अध्याय 2: स्थिरवैद्युत विभव तथा धारिता
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कक्षा 12 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 2, "स्थिरवैद्युत विभव तथा धारिता", स्थिरवैद्युत विभव और धारिता की व्याख्या करता है — यह बताता है कि वैद्युत विभव, अनंत से किसी बिंदु तक एकांक धनात्मक आवेश लाने में किया गया कार्य है, और संधारित्र C = Q/V के संबंध से ऊर्जा किस प्रकार संचित करते हैं।
- संचित विद्युतीय कार्य के रूप में विभव — अध्याय वैद्युत अन्योन्यक्रियाओं को ऊर्जा के रूप में पुनः परिभाषित करता है: विभव वह कार्य है जो एकांक आवेश को अनंत से किसी बिंदु तक लाने में करना पड़ता है — यह एक अदिश राशि है जो अनेक स्थितियों में सदिश क्षेत्र की तुलना में सरल उपकरण सिद्ध होती है।
- समविभव पृष्ठ और चालक — नियत विभव वाले पृष्ठ क्षेत्र के लंबवत होते हैं, और चालकों को विशेष समविभव पिंड के रूप में अध्ययन किया जाता है — भीतर क्षेत्र-रहित, बाहरी पृष्ठ पर आवेश — जो स्थिरवैद्युत परिरक्षण की व्याख्या करते हैं।
- आवेश संग्राहक के रूप में संधारित्र — संधारित्र की आवेश धारण करने की क्षमता केवल उसकी ज्यामिति पर निर्भर करती है, और परावैद्युत डालने से यह क्षमता बढ़ जाती है। यह सिद्धांत उन युक्तियों की आधारशिला है जो बाद के उपयोग के लिए विद्युतीय ऊर्जा संचित करती हैं।
- वैद्युत क्षेत्र में ऊर्जा — धारिता के आधार पर अध्याय दर्शाता है कि ऊर्जा को क्षेत्र में ही निवासित माना जा सकता है, जिसे संधारित्र में संचित ऊर्जा और क्षेत्र की ऊर्जा घनत्व के माध्यम से मापा जाता है।
मुख्य बिंदु और सूत्र
- 01किसी बिंदु पर स्थिरवैद्युत विभव वह कार्य है जो किसी बाहरी बल द्वारा एकांक धनात्मक आवेश को अनंत से उस बिंदु तक बिना त्वरण के लाने में किया जाता है, जहाँ अनंत पर विभव शून्य मान लिया जाता है।
- 02r दूरी पर बिंदु-आवेश Q के कारण विभव V = Q/(4πε₀r) होता है; द्विध्रुव के लिए यह 1/r² के अनुसार घटता है और द्विध्रुव आघूर्ण के साथ कोण पर निर्भर करता है।
- 03समविभव पृष्ठ सदैव वैद्युत क्षेत्र के लंबवत होते हैं; किसी आवेश को समविभव पृष्ठ पर ले जाने में कोई कार्य नहीं होता।
- 04चालक के भीतर वैद्युत क्षेत्र शून्य होता है, विभव पूरे में नियत रहता है, और कोई भी अतिरिक्त आवेश केवल बाहरी पृष्ठ पर स्थित रहता है (गुहाओं पर स्थिरवैद्युत परिरक्षण लागू होता है)।
- 05धारिता C = Q/V केवल ज्यामिति पर निर्भर करती है; समांतर पट्टिका संधारित्र के लिए C = ε₀A/d, और K परावैद्युतांक वाला परावैद्युत डालने पर C = Kε₀A/d हो जाती है।
- 06संधारित्र में संचित ऊर्जा U = Q²/(2C) = (1/2)CV² = (1/2)QV होती है, और वैद्युत क्षेत्र का ऊर्जा घनत्व u = (1/2)ε₀E² होता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
01स्थिरवैद्युत विभव क्या है और एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 2 में इसे कैसे परिभाषित किया गया है?
स्थिरवैद्युत विभव किसी बिंदु पर उस कार्य के रूप में परिभाषित है जो कोई बाहरी बल (स्थिरवैद्युत बल के बराबर और विपरीत) एकांक धनात्मक आवेश को अनंत से उस बिंदु तक बिना किसी त्वरण के लाने में करता है। इसे V = W/q के रूप में व्यक्त किया जाता है, और इसका SI मात्रक वोल्ट (V) है। भौतिक रूप से केवल विभवांतर का महत्त्व होता है।
02समांतर पट्टिका संधारित्र की धारिता का सूत्र क्या है?
A क्षेत्रफल की पट्टिकाओं वाले और d दूरी से अलग पट्टिकाओं वाले समांतर पट्टिका संधारित्र की निर्वात में धारिता C = ε₀A/d होती है। जब K परावैद्युतांक का परावैद्युत पट्टिकाओं के बीच भर दिया जाए, तो धारिता C = Kε₀A/d हो जाती है। धारिता का SI मात्रक फैराड है (1 F = 1 C V⁻¹)।
03संधारित्र में ऊर्जा कैसे संचित होती है और वैद्युत क्षेत्र का ऊर्जा घनत्व क्या है?
C धारिता वाले संधारित्र में Q आवेश और V विभवांतर पर संचित ऊर्जा U = Q²/(2C) = (1/2)CV² = (1/2)QV होती है। इस ऊर्जा को पट्टिकाओं के बीच के वैद्युत क्षेत्र में संचित माना जा सकता है; किसी भी वैद्युत क्षेत्र का ऊर्जा घनत्व (प्रति एकांक आयतन ऊर्जा) u = (1/2)ε₀E² होता है।
04क्या एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 2 की पीडीएफ निःशुल्क डाउनलोड होती है?
हाँ, एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी भाग I अध्याय 2 की पीडीएफ ncerthindi.com पर बिल्कुल निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है।
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