स्थिर विद्युत

Science

भौतिकी में स्थिर विद्युत (static electricity) के अन्तर्गत आवेश की स्थिर (गतिहीन) अवस्था में होने वाले प्रभावों एवं घटनाओं का अध्ययन किया जाता है।

स्थिर विद्युत से अभिप्राय किसी वस्तु की सतह पर निर्मित हुये विद्युत आवेश से है। आवेश, पदार्थ का वह गु्ण है जिसके द्वारा वह वैद्युत प्रभाव एवं चुम्बकीय प्रभाव उत्पन्न करता है। यह स्थिर आवेश उस वस्तु पर तब तक उपस्थित रहते हैं जब तक कि यह भूमि में ना बह जायें या फिर यह निरावेशण (discharge) द्वारा अनाविष्ट (neutralize) ना हो जाये। जब भी दो सतह एक दूसरे के संपर्क में आती हैं या पृथक होती है तो आवेश का अन्तरण होता है, लेकिन यदि दोनो सतहों में से एक में विद्युत प्रवाह के प्रति उच्च प्रतिरोध (विद्युत विसंवाहक) हो तो स्थिर आवेश यथावत रहता है।

हम में से अधिकतर लोग स्थिर विद्युत के प्रभावों से परिचित हैं क्योंकि हम इसे अनुभव कर सकते हैं, जब किसी आवेशित वस्तु को किसी विद्युत चालक (जैसे भूमि से जुड़ा हुआ चालक) या फिर विपरीत ध्रुवता के उच्चावेशित क्षेत्र के निकट लाया जाता है तो हम उस चिंगारी को देख और सुन सकते हैं जो अतिरिक्त आवेश के अनाविष्ट होने के कारण उत्पन्न होती है। एक स्थिर विद्युत का झटका इसी आवेश अनाविष्टि का परिणाम होता है।

कारण

पदार्थ ऐसे परमाणुओं से बने होते हैं जो आम तौर पर विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं क्योंकि उनमें समान संख्या में धनात्मक आवेश (उनके नाभिक में प्रोटॉन) और ऋणात्मक आवेश (नाभिक के चारों ओर "कोश" में इलेक्ट्रॉन) होते हैं। स्थैतिक बिजली की घटना के लिए सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज को अलग करने की आवश्यकता होती है। जब दो सामग्रियां संपर्क में होती हैं, तो इलेक्ट्रॉन एक पदार्थ से दूसरे पदार्थ में जा सकते हैं, जिससे एक पदार्थ पर अधिक धनात्मक आवेश और दूसरे पर उतना ही ऋणात्मक आवेश रह जाता है। जब सामग्रियों को अलग किया जाता है तो वे इस चार्ज असंतुलन को बरकरार रखते हैं। आयनों का स्थानांतरण भी संभव है।

संपर्क-प्रेरित चार्ज पृथक्करण

संपर्क में आने पर या जब सामग्री एक-दूसरे से टकराती है तो उनके बीच इलेक्ट्रॉनों या आयनों का आदान-प्रदान हो सकता है, जिसे ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है और इसके परिणामस्वरूप एक सामग्री सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाती है और दूसरी सामग्री नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाती है। ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव स्थैतिक बिजली का मुख्य कारण है जैसा कि रोजमर्रा की जिंदगी में देखा जाता है, और आम हाई-स्कूल विज्ञान प्रदर्शनों में विभिन्न सामग्रियों को एक साथ रगड़ना शामिल होता है (उदाहरण के लिए, एक ऐक्रेलिक रॉड के खिलाफ फर)। संपर्क-प्रेरित चार्ज पृथक्करण के कारण आपके बाल खड़े हो जाते हैं और "स्टेटिक क्लिंग" का कारण बनते हैं (उदाहरण के लिए, बालों के खिलाफ रगड़ने वाला गुब्बारा नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है; जब एक दीवार के पास, चार्ज किया गया गुब्बारा दीवार में सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कणों की ओर आकर्षित होता है, और गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध निलंबित होकर उससे "चिपक" सकते हैं)।

दबाव-प्रेरित चार्ज पृथक्करण

लागू यांत्रिक तनाव कई प्रकार के क्रिस्टल और सिरेमिक अणुओं में चार्ज का पृथक्करण उत्पन्न करता है।

ताप-प्रेरित आवेश पृथक्करण

तापन से कुछ सामग्रियों के परमाणुओं या अणुओं में आवेश का पृथक्करण उत्पन्न होता है। सभी पायरोइलेक्ट्रिक सामग्री भी पीज़ोइलेक्ट्रिक हैं। गर्मी और दबाव प्रतिक्रिया के परमाणु या आणविक गुण निकटता से संबंधित हैं।

चार्ज-प्रेरित चार्ज पृथक्करण

एक आवेशित वस्तु को विद्युत रूप से तटस्थ प्रवाहकीय वस्तु के करीब लाया जाता है, जिससे तटस्थ वस्तु के भीतर चार्ज अलग हो जाता है। इसे इलेक्ट्रोस्टैटिक इंडक्शन कहा जाता है। समान ध्रुवता के आवेश विकर्षित होते हैं और बाहरी आवेश से दूर वस्तु की ओर चले जाते हैं, और विपरीत ध्रुवता के आवेश आकर्षित होते हैं और आवेश के सामने की ओर चले जाते हैं। जैसे-जैसे विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया के कारण लगने वाला बल बढ़ती दूरी के साथ तेजी से घटता जाता है, निकट (विपरीत ध्रुवता) आवेशों का प्रभाव अधिक होता है और दोनों वस्तुओं पर आकर्षण बल महसूस होता है। किसी वस्तु के हिस्से की सावधानीपूर्वक ग्राउंडिंग स्थायी रूप से इलेक्ट्रॉनों को जोड़ या हटा सकती है, जिससे वस्तु पर वैश्विक, स्थायी चार्ज रह जाता है।

सन्दर्भ

इन्हें भी देखें

स्थिरवैद्युतिकी (electrostatics)
वैद्युत आवेश (Electrical charge)
स्थिरवैद्युत जनित्र (Electrostatic generator)
वान डी ग्राफ़ जेनरेटर (Van de Graaff generator)

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