इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव: यह क्या है और इसकी विशेषताएं क्या हैं

बिजली की दुनिया रोमांचक है। बैटरी के संचालन से लेकर मानव शरीर के भीतर न्यूरॉन्स के उत्सर्जन तक, का यह सेट आवेशों की उपस्थिति और प्रवाह से संबंधित भौतिक घटनाएं हमें जीवित प्राणियों के रूप में सोचने, चलने और मौजूद।

सामाजिक स्तर पर, बिजली ने हमें संसाधनों की एक अमूल्य राशि भी प्रदान की है: परिवहन, प्रकाश व्यवस्था, एयर कंडीशनिंग और कंप्यूटिंग, जिसे जल्द ही कहा जाता है।

यह जानना बहुत उत्सुक है कि हमारे शरीर में सभी जीवित कोशिकाओं का अपना विद्युत आवेश होता है. चूंकि इंट्रासेल्युलर और बाह्य वातावरण (कैल्शियम, क्लोरीन, सोडियम, पोटेशियम, आदि) में लवण की सांद्रता भिन्न होती है। एक विद्युत आवेश और संभावित अंतर दोनों माध्यमों के बीच स्थापित होते हैं, एक शब्द जिसे " झिल्ली"।

शरीर की कोशिकाओं में झिल्लियों की क्षमता में भिन्नता हमें सोचने की अनुमति देती है (न्यूरॉनल स्तर पर विद्युत अन्तर्ग्रथन) ऐक्शन पोटेंशिअल के संचरण और प्रत्येक प्रक्रिया में हाइपरपोलराइज़ेशन या विध्रुवण के कारण स्वैच्छिक पेशी अनुबंध विशिष्ट। जैसा कि आप देख सकते हैं, बिजली एक बैटरी से बहुत आगे निकल जाती है: हमारे साथ बने रहें और इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव के बारे में सब कुछ पता करें.

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इलेक्ट्रोस्टैटिक्स की मूल बातें क्या हैं?

इलेक्ट्रोस्टैटिक्स को विज्ञान की उस शाखा के रूप में परिभाषित किया गया है जो उनके विद्युत आवेशों के परिणामस्वरूप निकायों के बीच होने वाले पारस्परिक प्रभावों का अध्ययन करती है।. पृथ्वी पर सभी वस्तुएँ परमाणुओं से बनी हैं, एक रासायनिक तत्व के गुणों के साथ पदार्थ की सबसे छोटी घटक इकाइयाँ। आराम करने पर, परमाणु नाभिक के धनात्मक आवेश (कुल भार का 99.94%) आसपास के इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेशों के साथ संतुलित हो जाते हैं, इसलिए वस्तु को विरामावस्था में माना जाता है।

जब एक परमाणु इलेक्ट्रॉनों को खो देता है या प्राप्त करता है, तो यह एक सकारात्मक या नकारात्मक विद्युत आवेश प्राप्त करता है। सामान्य परंपरा के अनुसार, जब कोई परमाणु एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को खो देता है तो इसे "धनात्मक आवेशित" माना जाता है (क्योंकि प्रोटॉन आवेशित होते हैं) धनात्मक हैं और वे ऋणात्मक इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक संख्या में हैं), जबकि यदि परमाणु इलेक्ट्रॉनों को एकीकृत करता है, तो यह ऋणात्मक आवेश होता है। यहाँ से दोनों को आयन कहते हैं, चाहे वे धनात्मक हों या ऋणात्मक।

जब कोई परमाणु या अणु आवेश ग्रहण करता है, तो वह स्वतः ही विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से प्रभावित हो जाता है और उन्हें स्वयं उत्पन्न करता है।. इस आधार पर, हम कई जैविक घटनाओं का वर्णन कर सकते हैं, जैसे कि रासायनिक बंधन। उदाहरण के लिए, आयनिक बंधन, जिसमें एक धातु परमाणु (कम विद्युतीय) से गैर-धातु वाले (अधिक विद्युतीय) में इलेक्ट्रॉनों का संचरण होता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव क्या है?

आटे में प्रवेश करते हुए, हमें डर है कि हम आपको इस शब्द की बहुत सटीक परिभाषा नहीं दे सकते, क्योंकि यह वैज्ञानिक समुदाय में उपयोग से थोड़ा बाहर है। विभिन्न पोर्टल क्रमशः अलग या समान विद्युत आवेश वाले कणों के बीच आकर्षण या प्रतिकर्षण के विद्युत बल को नामित करने के लिए "इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव" शब्द का उपयोग करते हैं।

यदि हम इस शब्द को स्वीकार करते हैं, तो हम देखेंगे कि इस इलेक्ट्रोस्टैटिक घटना को संदर्भित करने के लिए सबसे सही "विद्युत बल" है. तब विद्युत बल या स्थिरवैद्युत दाब वह बल होगा जो दो या अधिक आवेशों के बीच प्रकट होता है, जिसका मापांक आवेशों के मान और उन्हें अलग करने वाली दूरी पर निर्भर करता है (और चिन्ह प्रत्येक पर निर्भर करता है भार)। इस शब्दावली समूह को निम्नलिखित बिंदुओं में संक्षेपित किया जा सकता है:

• आवेशित परमाणु या अणु निकट आने पर आकर्षण या प्रतिकर्षण बल का अनुभव करते हैं। समान आवेश वाले दो आयन एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, लेकिन यदि एक धनात्मक (+) और दूसरा ऋणात्मक (-) हो तो वे निकट आ जाते हैं।
• स्थिरवैद्युत बल या दाब का मान उसके आवेशों के मान के गुणनफल के समानुपाती होता है।
• दूसरी ओर, इस बल का मान उस दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है जो आवेशित परमाणुओं को अलग करती है और उनसे जुड़ने वाली रेखा की दिशा में कार्य करती है।

आज, भौतिक विज्ञान के क्षेत्र में स्थापित इन पदों को कूलम्ब के नियम की छत्रछाया में शामिल किया गया है, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी चार्ल्स-ऑगस्टिन डी कूलम्ब द्वारा वर्ष 1785 में प्रतिपादित किया गया था। इन आवेदनों को निम्नलिखित सूत्र में एकत्र किया जा सकता है:

इस सूत्र में, F कुल विद्युत बल या इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव को संदर्भित करता है, k कूलम्ब स्थिरांक है, q1 और q2 उल्लिखित परमाणुओं के आवेशों के मान हैं (कूलम्ब में) और r दोनों आवेशों के बीच की दूरी मीटर में वर्ग। एक नोट के रूप में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इकाई "कूलम्ब" या "कूलॉम" को विद्युत प्रवाह की तीव्रता के एक एम्पीयर की धारा द्वारा एक सेकंड में किए गए आवेश की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है।

वांछित परिणाम (F) विद्युत आवेशित परमाणुओं या अणुओं दोनों के बीच न्यूटन में आकर्षक या प्रतिकारक बल का प्रतिनिधित्व करता है।. विद्युत बल या इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव एक वेक्टर मात्रा है, इसलिए, मॉड्यूल की गणना के अलावा, इसकी दिशा और दिशा का भी अनुमान लगाया जाना चाहिए। यदि हमारे पास केवल दो परमाणु हैं, तो विद्युत बल की दिशा दोनों आवेशों को मिलाने वाली रेखा के अनुरूप होगी। दूसरी ओर परमाणु के चिन्ह के आधार पर अर्थ आकर्षण (+/-) या प्रतिकर्षण (+/+,-/-) का हो सकता है।

इन सभी आधारों के आधार पर, निष्कर्ष की एक श्रृंखला तैयार की जा सकती है जो स्पष्ट होने के साथ-साथ आकर्षक भी हैं: एक ही चिन्ह वाले आवेश एक विद्युत बल का अनुभव करते हैं जो उन्हें अलग करने की प्रवृत्ति रखता है, एक भिन्न चिन्ह वाले आवेश एक बल का अनुभव करते हैं जो उन्हें एक करने की प्रवृत्ति रखता है और आवेशित परमाणु जितने करीब होंगे, आकर्षण या प्रतिकर्षण के विद्युत बल का मापांक उतना ही अधिक होगा।

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कूलम्ब के नियम की सीमाएं

अपने समय में एक क्रांति होने और आज भी जारी रहने के बावजूद, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कूलम्ब का नियम भी कुछ सीमाओं की रिपोर्ट करता है. उनमें से, हम निम्नलिखित पाते हैं:

• भार को एक सममित गोलाकार वितरण प्रस्तुत करना चाहिए।
• लोड ओवरलैप नहीं होना चाहिए।
• शुल्क एक दूसरे के संबंध में स्थिर होना चाहिए।
• बहुत कम दूरी के लिए (परमाणुओं के आकार के क्रम पर), इलेक्ट्रोस्टैटिक बल दूसरों से अधिक होते हैं, जैसे कि मजबूत या कमजोर परमाणु बल।

इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव की जैविक उपयोगिता

यह तथ्य कि सकारात्मक और नकारात्मक परमाणु हैं, केवल ज्ञान के स्तर पर ही उपयोगी नहीं है. उदाहरण के लिए, पेशीय और स्नायविक दोनों स्तरों पर, और सभी जैविक कार्यों में, जैविक प्रणालियों के कामकाज में आयन आवश्यक हैं। आइए एक ठोस मामले को देखें जिसमें विद्युत क्षमता मूर्त कृत्यों में बदल जाती है।

जब एक मांसपेशी आराम पर होती है, तो एक्टिन और इसे बनाने वाले मायोसिन के बीच आकर्षक बल बाधित होते हैं। यदि हम एक विशिष्ट गति (जैसे भ्रूभंग) करने की इच्छा विकसित करते हैं, तो हम मस्तिष्क के स्तर पर एक क्रिया क्षमता का उत्सर्जन करते हैं। विद्युत निर्वहन) जो उस मांसपेशी से संबंधित मोटर न्यूरॉन (मोटर न्यूरॉन) की झिल्ली तक न्यूरोनल सिनैप्स के माध्यम से यात्रा करता है जिसे हम चाहते हैं अनुबंध।

ये विद्युत क्षमता मोटर न्यूरॉन को मांसपेशी ऊतक को एक रासायनिक संदेश जारी करने का कारण बनती है, इस क्रम को एसिटाइलकोलाइन की रिहाई में बदलना जो कि झिल्ली के रिसेप्टर्स को बांधता है मांसपेशी। मांसपेशियों की सतह पर झिल्ली क्षमता में यह परिवर्तन कोशिकाओं के भीतर आयन-निर्भर चैनलों को खोलने की अनुमति देता है।, जो चरणों की एक श्रृंखला के बाद कैल्शियम आयनों (Ca 2+) के बड़े पैमाने पर प्रवाह में तब्दील हो जाता है, मांसपेशियों के एक्टिन और मायोसिन की संरचना को बदल देता है और संकुचन की अनुमति देता है।

बायोडाटा

जैसा कि आप देख सकते हैं, इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव या विद्युत बल हर जगह हैं। बिजली न केवल एक प्रकाश बल्ब या बैटरी के व्यवहार को नियंत्रित करती है, बल्कि, शब्द के व्यापक अर्थ में, हमें तंत्रिका संकेतों को प्रसारित करने की अनुमति देती है। हमारे शरीर के सभी भागों के लिए और सबसे प्रभावी तरीके से पर्यावरणीय उत्तेजनाओं का जवाब देना।

अंत में, सब कुछ आवेशों का खेल है: समान आवेश वाले परमाणु या अणु एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, जबकि आवेश वाले परमाणु एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं अलग-अलग आकर्षित होते हैं, आदर्श रूप से एक रैखिक दिशा में एक बल के साथ जो दोनों के जितना करीब होगा निकायों। इन परिसरों के साथ, हम आयनिक और सहसंयोजक या स्वयं कोशिका झिल्ली की क्षमता जैसे बंधनों का वर्णन कर सकते हैं, इसलिए, स्वयं जीवन और जीवित प्राणियों के परमाणु संगठन। बिना किसी शक के, बिजली के बिना हम कुछ भी नहीं हैं।