Work (electric field)
ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕೆಲಸವು ಅದರ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲಾದ ಕಣದ ಮೇಲೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವಾಗಿದೆ. ಇರುವ ಕಣವು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಚಾರ್ಜ್ನ ಪ್ರತಿ ಘಟಕದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಎರಡು ಬಿಂದುಗಳ ನಡುವೆ ಅತ್ಯಲ್ಪ ಪರೀಕ್ಷಾ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಚಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಆ ಬಿಂದುಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಎಂದು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳು (ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶಗಳು) ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಮೋಟಿವ್ ಬಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ವಿವಿಧ ಲೋಹಗಳ ಜಂಕ್ಷನ್ಗಳಿಂದ ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕೆಲಸವು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಇತರ ಬಲ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಔಪಚಾರಿಕವಾಗಿ ಸಮಾನವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕೆಲಸದ ಔಪಚಾರಿಕತೆಯು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಹೋಲುತ್ತದೆ. ಚಲನೆಗೆ ಮುಕ್ತವಾಗಿರುವ ಭೌತಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಕಣಗಳು, ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ (ನಿವ್ವಳ ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್) ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಒಲವು ತೋರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿರುವ ಕಣಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ (ನಿವ್ವಳ ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್) ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಯಾವುದೇ ಚಲನೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿರುದ್ಧ ಬಾಹ್ಯ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಆ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಗವನ್ನು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಅದೇ ದೂರಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುವಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂತೆಯೇ, ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಕಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲು ಧನಾತ್ಮಕ ಬಾಹ್ಯ ಕಾರ್ಯದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅತ್ಯಂತ ಮೂಲಭೂತ ನಿಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಕಿರ್ಚಾಫ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಾನೂನು, ಯಾವುದೇ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಲಾಭಗಳು ಮತ್ತು ಹನಿಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ಹೇಳುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕೆಲಸದ ಔಪಚಾರಿಕತೆಯು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾದ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಎರಡು ಬಿಂದುಗಳ ನಡುವೆ ಅತ್ಯಲ್ಪ ಪರೀಕ್ಷಾ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಚಲಿಸುವಾಗ, ಚಾರ್ಜ್ನ ಪ್ರತಿ ಘಟಕದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಆ ಬಿಂದುಗಳ ನಡುವಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ Q ಎಂಬುದು ಕಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿದ್ದರೆ E ಎಂಬುದು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ, ಇದು ಒಂದು ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಆ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿನ ಬಲವನ್ನು ಒಂದು ಘಟಕ ('ಪರೀಕ್ಷೆ') ಚಾರ್ಜ್ನಿಂದ ಭಾಗಿಸುತ್ತದೆ FE ಎಂದರೆ ಕೂಲಂಬ್ (ವಿದ್ಯುತ್) ಬಲ r ಎಂಬುದು ಸ್ಥಳಾಂತರವು ಡಾಟ್ ಉತ್ಪನ್ನ ಆಪರೇಟರ್ ಆಗಿದೆ. q + ಅನ್ನು Q + ಗೆ ಹತ್ತಿರಕ್ಕೆ ಸರಿಸಲು (ಅನುಕೂಲಕ್ಕಾಗಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿ = 0 ಇರುವ ಸ್ಥಳದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ), ನಾವು ಕೂಲಂಬ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿರುದ್ಧ ಬಾಹ್ಯ ಬಲವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಧನಾತ್ಮಕ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಗಣಿತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ನಾವು ಈ ಬಲವನ್ನು ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯ ಇಳಿಜಾರಿನೊಂದಿಗೆ ಈ ರೀತಿ ಸಂಬಂಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆಃ ಇಲ್ಲಿ U (r) ಎಂಬುದು q ಮೂಲದಿಂದ r ದೂರದಲ್ಲಿರುವ q + ನ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬಲಕ್ಕಾಗಿ ಕೂಲಂಬ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಬಳಸುವುದುಃ ಈಗ, ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಬಳಸಿ ಒಂದು ಬಿಂದು ಚಾರ್ಜ್ q + ಅನ್ನು ಅನಂತದಿಂದ r ದೂರಕ್ಕೆ ಸರಿಸಲು ಮಾಡಿದ ಬಾಹ್ಯ ಕಾರ್ಯವೆಂದರೆಃ ಇದನ್ನು W ನ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು r ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ F ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಮಾನವಾಗಿ ಪಡೆಯಬಹುದು, ಇದು ಮೇಲಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎರಡೂ ಚಾರ್ಜ್ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ; ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಯಾವುದೇ ಚಾರ್ಜ್ ಸಂರಚನೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ (ಏಕೆಂದರೆ ಚಾರ್ಜ್ಗಳ ಉತ್ಪನ್ನವು ಅವುಗಳ (ಡಿಸ್) ಹೋಲಿಕೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಅಥವಾ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ). ಹಿಂದಿನ ಉದಾಹರಣೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಚಾರ್ಜ್ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿದ್ದರೆ, ಆ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಅನಂತಕ್ಕೆ ತಳ್ಳಲು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಕೆಲಸವು ಆ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಅದೇ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ತಳ್ಳಲು ಹಿಂದಿನ ಉದಾಹರಣೆಯಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕೆಲಸದಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಗಣಿತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ನೋಡುವುದು ಸುಲಭ, ಏಕೆಂದರೆ ಏಕೀಕರಣದ ಗಡಿಗಳನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖಗೊಳಿಸುವುದು ಚಿಹ್ನೆಯನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಏಕರೂಪದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವಲ್ಲಿ (ಅಂದರೆ. ಸ್ಥಳಾಂತರದ ಕಾರ್ಯವಲ್ಲ, r), ಕೆಲಸದ ಸಮೀಕರಣವು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆಃ ಅಥವಾ 'ಬಲದ ಸಮಯದ ಅಂತರ' (ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಕೋನದ ಕೊಸೈನ್ನ ಸಮಯಗಳು). ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ದರವಾಗಿದೆ. ಭಾಗಶಃ ವ್ಯುತ್ಪನ್ನವಾಗಿ, ಇದನ್ನು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸದ ಬದಲಾವಣೆ ಎಂದು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆಃ, ಇಲ್ಲಿ ವಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಗಿದೆ. ಕೆಲಸವನ್ನು ಹೀಗೆ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆಃ ಆದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯತೆಯ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು