ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶ

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶ#

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ವಸ್ತುವಿನ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಗುಣವಾಗಿದ್ದು, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಸಂಪರ್ಕ, ಘರ್ಷಣೆ ಅಥವಾ ಪ್ರೇರಣೆಯ ಮೂಲಕ ಇನ್ನೊಂದು ವಸ್ತುವಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶ ಎಂದರೇನು?#

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ವಸ್ತುವಿನ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಗುಣವಾಗಿದ್ದು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿ ಅಥವಾ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಹೊತ್ತುಕೊಂಡಿರುವ ಉಪಪರಮಾಣು ಕಣಗಳಾಗಿದ್ದರೆ, ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು, ಮೂರನೇ ವಿಧದ ಉಪಪರಮಾಣು ಕಣಗಳು, ಯಾವುದೇ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ.

ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ಅದರಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯಿಂದ ನಿರ್ಧಾರವಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಸಮಾನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಅದನ್ನು ತಟಸ್ಥ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಅದನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಅದನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಘರ್ಷಣೆ, ಸಂಪರ್ಕ ಮತ್ತು ಪ್ರೇರಣೆ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಮಾರ್ಗಗಳಿಂದ ಸೃಷ್ಟಿಸಬಹುದು. ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಉಜ್ಜಿದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು, ಇದರಿಂದ ವಿರುದ್ಧ ಆವೇಶಗಳು ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಎರಡು ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ತಂದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವೆ ಹರಿಯಬಹುದು, ಇದರಿಂದ ಆವೇಶಗಳು ತಟಸ್ಥಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಒಂದು ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುವನ್ನು ತಟಸ್ಥ ವಸ್ತುವಿನ ಹತ್ತಿರ ತಂದಾಗ, ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ತಟಸ್ಥ ವಸ್ತುವನ್ನು ಧ್ರುವೀಕರಣಗೊಳ್ಳುವಂತೆ ಪ್ರೇರೇಪಿಸಬಹುದು, ಅಂದರೆ ತಟಸ್ಥ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಅವುಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸ್ಥಾನಗಳಿಂದ ಸ್ಥಳಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳು ಪರಸ್ಪರ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲದ ಮೂಲಕ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಸುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು.

ವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ವಸ್ತುವಿನ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಗುಣವಾಗಿದ್ದು, ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು, ವಿದ್ಯುತ್ ಮೋಟಾರ್ಗಳನ್ನು ಶಕ್ತಿ ನೀಡಲು ಮತ್ತು ದೂರದವರೆಗೆ ಡೇಟಾವನ್ನು ಪ್ರಸಾರ ಮಾಡಲು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳು

• ಮಿಂಚು: ಮಿಂಚು ಒಂದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಿದ್ದು, ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದ ಸಂಗ್ರಹವಾದಾಗ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಅದು ಮಿಂಚಿನ ಸ್ಪೋಟದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
• ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್: ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಂದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದ ಸಂಗ್ರಹ. ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಘರ್ಷಣೆ, ಸಂಪರ್ಕ ಅಥವಾ ಪ್ರೇರಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನೀವು ಬಲೂನ್ ಅನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಕೂದಲಿನ ಮೇಲೆ ಉಜ್ಜಿದಾಗ, ಬಲೂನ್ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಮ್ಮ ಕೂದಲು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತವಾಗುತ್ತದೆ.
• ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು: ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗಳನ್ನು, ಒಂದು ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಗೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ನಿಂದ ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗೆ ಹರಿಯುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ.
• ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು: ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಎರಡು ಲೋಹದ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಒಂದು ಅವಾಹಕದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಒಂದು ಪ್ಲೇಟ್ನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಹರಿಯುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳ ನಡುವೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ.
• ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು: ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ವರ್ಧಿಸಬಲ್ಲ ಅಥವಾ ಬದಲಾಯಿಸಬಲ್ಲ ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇವು ವಾಹಕಗಳು ಮತ್ತು ಅವಾಹಕಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ನಡುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಹರಿವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದ ಅಳತೆ#

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ವಸ್ತುವಿನ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಗುಣವಾಗಿದ್ದು, ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಹೊಂದಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಕೂಲಂಬ್ (C) ನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಫ್ರೆಂಚ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಚಾರ್ಲ್ಸ್-ಅಗಸ್ಟಿನ್ ಡಿ ಕೂಲಂಬ್ ನಂತರ ಹೆಸರಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು ಒಂದು ವಸ್ತು ಅಥವಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಇರುವ ಆವೇಶದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸುವ ಕೆಲವು ವಿಧಾನಗಳು ಇಲ್ಲಿವೆ:

1. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪ್: ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಎಂಬುದು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸುವ ಸರಳ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಲೋಹದ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಅದರ ಒಂದು ತುದಿಗೆ ಹಗುರವಾದ ವಾಹಕ ವಸ್ತು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎಲೆ ಅಥವಾ ಚೆಂಡು, ಜೋಡಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಅನ್ನು ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುವಿನ ಹತ್ತಿರ ತಂದಾಗ, ಆವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಬಲದಿಂದ ವಾಹಕ ವಸ್ತು ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಚಲನೆಯ ದಿಕ್ಕು ಆವೇಶದ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

2. ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ವೋಲ್ಟ್ಮೀಟರ್: ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ವೋಲ್ಟ್ಮೀಟರ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಿಂದುಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. ಇದು ಎರಡು ಸ್ಥಿರ ಲೋಹದ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳ ನಡುವೆ ನೇತಾಡುವ ಚಲಿಸಬಲ್ಲ ಲೋಹದ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ಲೇಟ್ಗಳ ನಡುವೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಪಟ್ಟಿಯು ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಬಲವನ್ನು ಅನುಭವಿಸಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಪಟ್ಟಿಯ ವಿಚಲನೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

3. ಫ್ಯಾರಡೆ ಐಸ್ ಪೇಲ್ ಪ್ರಯೋಗ: ಫ್ಯಾರಡೆ ಐಸ್ ಪೇಲ್ ಪ್ರಯೋಗವು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲಿನ ಆವೇಶವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಒಂದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಲೋಹದ ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು (ಐಸ್ ಪೇಲ್) ಅವಾಹಕ ದಾರದಿಂದ ನೇತಾಡಿಸಿ ಅದನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುವನ್ನು ಪಾತ್ರೆಯ ಹತ್ತಿರ ತಂದಾಗ, ಆವೇಶವು ಪಾತ್ರೆಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ವಿಚಲನಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ವಿಚಲನೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲಿನ ಆವೇಶವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.

4. ಪ್ರವಾಹ ಅಳತೆ: ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ವಾಹಕದ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕವೂ ಅಳೆಯಬಹುದು. ಪ್ರವಾಹವು ಆವೇಶದ ಹರಿವಿನ ದರವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಆಂಪಿಯರ್ (A) ನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಮಯದ ಮೇಲೆ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ, ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ ಒಟ್ಟು ಆವೇಶವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಅಳತೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

5. ಚಾರ್ಜ್-ಕಪ್ಲ್ಡ್ ಡಿವೈಸಸ್ (CCDs): CCD ಗಳು ಡಿಜಿಟಲ್ ಕ್ಯಾಮರಾಗಳು ಮತ್ತು ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಅವು ಬೆಳಕನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತವೆ. CCD ಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿ ಪಿಕ್ಸೆಲ್ ಒಂದು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಅದು ಅದರ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಆವೇಶವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಗ್ರಹವಾದ ಆವೇಶವನ್ನು ನಂತರ ಓದಿ ಡಿಜಿಟಲ್ ಡೇಟಾವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಚಿತ್ರ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸುವ ಕೆಲವು ವಿಧಾನಗಳು ಇವು. ವಿಧಾನದ ಆಯ್ಕೆಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯ ಮತ್ತು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ನಿಖರತೆಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಮತ್ತು ಅಳೆಯುವುದು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ, ವಿದ್ಯುತ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು#

1. ಆವೇಶದ ಕ್ವಾಂಟೀಕರಣ: ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ಕ್ವಾಂಟೀಕರಣಗೊಂಡಿದೆ, ಅಂದರೆ ಅದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಬರುತ್ತದೆ. ಆವೇಶದ ಮೂಲಭೂತ ಘಟಕವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನ ಆವೇಶವಾಗಿದೆ, ಅದು ಸರಿಸುಮಾರು -1.602 x 10^-19 ಕೂಲಂಬ್ (C) ಆಗಿದೆ. ಇತರ ಎಲ್ಲಾ ಆವೇಶಗಳು ಈ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಆವೇಶದ ಗುಣಕಗಳಾಗಿವೆ.

2. ಆವೇಶದ ಸಂರಕ್ಷಣೆ: ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಅರ್ಥ ಆವೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ನಾಶಪಡಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅದನ್ನು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ವಿರುದ್ಧ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬಂದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಹರಿಯಬಹುದು, ಇದರಿಂದ ಎರಡೂ ವಸ್ತುಗಳ ಆವೇಶಗಳು ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ.

3. ಆವೇಶಗಳ ವಿಧಗಳು: ಎರಡು ವಿಧದ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶಗಳಿವೆ: ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ. ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶಗಳು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿವೆ. ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಸುತ್ತ ಪರಿಭ್ರಮಿಸುತ್ತವೆ. ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಅದರ ಒಟ್ಟು ಆವೇಶವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಮಾಣುವು ಸಮಾನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಅದು ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಅದು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಅದು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

4. ಆಕರ್ಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿಕರ್ಷಣೆ: ಸಮಾನ ಆವೇಶಗಳು ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ವಿರುದ್ಧ ಆವೇಶಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯತೆಯ ಹಿಂದಿನ ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವವಾಗಿದೆ. ಎರಡು ಆವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲವು ಆವೇಶಗಳ ಗುಣಲಬ್ಧಕ್ಕೆ ನೇರ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿದ್ದು ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರದ ವರ್ಗಕ್ಕೆ ವಿಲೋಮ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಕೂಲಂಬ್ ನಿಯಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

5. ವಾಹಕಗಳು ಮತ್ತು ಅವಾಹಕಗಳು: ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವನ್ನು ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಾಹಕಗಳು ಮತ್ತು ಅವಾಹಕಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು. ವಾಹಕಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುವ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿದ್ದರೆ, ಅವಾಹಕಗಳು ಹಾಗೆ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ. ಲೋಹಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ಕ್ಕೆ ಉತ್ತಮ ವಾಹಕಗಳಾಗಿದ್ದರೆ, ರಬ್ಬರ್ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಉತ್ತಮ ಅವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ.

6. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು: ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುವಿನ ಸುತ್ತಲಿನ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದ ಪ್ರದೇಶವಾಗಿದ್ದು, ಅಲ್ಲಿ ಇತರ ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುಗಳು ಬಲವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುವಿನ ಹತ್ತಿರ ಬಲವಾಗಿದ್ದು ದೂರಕ್ಕೆ ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ಧನಾತ್ಮಕ ಪರೀಕ್ಷಾ ಆವೇಶವು ಬಲವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುವ ದಿಕ್ಕಾಗಿರುತ್ತದೆ.

7. ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆ: ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಘಟಕ ಆವೇಶಕ್ಕೆ ಇರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣವಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ವೋಲ್ಟ್ (V) ನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದಿಂದ ದೂರದ ಬಿಂದುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದು, ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಹತ್ತಿರದ ಬಿಂದುಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದ ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯತೆಯ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಅದು ಪ್ರಕೃತಿಯ ಮೂಲಭೂತ ಬಲಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ವರ್ತನೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಆವೇಶಿತ ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

ಕೂಲಂಬ್ ನಿಯಮ#

ಕೂಲಂಬ್ ನಿಯಮವು, ಫ್ರೆಂಚ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಚಾರ್ಲ್ಸ್-ಅಗಸ್ಟಿನ್ ಡಿ ಕೂಲಂಬ್ ನಂತರ ಹೆಸರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದು, ಎರಡು ಆವೇಶಿತ ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಆಕರ್ಷಣೆ ಅಥವಾ ವಿಕರ್ಷಣೆ ಬಲವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯತೆಯ ಮೂಲಭೂತ ನಿಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದ್ದು, ವಿವಿಧ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೇಳಿಕೆ:

ಎರಡು ಬಿಂದು ಆವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಬಲದ ಪ್ರಮಾಣವು ಆವೇಶಗಳ ಪ್ರಮಾಣಗಳ ಗುಣಲಬ್ಧಕ್ಕೆ ನೇರ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿದ್ದು ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರದ ವರ್ಗಕ್ಕೆ ವಿಲೋಮ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಆವೇಶಗಳು ವಿರುದ್ಧ ಚಿಹ್ನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ ಬಲವು ಆಕರ್ಷಕವಾಗಿದ್ದರೆ, ಅವು ಒಂದೇ ಚಿಹ್ನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ ವಿಕರ್ಷಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಗಣಿತದ ರೂಪದಲ್ಲಿ, ಕೂಲಂಬ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಈ ರೀತಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:

$$ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} $$

ಇಲ್ಲಿ:

• $F$ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಬಲವನ್ನು ನ್ಯೂಟನ್ (N) ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
• $k$ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವಾಗಿದೆ, SI ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಸರಿಸುಮಾರು $8.988 × 10^9 N m^2/C^2$ ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
• $q_1$ ಮತ್ತು $q_2$ ಕೂಲಂಬ್ (C) ನಲ್ಲಿನ ಆವೇಶಗಳ ಪ್ರಮಾಣಗಳಾಗಿವೆ.
• r ಮೀಟರ್ (m) ನಲ್ಲಿನ ಆವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರವಾಗಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗಳು:

1. ಆಕರ್ಷಕ ಬಲ: ಎರಡು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತ ಕಣಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, $q_1 = +5$ μC ಮತ್ತು $q_2 = +3$ μC, ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರ r = 2 ಮೀಟರ್. ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಬಲವನ್ನು ಈ ರೀತಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ:

$$F = (8.988 × 10^9 N m^2/C^2) \times \frac{(5 × 10^{-6} C) \times (3 × 10^{-6} C)}{(2 m)^2}$$ $$\Rightarrow F ≈ 6.74 × 10^{-3} N$$

ಬಲವು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿದೆ, ಇದು ಎರಡು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಆಕರ್ಷಕ ಬಲವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

2. ವಿಕರ್ಷಕ ಬಲ: ಈಗ, ಎರಡು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತ ಕಣಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, q1 = -4 μC ಮತ್ತು q2 = -2 μC, ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರ r = 3 ಮೀಟರ್. ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಬಲವು:

$$F = (8.988 × 10^9 N m^2/C^2) \times \frac{(-4 × 10^{-6} C) \times (-2 × 10^{-6} C)}{(3 m)^2}$$ $$\Rightarrow F ≈ 2.22 × 10^{-3} N$$

ಬಲವು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿದೆ, ಇದು ಎರಡು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ವಿಕರ್ಷಕ ಬಲವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

3. ಪರೀಕ್ಷಾ ಆವೇಶದ ಮೇಲಿನ ಬಲ: ಕೂಲಂಬ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಆವೇಶಿತ ವಸ್ತುವಿನ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾದ ಪರೀಕ್ಷಾ ಆವೇಶವು ಅನುಭವಿಸುವ ಬಲವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಹ ಬಳಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಧನಾತ್ಮಕ ಪರೀಕ್ಷಾ ಆವೇಶ q0 ಅನ್ನು ಮೊದಲ ಉದಾಹರಣೆಯಿಂದ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತ ಕಣ q1 ನ ಹತ್ತಿರ ತಂದರೆ, ಅದು q0 ಮತ್ತು q1 ಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಆಕರ್ಷಕ ಬಲವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೂಲಂಬ್ ನಿಯಮವು ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ, ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಘಟಕಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಆಧಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಆಗಾಗ ಕೇಳಲಾಗುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು – FAQs#

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶ ಎಂದರೇನು?

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ವಸ್ತುವಿನ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಗುಣವಾಗಿದ್ದು, ವಸ್ತುವು ಹೊಂದಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಕೂಲಂ