گی۔ اس کا مطلب ہے کہ دو چارجز کے نظام میں ایک ممکنہ توانائی ہے جو دونوں چارجز کی شدت اور ان کے درمیان فاصلے پر منحصر ہے، اور اس ممکنہ توانائی کی شدت چارج q کی شدت پر منحصر نہیں ہے۔ یہاں برقی صلاحیت کی تعریف پیش کی گئی ہے - یہ فیلڈ کی ممکنہ توانائی کے چارج کی شدت کے تناسب کے برابر ہے:

φ=W/q،

جہاں W چارجز کے نظام کے ذریعے تخلیق کردہ فیلڈ کی ممکنہ توانائی ہے، اور پوٹینشل فیلڈ کی توانائی کی خصوصیت ہے۔ بجلی کے میدان میں چارج q کو کچھ فاصلے تک منتقل کرنے کے لیے، کولمب قوتوں پر قابو پانے کے لیے ایک خاص مقدار میں کام کرنا ضروری ہے۔ ایک نقطہ کی صلاحیت اس کام کے برابر ہے جو ایک یونٹ چارج کو اس نقطہ سے لامحدود تک منتقل کرنے کے لیے خرچ کیا جانا چاہیے۔ ایسا کرنے میں، یہ یاد رکھنا چاہئے کہ:

• یہ کام چارج کی ممکنہ توانائی میں کمی کے برابر ہوگا (A=W₂-ڈبلیو₁);
• کام چارج کی رفتار پر منحصر نہیں ہے۔

SI نظام میں، پوٹینشل کی اکائی ایک وولٹ ہے (روسی ادب میں اسے حرف V سے ظاہر کیا جاتا ہے، غیر ملکی ادب میں - V)۔ 1 V \u003d 1J / 1 C، یعنی ہم 1 وولٹ کے پوائنٹ کے پوٹینشل کے بارے میں بات کر سکتے ہیں، اگر 1 C کے چارج کو لامحدودیت پر منتقل کرنے میں 1 Joule لگتا ہے۔ یہ نام اطالوی ماہر طبیعیات الیسینڈرو وولٹا کے اعزاز میں منتخب کیا گیا تھا، جس نے الیکٹریکل انجینئرنگ کی ترقی میں اہم کردار ادا کیا۔

پوٹینشل کیا ہے اس کا تصور کرنے کے لیے، اس کا موازنہ دو اجسام کے درجہ حرارت یا خلا کے مختلف مقامات پر ماپا جانے والے درجہ حرارت سے کیا جا سکتا ہے۔ درجہ حرارت اشیاء کی حرارت کا ایک پیمانہ ہے، اور پوٹینشل برقی چارج کا ایک پیمانہ ہے۔ کہا جاتا ہے کہ ایک جسم دوسرے سے زیادہ گرم ہوتا ہے، یہ بھی کہا جا سکتا ہے کہ ایک جسم زیادہ اور دوسرے سے کم چارج ہوتا ہے۔ ان اداروں میں مختلف صلاحیتیں ہیں۔

پوٹینشل کی قدر کوآرڈینیٹ سسٹم کے انتخاب پر منحصر ہے، اس لیے کچھ لیول درکار ہے، جسے صفر کے طور پر لیا جانا چاہیے۔ درجہ حرارت کی پیمائش کرتے وقت، مثال کے طور پر، پگھلنے والی برف کے درجہ حرارت کو بیس لائن کے طور پر لیا جا سکتا ہے۔پوٹینشل کے لیے، لامحدود دور کے نقطہ کی پوٹینشل کو عام طور پر صفر کی سطح کے طور پر لیا جاتا ہے، لیکن کچھ مسائل کو حل کرنے کے لیے، مثال کے طور پر، زمینی صلاحیت یا کپیسیٹر پلیٹوں میں سے کسی ایک کی پوٹینشل کو صفر سمجھا جا سکتا ہے۔

ممکنہ خصوصیات

پوٹینشل کی اہم خصوصیات میں سے درج ذیل کو نوٹ کیا جانا چاہیے۔

• اگر فیلڈ کو کئی چارجز سے بنایا گیا ہے، تو کسی خاص نقطہ پر پوٹینشل ہر چارجز کے ذریعے پیدا ہونے والے پوٹینشلز کے مجموعے (چارج کی علامت کو مدنظر رکھتے ہوئے) کے برابر ہوگا۔₁+φ₂+φ₃+φ₄+φ₅+…+φ_n;
• اگر چارجز سے فاصلے ایسے ہیں کہ چارجز کو ہی پوائنٹ چارجز سمجھا جا سکتا ہے، تو کل پوٹینشل کا حساب فارمولہ φ=k*(q₁/r₁+q₂/r₂+q₃/r₃+…+q_n/r_n)، جہاں r متعلقہ چارج سے فاصلہ ہے پھر سمجھا پوائنٹ کا۔

اگر فیلڈ ایک برقی ڈوپول (مخالف نشان کے دو متصل چارجز) سے بنتی ہے، تو ڈوپول سے r فاصلے پر واقع کسی بھی نقطہ پر پوٹینشل φ=k*p*cosά/r کے برابر ہوگا۔²، کہاں:

• p ڈوپول کا برقی بازو ہے، جو q*l کے برابر ہے، جہاں l چارجز کے درمیان فاصلہ ہے۔
• r ڈوپول کا فاصلہ ہے۔
• ά ڈوپول بازو اور رداس ویکٹر r کے درمیان زاویہ ہے۔

اگر نقطہ ڈوپول کے محور پر ہے، تو cosά=1 اور φ=k*p/r².

ممکنہ فرق

اگر دو پوائنٹس میں ایک خاص صلاحیت ہے، اور اگر وہ برابر نہیں ہیں، تو وہ کہتے ہیں کہ دونوں پوائنٹس کے درمیان ممکنہ فرق ہے۔ ممکنہ فرق پوائنٹس کے درمیان ہوتا ہے:

• جس کی صلاحیت کا تعین مختلف علامات کے الزامات سے ہوتا ہے۔
• کسی بھی نشان کے چارج سے پوٹینشل کے ساتھ ایک پوائنٹ اور صفر پوٹینشل والا نقطہ؛
• پوائنٹس جو ایک ہی نشان کی صلاحیت رکھتے ہیں، لیکن مطلق قدر میں مختلف ہیں۔

یعنی ممکنہ فرق کوآرڈینیٹ سسٹم کے انتخاب پر منحصر نہیں ہے۔صفر کے نشان (مثال کے طور پر، سطح سمندر) کے مقابلہ میں مختلف بلندیوں پر واقع پانی کے تالابوں کے ساتھ ایک مشابہت بنائی جا سکتی ہے۔

ہر تالاب کے پانی میں ایک خاص توانائی ہوتی ہے، لیکن اگر آپ کسی بھی دو تالاب کو ایک ٹیوب سے جوڑتے ہیں، تو ان میں سے ہر ایک میں پانی کا بہاؤ ہوگا، جس کے بہاؤ کی شرح کا تعین نہ صرف ٹیوب کے سائز سے ہوتا ہے۔ ، بلکہ زمین کے کشش ثقل کے میدان میں ممکنہ توانائیوں کے فرق سے بھی (یعنی اونچائی کا فرق)۔ اس معاملے میں ممکنہ توانائیوں کی مطلق قدر سے کوئی فرق نہیں پڑتا۔

اسی طرح، اگر آپ مختلف پوٹینشل کے ساتھ دو پوائنٹس کو کنڈکٹر کے ساتھ جوڑتے ہیں، تو یہ بہہ جائے گا۔ بجلی، نہ صرف موصل کی مزاحمت سے، بلکہ ممکنہ فرق سے بھی (لیکن ان کی مطلق قدر سے نہیں) کا تعین کیا جاتا ہے۔ پانی کے ساتھ مشابہت کو جاری رکھتے ہوئے، ہم کہہ سکتے ہیں کہ بالائی تالاب میں پانی جلد ہی ختم ہو جائے گا، اور اگر کوئی ایسی طاقت نہ ہو جو پانی کو واپس اوپر لے جائے (مثال کے طور پر، ایک پمپ)، تو بہاؤ بہت تیزی سے رک جائے گا۔

تو یہ ایک الیکٹرک سرکٹ میں ہے - ایک خاص سطح پر ممکنہ فرق کو برقرار رکھنے کے لیے، ایک قوت کی ضرورت ہوتی ہے جو چارجز (زیادہ واضح طور پر، چارج کیریئرز) کو ایک ایسے مقام پر منتقل کرتی ہے جس کی اعلیٰ صلاحیت ہو۔ اس قوت کو الیکٹرو موٹیو فورس کہا جاتا ہے اور اسے مختصراً EMF کہا جاتا ہے۔ EMF مختلف نوعیت کا ہو سکتا ہے - الیکٹرو کیمیکل، برقی مقناطیسی وغیرہ۔

عملی طور پر، یہ بنیادی طور پر چارج کیریئرز کی رفتار کے ابتدائی اور آخری پوائنٹس کے درمیان ممکنہ فرق ہے جو اہم ہے۔ اس معاملے میں، اس فرق کو وولٹیج کہا جاتا ہے، اور SI میں اسے وولٹ میں بھی ماپا جاتا ہے۔ہم 1 وولٹ کے وولٹیج کے بارے میں بات کر سکتے ہیں اگر فیلڈ 1 کولمب کے چارج کو ایک نقطہ سے دوسرے مقام پر منتقل کرتے وقت 1 جول کا کام کرتی ہے، یعنی 1V \u003d 1J/1C، اور J/C بھی ایک یونٹ ہو سکتا ہے۔ ممکنہ فرق.

مساوی سطحیں

اگر کئی پوائنٹس کی پوٹینشل ایک جیسی ہے، اور یہ پوائنٹس ایک سطح بناتے ہیں، تو ایسی سطح کو ایکوپوٹینشل کہا جاتا ہے۔ اس طرح کی خاصیت میں، مثال کے طور پر، ایک برقی چارج کے گرد ایک دائرہ گھیر لیا جاتا ہے، کیونکہ برقی میدان تمام سمتوں میں مساوی طور پر فاصلے کے ساتھ کم ہوتا ہے۔

اس سطح کے تمام پوائنٹس میں یکساں ممکنہ توانائی ہوتی ہے، اس لیے ایسے کرہ پر چارج کو منتقل کرتے وقت، کوئی کام خرچ نہیں کیا جائے گا۔ متعدد چارجز کے نظاموں کی مساوی سطحیں زیادہ پیچیدہ شکل رکھتی ہیں، لیکن ان کی ایک دلچسپ خاصیت ہے - وہ کبھی بھی آپس میں نہیں بٹتی ہیں۔ برقی میدان کی قوت کی لکیریں ہمیشہ ان سطحوں پر کھڑی ہوتی ہیں جن کے ہر ایک پوائنٹ پر یکساں صلاحیت ہوتی ہے۔ اگر مساوی سطح کو ہوائی جہاز کے ذریعے کاٹا جائے تو مساوی صلاحیتوں کی ایک لکیر حاصل کی جائے گی۔ اس میں ایک مساوی سطح جیسی خصوصیات ہیں۔ عملی طور پر، مثال کے طور پر، ایک الیکٹرو اسٹاٹک فیلڈ میں رکھے گئے موصل کی سطح پر پوائنٹس ایک مساوی صلاحیت رکھتے ہیں۔

ممکنہ اور ممکنہ فرق کے تصور سے نمٹنے کے بعد، آپ برقی مظاہر کے مزید مطالعہ کے لیے آگے بڑھ سکتے ہیں۔ لیکن پہلے نہیں، کیونکہ بنیادی اصولوں اور تصورات کو سمجھے بغیر علم کو گہرا کرنا ممکن نہیں ہوگا۔

ملتے جلتے مضامین: