विभव मानचित्र कैसे खेलें
- एक परीक्षण चुनो और कार्ड पर आवेश और रास्ता पढ़ो।
- हर आवेश के लिए V = k·Q ÷ r लगाओ, विभव जोड़ो, और कार्य के लिए W = q·(V₂ − V₁) लगाओ।
- अपना अनुमान लिखो और शुरू दबाओ। परीक्षण आवेश रास्ते पर ले जाया जाता है; उसका मीटर V और कार्य दिखाता है।
- मीटर, समोच्च रेखाओं और ग्राफ़ की तुलना अपने नारंगी अनुमान से करो।
विद्युत विभव
किसी बिंदु पर विद्युत विभव वह ऊर्जा है जो वहाँ हर कूलॉम आवेश के पास होती है: V = U ÷ q, वोल्ट में, जहाँ एक वोल्ट एक जूल प्रति कूलॉम है। बिंदु आवेश Q, V = k·Q ÷ r बनाता है, जो क्षेत्र की तरह 1 ÷ r² से नहीं, बल्कि 1 ÷ r से घटता है। विभव चिह्न वाली एक संख्या है, इसलिए कई आवेशों के विभव बस जुड़ जाते हैं: दो धनात्मक आवेशों के बीच वे कभी नहीं कटते, चाहे वहाँ क्षेत्र कट जाएँ, और बराबर परिमाण के + और − आवेशों के बीचोंबीच विभव 0 होता है, हालाँकि वहाँ क्षेत्र प्रबल होता है। विभव का मानचित्र ऊँचाई के मानचित्र जैसा दिखता है: धनात्मक आवेश के पास ज़मीन ऊँची है, और समोच्च रेखाएँ (समविभव रेखाएँ) एक ही विभव वाले बिंदुओं को जोड़ती हैं। आवेश q को एक बिंदु से दूसरे तक ले जाने में कार्य W = q·(V₂ − V₁) लगता है, रास्ता चाहे जो हो, और समोच्च रेखा पर चलने में कोई कार्य नहीं लगता, क्योंकि विद्युत बल हमेशा समोच्च रेखाओं के लंबवत होता है।
एक केंद्रित सीखने का मॉडल
स्थिर आवेश हवा में बिंदु आवेश हैं, हवा को निर्वात माना गया है, और बहुत दूर विभव 0 है। +1 nC का परीक्षण आवेश 2 s तक एकसमान गति से रास्ते पर ले जाया जाता है और 1 s रोका जाता है; यह इतना छोटा है कि दूसरे आवेशों को नहीं हिलाता, और इसका मीटर इसका अपना विभव शामिल नहीं करता। कार्य-गणक q·(अभी का V − शुरुआत का V) दिखाता है, यानी विद्युत बल के विरुद्ध तुम्हारा किया कार्य, रास्ता चाहे जो हो। छाया 0 V पर गहरे नीले से 300 V और उससे ऊपर हल्की होती जाती है; प्रयोग शुरू होने पर हर 20 V पर समोच्च रेखाएँ बनती हैं, और बल का तीर बताए गए पैमाने पर है। 2% के भीतर के उत्तर सही हैं; 0 कार्य 0.5 nJ के भीतर होना चाहिए।