Work (electric field)
विद्युत क्षेत्र कार्य वह कार्य है जो एक विद्युत क्षेत्र द्वारा अपने आसपास के एक आवेशित कण पर किया जाता है। स्थित कण विद्युत क्षेत्र के साथ एक अंतःक्रिया का अनुभव करता है। चार्ज की प्रति इकाई कार्य को दो बिंदुओं के बीच एक नगण्य परीक्षण चार्ज को स्थानांतरित करके परिभाषित किया जाता है, और उन बिंदुओं पर विद्युत क्षमता में अंतर के रूप में व्यक्त किया जाता है। काम, उदाहरण के लिए, विद्युत रासायनिक उपकरणों (विद्युत रासायनिक कोशिकाओं) या विभिन्न धातु जंक्शनों द्वारा किया जा सकता है जो एक विद्युत प्रेरक बल उत्पन्न करते हैं। विद्युत क्षेत्र कार्य औपचारिक रूप से भौतिकी में अन्य बल क्षेत्रों द्वारा कार्य के बराबर है, और विद्युत कार्य के लिए औपचारिकता यांत्रिक कार्य के समान है। भौतिक प्रक्रिया कण जो गति करने के लिए स्वतंत्र हैं, यदि सकारात्मक रूप से आवेशित हैं, तो आम तौर पर कम विद्युत क्षमता (शुद्ध नकारात्मक आवेश) वाले क्षेत्रों की ओर रुख करते हैं, जबकि नकारात्मक आवेशित कण उच्च क्षमता (शुद्ध सकारात्मक आवेश) वाले क्षेत्रों की ओर रुख करते हैं। उच्च क्षमता वाले क्षेत्र में एक सकारात्मक आवेश की किसी भी गति के लिए विद्युत क्षेत्र के खिलाफ बाहरी कार्य करने की आवश्यकता होती है, जो उस कार्य के बराबर है जो विद्युत क्षेत्र उस सकारात्मक आवेश को विपरीत दिशा में समान दूरी तक ले जाने में करेगा। इसी तरह, एक नकारात्मक आवेशित कण को उच्च क्षमता वाले क्षेत्र से कम क्षमता वाले क्षेत्र में स्थानांतरित करने के लिए सकारात्मक बाहरी कार्य की आवश्यकता होती है। किरचॉफ का वोल्टेज नियम, जो विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक परिपथ को नियंत्रित करने वाले सबसे बुनियादी नियमों में से एक है, हमें बताता है कि किसी भी विद्युत परिपथ में वोल्टेज लाभ और गिरावट का योग हमेशा शून्य होता है। विद्युत कार्य के लिए औपचारिकता का प्रारूप यांत्रिक कार्य के समतुल्य है। दो बिंदुओं के बीच एक नगण्य परीक्षण आवेश को स्थानांतरित करते समय आवेश की प्रति इकाई कार्य को उन बिंदुओं के बीच वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया जाता है। जहाँ क्यू कण का विद्युत आवेश है ई विद्युत क्षेत्र है, जो एक स्थान पर उस स्थान पर एक इकाई ('परीक्षण') आवेश द्वारा विभाजित बल है एफ. ई. कुलम्ब (विद्युत) बल है r विस्थापन बिंदु उत्पाद प्रचालक है गणितीय विवरण खाली स्थान में एक आवेशित वस्तु को देखते हुए, क्यू +। क्यू + को क्यू + के करीब ले जाने के लिए (शुरू से, जहां सुविधा के लिए स्थितिज ऊर्जा = 0 है), हमें कूलम्ब क्षेत्र के खिलाफ एक बाहरी बल लगाना होगा और सकारात्मक कार्य किया जाएगा। गणितीय रूप से, एक रूढ़िवादी बल की परिभाषा का उपयोग करते हुए, हम जानते हैं कि हम इस बल को एक स्थितिज ऊर्जा प्रवणता से इस प्रकार जोड़ सकते हैंः जहाँ U (r) स्रोत Q से r की दूरी पर q + की स्थितिज ऊर्जा है। तो, बल के लिए कूलम्ब के नियम को एकीकृत करना और उपयोग करनाः अब, संबंध का उपयोग करें यह दिखाने के लिए कि एक बिंदु आवेश q + को अनंत से एक दूरी r तक ले जाने के लिए किया गया बाहरी कार्य हैः यह W की परिभाषा का उपयोग करके और r के संबंध में F को एकीकृत करके समान रूप से प्राप्त किया जा सकता था, जो उपरोक्त संबंध को साबित करेगा। उदाहरण में दोनों आवेश धनात्मक हैं; यह समीकरण किसी भी आवेश विन्यास पर लागू होता है (क्योंकि आवेशों का गुणनफल उनकी समानता के अनुसार धनात्मक या ऋणात्मक होगा)। यदि पहले के उदाहरण में एक आवेश नकारात्मक होना था, तो उस आवेश को अनंत तक दूर करने के लिए किया गया कार्य ठीक वैसा ही होगा जैसा कि पहले के उदाहरण में उस आवेश को उसी स्थिति में वापस धकेलने के लिए आवश्यक कार्य था। गणितीय रूप से इसे देखना आसान है, क्योंकि एकीकरण की सीमाओं को उलटने से संकेत उलट जाता है। समान विद्युत क्षेत्र जहाँ विद्युत क्षेत्र स्थिर होता है (अर्थात। विस्थापन का फलन नहीं, r), कार्य समीकरण सरल करता हैः या 'बल गुणा दूरी' (उनके बीच के कोण की कोसाइन का गुना)। विद्युत शक्ति विद्युत परिपथ में स्थानांतरित ऊर्जा की दर है। आंशिक व्युत्पन्न के रूप में, इसे समय के साथ कार्य के परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया जाता हैः, जहाँ V वोल्टेज है। कार्य को इस प्रकार परिभाषित किया गया हैः इसलिए संदर्भ विद्युत चुंबकत्व