स्थिरवैधुत विभव (Electric Potential)

• परिभाषा:
  • विद्युत संभावनाएँ किसी बिंदु पर एक सकारात्मक यूनिट आवेश को अनंत से उस बिंदु पर लाने के लिए किए गए कार्य की मात्रा होती हैं।
• सूत्र:
  • V = W / q​
    • जहां V विद्युत संभावनाएँ हैं, W किया गया कार्य है, और q आवेश है।
• बिंदु आवेश के लिए विद्युत संभावनाएँ:
  • सूत्र:

• विद्युत संभावनाओं का अंतर:

• समान संभावनाओं की सतह:
  • परिभाषा: ऐसी सतह जहाँ विद्युत संभावनाएँ समान होती हैं।
  • गुणधर्म: विद्युत क्षेत्र समान संभावनाओं की सतह के प्रति लंबवत होता है।

धारिता (Capacitance)

• परिभाषा:
  • क्षमता एक प्रणाली की वह विशेषता है जो एक यूनिट संभावनाओं के लिए एक निश्चित चार्ज संचित कर सकती है।
• सूत्र:
  • C = Q / V​
    • जहां C क्षमता है, Q संग्रहित चार्ज है और $V$ संभावनाएँ हैं।
• सामान्य विशिष्टता:
  • धारिता का एकक: फ़ैराड (F)
  • उदाहरण: एक पारंपरिक संधारित्र की धारिता C = 1F होती है यदि उस पर 1 कूलम्ब चार्ज लगाने पर संभावनाएँ 1 वोल्ट होती हैं।

धारिता के प्रकार

• संधारित्र (Capacitor):
  • परिभाषा: दो परस्पर अलग-अलग कंडक्टरों का युग्म, जो एक बोधगम्य विभव अंतर के साथ चार्ज जमा करते हैं।
• संधारित्र की धारिता:
  
• पैरलेल प्लेट संधारित्र:
  • सूत्र: C = ϵ0A/d​
  • गुणधर्म: संधारित्र की धारिता प्लेटों के बीच की दूरी के व्यस्त अनुपाती और प्लेटों के क्षेत्रफल के सीधे अनुपाती होती है।

धारिता के तत्व और उनके गुणधर्म

• धारिता का मान:

• धारिता की ऊर्जा:
  • सूत्र: U = 1/2 CV²
    • जहां U संधारित्र में संग्रहित ऊर्जा है, C क्षमता है और V संभावनाएँ हैं।
  • संधारित्र की चार्जिंग ऊर्जा:
    • सूत्र: U = 1/2 QV
      • जहां Q चार्ज है और V संभावनाएँ हैं।

विद्युत क्षेत्र और संभावनाएँ

• संबंध: विद्युत क्षेत्र E और विद्युत संभावनाएँ V के बीच संबंध है E = −dV / dr​
• गॉस का नियम और धारिता:
  • सिद्धांत: गॉस का नियम यह बताता है कि एक बंद सतह के माध्यम से कुल विद्युत प्रवाह उस सतह के भीतर समाहित कुल आवेश के 1 / ϵ0 गुणांक के बराबर होता है।
  • सूत्र: ΦE = Qenc / ϵ0​​

उपयोग और अनुप्रयोग

• धारिता के उपयोग:
  • संधारित्रों का उपयोग: इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, ऊर्जा संग्रहीकरण में, और सर्किट डिज़ाइन में।
• पारंपरिक संधारित्र के उदाहरण:
  • सुरक्षा सर्किट: ट्रांसफार्मर, स्विचिंग सर्किट, और फील्टर सर्किट में उपयोग होते हैं।
• संधारित्र के अनुप्रयोग:
  • उदाहरण: कैपेसिटिव टच स्क्रीन, पावर सप्लाई और सर्किट के लिए डीसी ब्लॉकिंग।