विद्युत विभव क्या है?
विद्युत विभव (Electric Potential), जिसे वोल्ट (V) में मापा जाता है, किसी स्रोत आवेश द्वारा अंतरिक्ष के किसी बिंदु पर उत्पन्न प्रति इकाई आवेश की विद्युत स्थितिज ऊर्जा होती है। किसी एकल बिंदु आवेश \(Q\) के लिए \(r\) दूरी पर विभव कूलॉम के विभव-सूत्र से मिलता है: $$V = k\,\frac{\text{Charge }Q}{\text{Distance }r}$$ यह कैलकुलेटर किसी भी संगत SI इनपुट के साथ काम करता है और हर जगह लागू होता है — यह शुद्ध भौतिकी है, किसी देश या नियम-विशेष तक सीमित नहीं।
कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
स्रोत आवेश \(Q\) को कूलॉम (C) में डालें — आप वैज्ञानिक मान भी इस्तेमाल कर सकते हैं, जैसे 1 माइक्रोकूलॉम के लिए 0.000001 — और आवेश से उस बिंदु तक की दूरी \(r\) मीटर (m) में डालें। कैलकुलेटर विद्युत विभव वोल्ट में बता देगा। धनात्मक आवेश धनात्मक विभव देता है और ऋणात्मक आवेश ऋणात्मक विभव देता है।
सूत्र को समझें
$$V = k\,\frac{\text{Charge }Q}{\text{Distance }r}$$ जहाँ \(k\) कूलॉम स्थिरांक है, जो लगभग \(8.9875 \times 10^{9}\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2\) होता है (अक्सर इसे \(9 \times 10^{9}\) तक पूर्णांकित कर दिया जाता है)। \(Q\) कूलॉम में स्रोत आवेश है और \(r\) मीटर में त्रिज्या-दूरी है। विभव दूरी के व्युत्क्रमानुपाती घटता है — दूरी दोगुनी करने पर विभव आधा रह जाता है। ध्यान दें कि विद्युत क्षेत्र (electric field) \(1/r^2\) के अनुसार घटता है, जबकि विभव \(1/r\) के अनुसार घटता है।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए अंतरिक्ष में \(Q = 2 \times 10^{-6}\ \text{C}\) (2 µC) का आवेश रखा है और हमें इससे \(0.05\ \text{m}\) की दूरी पर विभव निकालना है। तब $$V = \frac{8.9875 \times 10^{9} \times 2 \times 10^{-6}}{0.05} = \frac{17975}{0.05} \approx 359{,}502\ \text{वोल्ट}$$ यानी उस बिंदु पर विभव लगभग 360 kV होगा।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
क्या चिह्न (sign) मायने रखता है? हाँ। ऋणात्मक आवेश ऋणात्मक विभव देता है, क्योंकि विभव एक अदिश (scalar) राशि है जो स्रोत आवेश का चिह्न अपने साथ रखती है।
अगर r = 0 हो तो क्या होगा? \(r = 0\) पर सूत्र अपरिमित (infinite) हो जाता है, इसलिए दूरी शून्य से बड़ी होनी ही चाहिए। शून्य से भाग से बचने के लिए कैलकुलेटर ऐसी स्थिति में 0 लौटाता है।
k का कौन-सा मान इस्तेमाल होता है? CODATA पर आधारित सटीक मान \(8.9875517873681764 \times 10^{9}\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2\)।
