इलेक्ट्रोफोरस: Difference between revisions

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इलेक्ट्रोफोरस में  [[ढांकता हुआ|अपरिचालक]] प्लेट मूल रूप से मोम जैसी राल सामग्री का 'केक' होता है, लेकिन आधुनिक संस्करणों में प्लास्टिक का उपयोग किया जाता है और धातु की प्लेट  इन्सुलेटिंग हैंडल के साथ होती है।<ref>{{Cite EB1911|wstitle= Electrophorus |volume= 09 |last= Fleming |first= John Ambrose |author-link= John Ambrose Fleming | page = 237; see lines seven and eight |quote= His electrophorus in one form consisted of a disk of non-conducting material, such as pitch or resin, placed between two metal sheets, one being provided with an insulating handle.}}</ref> डाइइलेक्ट्रिक प्लेट को पहले फर या कपड़े से रगड़ कर [[ ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव |ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव]] के जरिए चार्ज किया जाता है। इस चर्चा के लिए, कल्पना कीजिए कि परावैद्युत रगड़ने से ऋणात्मक आवेश प्राप्त करता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। धातु की प्लेट को तब अपरिचालक प्लेट पर रखा जाता है। परावैद्युत अपने सतही आवेश के  महत्वपूर्ण अंश को धातु में स्थानांतरित नहीं करता है क्योंकि सूक्ष्म संपर्क खराब होता है। इसके बजाय आवेशित अपरिचालक का [[इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र]] धातु की प्लेट में आवेशों को अलग करने का कारण बनता है। यह आवेश के दो क्षेत्रों को विकसित करता है - प्लेट में धनात्मक आवेश अपरिचालक की ओर नीचे की ओर आकर्षित होते हैं, इसे धनात्मक रूप से चार्ज करते हैं, जबकि ऋणात्मक आवेशों को ऊपर की ओर की ओर धकेल दिया जाता है, इसे ऋणात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, जबकि प्लेट विद्युत रूप से तटस्थ रहती है।  पूरे के रूप में। फिर, ऊपर की ओर वाले हिस्से को पल भर के लिए ग्राउंडेड कर दिया जाता है (जो इसे उंगली से छूकर किया जा सकता है), नकारात्मक चार्ज को हटा देता है। अंत में, धातु की प्लेट, जिसमें अब केवल  आवेश चिह्न (हमारे उदाहरण में धनात्मक) है, उठा लिया जाता है।<ref name="Jones2007"/>
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चूँकि इस प्रक्रिया में परावैद्युत पर आवेश समाप्त नहीं होता है, धातु की प्लेट पर आवेश का प्रयोग प्रयोगों के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए इसे धातु के चालकों से छूकर आवेश को दूर करने की अनुमति देता है, और अपरिवर्तित धातु की प्लेट को वापस रखा जा सकता है अपरिचालक और  और चार्ज प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया को दोहराया। इसे जितनी बार चाहें उतनी बार दोहराया जा सकता है, इसलिए सिद्धांत रूप में अपरिचालक एकल चार्ज से असीमित मात्रा में प्रेरित चार्ज प्राप्त किया जा सकता है। इस कारण से वोल्टा ने इसे इलेट्रोफोरो पेरपेटुओ (सदा बिजली वाहक) कहा।<ref>{{cite book|last=Schiffer|first=Michael Brian|year=2003|title=Draw the Lightning Down:Benjamin Franklin and electrical technology in the Age of Enlightenment|publisher=University of California Press|url=https://books.google.com/books?id=9TuH6Lg8IasC&q=electrophorus+volta|isbn=0-520-23802-8}}  pp. 55-57</ref> वास्तविक उपयोग में अपरिचालक चार्ज अंततः (कुछ दिनों के भीतर) केक की सतह या वातावरण के माध्यम से रिसाव करेगा ताकि तटस्थता को बहाल करने के लिए चारों ओर विपरीत चार्ज के साथ पुन: संयोजन किया जा सके।
चूँकि इस प्रक्रिया में परावैद्युत पर आवेश समाप्त नहीं होता है, धातु की प्लेट पर आवेश का प्रयोग प्रयोगों के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए इसे धातु के चालकों से छूकर आवेश को दूर करने की अनुमति देता है, और अपरिवर्तित धातु की प्लेट को वापस रखा जा सकता है अपरिचालक और  और चार्ज प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया को दोहराया। इसे जितनी बार चाहें उतनी बार दोहराया जा सकता है, इसलिए सिद्धांत रूप में अपरिचालक एकल चार्ज से असीमित मात्रा में प्रेरित चार्ज प्राप्त किया जा सकता है। इस कारण से वोल्टा ने इसे इलेट्रोफोरो पेरपेटुओ (सदा बिजली वाहक) कहा।<ref>{{cite book|last=Schiffer|first=Michael Brian|year=2003|title=Draw the Lightning Down:Benjamin Franklin and electrical technology in the Age of Enlightenment|publisher=University of California Press|url=https://books.google.com/books?id=9TuH6Lg8IasC&q=electrophorus+volta|isbn=0-520-23802-8}}  pp. 55-57</ref> वास्तविक उपयोग में अपरिचालक चार्ज अंततः (कुछ दिनों के भीतर) केक की सतह या वातावरण के माध्यम से रिसाव करेगा ताकि तटस्थता को बहाल करने के लिए चारों ओर विपरीत चार्ज के साथ पुन: संयोजन किया जा सके।

Revision as of 15:43, 1 April 2023

1800 के दशक से इलेक्ट्रोफोरस।

विद्युत में इलेक्ट्रोफोरस साधारण, नियमावली, संधारित्र , इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर है, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण की प्रक्रिया के माध्यम से बिजली का आवेश का उत्पादन करता है। इसका पहला संस्करण 1762 में स्वीडिश प्रोफेसर जोहान कार्ल विल्के द्वारा आविष्कार किया गया था।[1][2][3][4] इतालवी वैज्ञानिक अलेक्जेंडर वोल्टा ने 1775 में इस उपकरण में सुधार किया और इसे लोकप्रिय बनाया।[5] कभी-कभी गलती से इसके आविष्कार का श्रेय दिया जाता है।[6][7] इलेक्ट्रोफोरस शब्द ग्रीक भाषा के वोल्टा द्वारा गढ़ा गया था ήλεκτρον, elektron, और ϕέρω, phero, जिसका अर्थ है 'बिजली वाहक'।[8]


विवरण और संचालन

Showing induced charge on plate before grounding.
Grounding electrophorus by touching it.

इलेक्ट्रोफोरस में अपरिचालक प्लेट मूल रूप से मोम जैसी राल सामग्री का 'केक' होता है, लेकिन आधुनिक संस्करणों में प्लास्टिक का उपयोग किया जाता है और धातु की प्लेट इन्सुलेटिंग हैंडल के साथ होती है।[9] डाइइलेक्ट्रिक प्लेट को पहले कपड़े से रगड़ कर ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव के जरिए चार्ज किया जाता है। इस चर्चा के लिए, कल्पना कीजिए कि परावैद्युत रगड़ने से ऋणात्मक आवेश प्राप्त करता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। धातु की प्लेट को तब अपरिचालक प्लेट पर रखा जाता है। परावैद्युत अपने सतही आवेश के महत्वपूर्ण अंश को धातु में स्थानांतरित नहीं करता है क्योंकि सूक्ष्म संपर्क खराब होता है। इसके बजाय आवेशित अपरिचालक का इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र धातु की प्लेट में आवेशों को अलग करने का कारण बनता है। यह आवेश के दो क्षेत्रों को विकसित करता है - प्लेट में धनात्मक आवेश अपरिचालक की ओर नीचे की ओर आकर्षित होते हैं, इसे धनात्मक रूप से चार्ज करते हैं, जबकि ऋणात्मक आवेशों को ऊपर की ओर की ओर धकेल दिया जाता है, इसे ऋणात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, जबकि प्लेट विद्युत रूप से तटस्थ रहती है। पूरे के रूप में। फिर, ऊपर की ओर वाले हिस्से को पल भर के लिए ग्राउंडेड कर दिया जाता है (जो इसे उंगली से छूकर किया जा सकता है), नकारात्मक चार्ज को हटा देता है। अंत में, धातु की प्लेट, जिसमें अब केवल आवेश चिह्न (हमारे उदाहरण में धनात्मक) है, उठा लिया जाता है।[4]

चूँकि इस प्रक्रिया में परावैद्युत पर आवेश समाप्त नहीं होता है, धातु की प्लेट पर आवेश का प्रयोग प्रयोगों के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए इसे धातु के चालकों से छूकर आवेश को दूर करने की अनुमति देता है, और अपरिवर्तित धातु की प्लेट को वापस रखा जा सकता है अपरिचालक और और चार्ज प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया को दोहराया। इसे जितनी बार चाहें उतनी बार दोहराया जा सकता है, इसलिए सिद्धांत रूप में अपरिचालक एकल चार्ज से असीमित मात्रा में प्रेरित चार्ज प्राप्त किया जा सकता है। इस कारण से वोल्टा ने इसे इलेट्रोफोरो पेरपेटुओ (सदा बिजली वाहक) कहा।[10] वास्तविक उपयोग में अपरिचालक चार्ज अंततः (कुछ दिनों के भीतर) केक की सतह या वातावरण के माध्यम से रिसाव करेगा ताकि तटस्थता को बहाल करने के लिए चारों ओर विपरीत चार्ज के साथ पुन: संयोजन किया जा सके।

इलेक्ट्रोफोरस के सबसे बड़े उदाहरणों में से जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज क्रिस्टोफ लिचेंबर्ग द्वारा 1777 में बनाया गया था।[8]यह 6 फीट (2 मीटर) व्यास का था, जिसमें धातु की प्लेट को चरखी प्रणाली का उपयोग करके उठाया और उतारा गया था। यह कथित तौर पर 15 इंच (38 सेमी) की चिंगारी पैदा कर सकता है। लिचेंबर्ग ने अपने डिस्चार्ज का इस्तेमाल लिचेंबर्ग के आंकड़ों के रूप में जाने जाने वाले अजीब पेड़ जैसे निशान बनाने के लिए किया।

चार्ज का स्रोत

इलेक्ट्रोफोरस का उपयोग करते समय आवेश संरक्षण।

ब्रह्मांड में चार्ज संरक्षित है। वैद्युतकणसंचलन केवल धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों को अलग करता है। धनात्मक या ऋणात्मक आवेश धातु की प्लेट (या अन्य भंडारण कंडक्टर) पर समाप्त हो जाता है, और विपरीत आवेश ग्राउंडिंग के बाद किसी अन्य वस्तु में जमा हो जाता है (पृथ्वी में या धातु की प्लेट को छूने वाले व्यक्ति में)। यह पृथक्करण यांत्रिक कार्य लेता है क्योंकि निम्नतम ऊर्जा अवस्था का तात्पर्य अपरिवर्तित वस्तुओं से है। आवेशित धातु की प्लेट को विपरीत आवेशित राल वाली प्लेट से दूर उठाकर कार्य किया जाता है। सिस्टम में डाली गई यह अतिरिक्त ऊर्जा आवेश पृथक्करण (विपरीत चार्ज जो मूल रूप से प्लेट पर थी) के रूप में विद्युत संभावित ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, इसलिए धातु की प्लेट को ऊपर उठाने से वास्तव में अपरिचालक प्लेट के सापेक्ष इसका वोल्टेज बढ़ जाता है।

इलेक्ट्रोफोरस वास्तव में मैन्युअल रूप से संचालित इलेक्ट्रोस्टैटिक बिजली पैदा करने वाला है, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण के समान सिद्धांत का उपयोग इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनों जैसे कि विम्सहर्स्ट मशीन और वान डी ग्राफ जनरेटर के रूप में करता है।[4]


यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. ↑ For information about Wilcke's research on the electrophorus (or "dissectible condenser"), see Wilcke, John Carl (1762) "Ytterligare rön och försök om contraira electriciteterne vid laddningen och därtil hörande delar" ("Additional findings and experiments on the opposing electric charges [that are created] during charging, and parts related thereto") in Kongliga Svenska Vetenskaps Academiens Handlingar (Proceedings of the Royal Swedish Science Academy), vol. 23 , pp. 206-229, 245-266. Reprinted in German as: John Carl Wilcke (1765) жуто куче"Fernere Untersuchung von den entgegengesetzten Elecktricitäten bei der Ladung und den dazu gehörenden Theilen" (Further investigation of the opposing electric charges [that are created] during charging and the parts belonging thereto), Der Königliche schwedischen Akademie der Wissenschaften, Abhandlungen aus der Naturlehre, … , vol. 24, pp. 213-235, 253-274.
  2. ↑ Heilbron, J.L. Electricity in the 17th and 18th centuries: A study of early modern physics (Berkeley, California: University of California Press, 1979), pp. 418-419
  3. ↑ Pancaldi, Giuliano (2003). ज्ञान के युग में वोल्टा, विज्ञान और संस्कृति. Princeton University Press. ISBN 0-691-12226-1. p. 73
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 Jones, Thomas B. (July 2007). "इलेक्ट्रोफोरस और सहायक उपकरण". Thomas B. Jones website. University of Rochester. Retrieved 27 December 2007.
  5. ↑ Pancaldi 2003, pp. 75-105
  6. ↑ Lewis, Nancy D. "एलेसेंड्रो वोल्टा, द परपेचुअल इलेक्ट्रोफोरस". Electricity:A Summary of Scientists and their Discoveries. Retrieved 27 December 2007.
  7. ↑ "अलेक्जेंडर वोल्टा". World Of Biography. Retrieved 27 December 2007.
  8. ↑ 8.0 8.1 Harris, William Snow (1867). सिद्धांत और व्यवहार में घर्षण विद्युत पर एक ग्रंथ. London: Virtue & Co. p. 86.
  9. ↑ Fleming, John Ambrose (1911). "Electrophorus" . In Chisholm, Hugh (ed.). Encyclopædia Britannica (in English). Vol. 09 (11th ed.). Cambridge University Press. p. 237; see lines seven and eight. His electrophorus in one form consisted of a disk of non-conducting material, such as pitch or resin, placed between two metal sheets, one being provided with an insulating handle.
  10. ↑ Schiffer, Michael Brian (2003). Draw the Lightning Down:Benjamin Franklin and electrical technology in the Age of Enlightenment. University of California Press. ISBN 0-520-23802-8. pp. 55-57


संदर्भ

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