विद्युत आवेश

विद्युत आवेश, पदार्थ का भौतिक गुण है जो किसी आवेशित पदार्थ को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में रखने पर बल का अनुभव कराता है। विद्युत आवेश धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है (आमतौर पर प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों द्वारा क्रमशः ले जाया जाता है)। समान आवेश एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और विपरीत आवेश एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। जिस वस्तु में शुद्ध आवेश का अभाव होता है उसे उदासीन कहा जाता है। आवेशित पदार्थ कैसे परस्पर क्रिया करता है, इसका प्रारंभिक ज्ञान अब चिरसम्मत विद्युत गतिकी कहलाता है और अभी भी उन समस्याओं के लिए सटीक है जिन पर विचार करने के लिए क्वांटम/प्रमात्रा प्रभावों की आवश्यकता नहीं होती है।

विद्युत आवेश एक संरक्षित गुण है; किसी विलगित निकाय का शुद्ध आवेश ऋणात्मक आवेश में से धनात्मक आवेश की मात्रा घटाकर नहीं बदल सकता है। उपपरमाण्विक कणों द्वारा विद्युत आवेश का वहन किया जाता है। सामान्य पदार्थ में, ऋणात्मक आवेश इलेक्ट्रॉनों द्वारा ले जाया जाता है, और धनात्मक आवेश प्रोटॉन द्वारा परमाणुओं के नाभिक में ले जाया जाता है। यदि पदार्थ के एक टुकड़े में प्रोटॉन की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं, तो उस पर ऋणात्मक आवेश होगा, यदि कम है तो उस पर धनात्मक आवेश होगा, और यदि इसकी संख्या समान है तो यह उदासीन होगा। आवेश की मात्रा निर्धारित है; यह व्यक्तिगत छोटी इकाइयों के पूर्णांक गुणकों में आता है जिन्हें प्राथमिक आवेश कहा जाता है, e लगभग $1.602 coulombs$, जो कि सबसे छोटा आवेश है जो स्वतंत्र रूप से मौजूद हो सकता है (क्वार्क नामक कणों में छोटे आवेश होते हैं, जो 1/3e के गुणज होते हैं, लेकिन वे केवल संयोजन में होते हैं, और हमेशा ऐसे कण बनाते हैं जिनका आवेश e का पूर्णांक गुणज होता है।)प्रोटॉन में +e का आवेश होता है, और इलेक्ट्रॉन पर -e का आवेश होता है।

विद्युत आवेश एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। एक गतिमान आवेश एक चुंबकीय क्षेत्र भी उत्पन्न करता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का संयोजन) के साथ विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया विद्युत चुम्बकीय (या लोरेंत्ज़) बल का स्रोत है, जो भौतिकी में चार मूलभूत बलों में से एक है। आवेशित कणों के बीच फोटोन-मध्यस्थ अंतःक्रियाओं के अध्ययन को क्वांटम विद्युतगतिकी के रूप में जाना जाता है। विद्युत आवेश की SI व्युत्पन्न इकाई कूलम्ब (C) है, जिसका नाम फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी चार्ल्स-ऑगस्टिन डी कूलम्ब के नाम पर रखा गया है। विद्युत अभियन्त्रण में, एम्पीयर-आवर्स (A.H) का उपयोग करना भी आम है। भौतिकी और रसायन विज्ञान में, प्राथमिक आवेश (e) को एक इकाई के रूप में उपयोग करना सामान्य है। रसायन विज्ञान भी फैराडे स्थिरांक का उपयोग करता है, जो प्रति प्राथमिक आवेश पर एक मोल आवेश है। छोटा q संकेत, अक्सर आवेश को दर्शाता है।

अवलोकन
आवेश पदार्थ का एक मौलिक गुण है जो आवेश के साथ किसी अन्य पदार्थ की उपस्थिति में विद्युत्स्थैतिक आकर्षण या प्रतिकर्षण प्रदर्शित करता है। विद्युत आवेश कई उपपरमाण्विक कणों का एक अभिलक्षणिक गुण है।मुक्त खड़े कणों के आवेश प्राथमिक आवेश e के पूर्णांक गुणज होते हैं; हम कहते हैं कि विद्युत आवेश को परिमाणित किया जाता है। माइकल फैराडे ने अपने विद्युतपघटन प्रयोगों में विद्युत आवेश की असतत प्रकृति की टिप्पणी करने वाले पहले व्यक्ति थे। रॉबर्ट मिलिकन के तेल ड्रॉप प्रयोग ने इस तथ्य को प्रत्यक्ष रूप से प्रदर्शित किया और प्रारंभिक आवेश को मापा। यह पता चला है कि एक प्रकार के कण, क्वार्क का आंशिक आवेश −1/3 या +2/3 होता है, लेकिन यह माना जाता है कि वे हमेशा समाकलन आवेश के गुणजों में होते हैं; मुक्त खड़े क्वार्क कभी नहीं देखे गए हैं।

परंपरा के अनुसार, एक इलेक्ट्रॉन का ऋणात्मक आवेश -e होता है, जबकि एक प्रोटॉन का धनात्मक आवेश +e होता है। आवेशित कण जिनके आवेशों का चिन्ह समान होता है वे एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, और आवेशों के विभिन्न चिन्हों वाले कण आकर्षित होते हैं। कूलम्ब का नियम दो कणों के बीच विद्युत्स्थैतिक बल को यह कहते हुए परिभाषित करता है कि बल उनके आवेशों के उत्पाद के समानुपाती होता है, और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। एक प्रतिकण का आवेश संबंधित कण के आवेश के बराबर होता है, लेकिन इसके विपरीत चिन्ह होता है।

स्थूल वस्तु का विद्युत आवेश इसे बनाने वाले कणों के विद्युत आवेशों का योग होता है। यह चार्ज अक्सर छोटा होता है, क्योंकि पदार्थ परमाणुओं से बना होता है, और परमाणुओं में आम तौर पर समान संख्या में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन होते हैं, इस स्थिति में उनका आवेश रद्द हो जाता है, शून्य का शुद्ध आवेश उत्पन्न होता है, इससे परमाणु उदासीन हो जाता है।

एक आयन एक परमाणु (या परमाणुओं का समूह) है जिसने एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों को खो दिया है, इसे एक शुद्ध धनात्मक आवेश (धनायन) दे रहा है, या जिसने एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त किया है, जिससे यह एक शुद्ध धनात्मक आवेश (धनायन) दे रहा है। शुद्ध ऋणात्मक आवेश (आयन) दिया जाता है। एकपरमाणुक आयन एकल परमाणुओं से बनते हैं, जबकि बहुपरमाणुक आयन दो या दो से अधिक परमाणुओं से बनते हैं जो एक साथ बंधे होते हैं, प्रत्येक मामले में एक सकारात्मक या नकारात्मक शुद्ध आवेश के साथ एक आयन का उत्पादन होता है।

स्थूलीय वस्तुओं के निर्माण के दौरान, घटक परमाणु और आयन आमतौर पर उदासीन आयनिक यौगिकों से बनी संरचनाएं बनाने के लिए विद्युत रूप से उदासीन परमाणुओं से बंधे होते हैं। इस प्रकार स्थूलीय वस्तुएं समग्र रूप से उदासीन होती हैं, लेकिन स्थूलीय वस्तुएं शायद ही कभी पूरी तरह से शुद्ध उदासीन होती हैं।

कभी-कभी स्थूल वस्तुओं में आयन पुरे पदार्थ में वितरित होते हैं, दृढ़ता से बंधे होते हैं, जिससे वस्तु को एक समग्र शुद्ध सकारात्मक या नकारात्मक आवेश मिलता है।इसके अलावा, प्रवाहकीय तत्वों से बनी स्थूल वस्तुएं कम या ज्यादा आसानी से (तत्व के आधार पर) इलेक्ट्रॉनों को ले या छोड़ सकती हैं, और फिर अनिश्चित काल तक शुद्ध नकारात्मक या सकारात्मक आवेश बनाए रख सकती हैं। जब किसी वस्तु का शुद्ध विद्युत आवेश शून्य और स्थिर होता है, तो इस घटना को स्थैतिक विद्युत कहा जाता है। इसे दो अलग-अलग सामग्रियों को एक साथ रगड़ कर आसानी से उत्पादित किया जा सकता है, जैसे एम्बर को फर या कांच के साथ रेशम से रगड़ना। इस तरह, गैर-प्रवाहकीय सामग्रियों को काफी हद तक सकारात्मक या नकारात्मक रूप से आवेशित किया जा सकता है। एक पदार्थ से ले जाया गया आवेश दूसरी पदार्थ में ले जाया जाता है, जो समान परिमाण के विपरीत आवेश को दोहराता है। आवेश के संरक्षण का नियम हमेशा ऋणात्मक आवेश वाली वस्तु से समान परिमाण के धनात्मक आवेश पर लागू होता है, और इसके विपरीत।

यहां तक ​​कि जब किसी वस्तु का शुद्ध आवेश शून्य होता है, तब भी आवेश को वस्तु में असमान रूप से वितरित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र या बाध्य ध्रुवीय अणुओं के कारण)। इन मामलों में, वस्तु को ध्रुवीकृत कहा जाता है। ध्रुवीकरण के कारण आवेश को बाध्य आवेश के रूप में जाना जाता है, जबकि वस्तु के बाहर से प्राप्त या खोए हुए इलेक्ट्रॉनों द्वारा उत्पन्न आवेश को मुक्त आवेश कहा जाता है। एक निश्चित दिशा में प्रवाहकीय धातुओं में इलेक्ट्रॉनों की गति को विद्युत धारा कहा जाता है।

इकाइयाँ
विद्युत आवेश की मात्रा का SI व्युत्पन्न मात्रक कूलम्ब है (प्रतीक: C)। कूलम्ब को उस आवेश की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक एम्पीयर को एक सेकंड के लिए ले जाने वाले विद्युत संवाहक के अनुप्रस्थ काट से होकर गुजरता है। यह इकाई 1946 में प्रस्तावित की गई थी और 1948 में इसकी पुष्टि की गई थी। छोटा q प्रतीक अक्सर विद्युत आवेश की मात्रा को दर्शाने के लिए प्रयोग किया जाता है। विद्युत आवेश की मात्रा को सीधे एक विद्युतमापी से या परोक्ष रूप से एक बैलिस्टिक गैल्वेनोमीटर से मापा जा सकता है।

प्राथमिक आवेश (प्रोटॉन का विद्युत आवेश) को SI मात्रकों के निकाय में एक मूलभूत स्थिरांक के रूप में परिभाषित किया जाता है। प्राथमिक आवेश का मान, जब SI इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, ठीक होता है।

आवेश के परिमाणित चरित्र की खोज के बाद, 1891 में जॉर्ज स्टोनी ने विद्युत आवेश की इस मौलिक इकाई के लिए 'इलेक्ट्रॉन' इकाई का प्रस्ताव रखा। जे जे थॉमसन ने बाद में उस कण की खोज की जिसे अब हम 1897 में इलेक्ट्रॉन कहते हैं। इकाई को आज प्राथमिक आवेश, आवेश की मौलिक इकाई या केवल e के रूप में निरूपित किया जाता है। आवेश का माप प्रारंभिक आवेश e का गुणज होना चाहिए, भले ही आवेश का द्रव्यमान एक स्थिर मात्रा के रूप में व्यवहार करता प्रतीत हो। कुछ संदर्भों में प्राथमिक प्रभार के अंशों का उल्लेख करना उचित है; उदाहरण के लिए, फ्रैक्शनल क्वांटम हॉल इफेक्ट में।

यूनिट फैराडे का उपयोग कभी-कभी विद्युत रसायन में भी किया जाता है। एक फैराडे इलेक्ट्रॉनों के एक मोल के आवेश का परिमाण है, 96485.33289(59) C।

सीजीएस (CGS) प्रणाली में, विद्युत आवेश को तीन यांत्रिक मात्राओं के संयोजन के रूप में व्यक्त किया जाता है: लंबाई, द्रव्यमान और समय, एसआई (SI) के विपरीत, जिसमें एक स्वतंत्र विद्युत चुम्बकीय आयाम शामिल होता है।

इतिहास
प्राचीन काल से, लोग चार प्रकार की घटनाओं से परिचित थे कि आज सभी को विद्युत आवेश की अवधारणा का उपयोग करके समझाया जाएगा: (a) बिजली, (b) टारपीडो मछली (या विद्युतकी किरण), (c) सेंट एल्मो की आग, और (d) एम्बर को फर से रगड़ने से छोटी, हल्की वस्तुओं को आकर्षित किया जाना। एम्बर प्रभाव का पहला कारण अक्सर प्राचीन यूनानी गणितज्ञ थेल्स ऑफ मिलेटस को दिया जाता है, जो (c.624 - c.546 BC) ईसा पूर्व, लेकिन यह संदिग्ध है कि क्या थेल्स ने कोई लेखन छोड़ दिया था; उनके ऐम्बर के कारणों का पता 200 के दशक की शुरुआत के एक लेख से चलता है। इस खाते को इस बात के प्रमाण के रूप में लिया जा सकता है कि घटना को कम से कम 600 ईसा पूर्व, लेकिन थेल्स ने इस घटना की व्याख्या निर्जीव वस्तुओं में आत्मा के प्रमाण के रूप में की। दूसरे शब्दों में, विद्युत आवेश की किसी अवधारणा का कोई संकेत नहीं था। आम तौर पर, प्राचीन यूनानियों ने इन चार प्रकार की घटनाओं के बीच संबंध को नहीं समझा। यूनानियों ने देखा कि आवेशित एम्बर बटन हल्की वस्तुओं जैसे बालों को आकर्षित कर सकते हैं। उन्होंने यह भी पाया कि अगर वे लंबे समय तक एम्बर को रगड़ते हैं, तो उन्हें कूदने के लिए एक विद्युत चिंगारी भी मिल सकती है, लेकिन यह भी दावा है कि 17 वीं शताब्दी के अंत तक विद्युत चिंगारी का कोई उल्लेख नहीं हुआ। यह संपत्ति घर्षणविद्युत प्रभाव से प्राप्त होती है। 1100 के दशक के उत्तरार्ध में, पदार्थ जेट, कोयले का एक संकुचित रूप, एक एम्बर प्रभाव के लिए टिप्पणी की गयी थी, और 1500 के दशक के मध्य में, गिरोलामो फ्रैकास्टोरो ने पाया कि डायमंड ने भी यह प्रभाव दिखाया। इस घटना के लिए स्पष्टीकरण विकसित करने के लिए Fracastoro और अन्य, विशेष रूप से Gerolamo Cardano द्वारा कुछ प्रयास किए गए थे।

खगोल विज्ञान, यांत्रिकी और प्रकाशिकी के विपरीत, जो प्राचीनता के बाद से मात्रात्मक रूप से अध्ययन किया गया था, विद्युत घटनाओं में चल रहे गुणात्मक और मात्रात्मक अनुसंधान की शुरुआत को 1600 में अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम गिल्बर्ट द्वारा डी मैगेटे के प्रकाशन के साथ चिह्नित किया जा सकता है। इस पुस्तक में, एक छोटा सा खंड था जहां गिल्बर्ट एम्बर प्रभाव में लौट आए (जैसा कि उन्होंने इसे बुलाया था) पहले के कई सिद्धांतों को संबोधित करते हुए, और नए लैटिन शब्द विद्युत से गढ़ा (ἤλεκτρον ēlektron), एम्बर के लिए ग्रीक शब्द लैटिन शब्द का अंग्रेजी में अनुवाद किया गया था. गिल्बर्ट को इलेक्ट्रिकल शब्द का भी श्रेय दिया जाता है, जबकि विद्युतशब्द बाद में आया, पहले 1646 से अपने स्यूडोडॉक्सिया एपिडेमिका में सर थॉमस ब्राउन को जिम्मेदार ठहराया। (अधिक भाषाई विवरण के लिए विद्युतकी व्युत्पत्ति देखें।) गिल्बर्ट ने परिकल्पना की कि इस एम्बर प्रभाव को एक एफ्लुवियम (कणों की एक छोटी धारा जो विद्युत वस्तु से बहती है, इसके थोक या वजन को कम किए बिना) द्वारा समझाया जा सकता है जो अन्य वस्तुओं पर कार्य करता है।17 वीं और 18 वीं शताब्दी में एक भौतिक इलेक्ट्रिकल इफ्लुवियम का यह विचार प्रभावशाली था। यह 18 वीं शताब्दी में इलेक्ट्रिक द्रव (ड्यूफे, नोललेट, फ्रैंकलिन) और इलेक्ट्रिक चार्ज के बारे में विकसित विचारों का अग्रदूत था।

लगभग 1663 ओटो वॉन गुइरिके ने आविष्कार किया कि शायद पहला इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर क्या था, लेकिन उन्होंने इसे मुख्य रूप से एक विद्युत उपकरण के रूप में नहीं पहचाना और केवल इसके साथ न्यूनतम विद्युत प्रयोग किए। अन्य यूरोपीय पायनियर रॉबर्ट बॉयल थे, जिन्होंने 1675 में अंग्रेजी में पहली पुस्तक प्रकाशित की थी जो पूरी तरह से विद्युत घटनाओं के लिए समर्पित थी। उनका काम काफी हद तक गिल्बर्ट के अध्ययन की पुनरावृत्ति था, लेकिन उन्होंने कई और इलेक्ट्रिक्स की भी पहचान की, और दो निकायों के बीच पारस्परिक आकर्षण का उल्लेख किया।

1729 में स्टीफन ग्रे स्थिर विद्युत के साथ प्रयोग कर रहे थे, जिसे उन्होंने एक ग्लास ट्यूब का उपयोग करके उत्पन्न किया।उन्होंने देखा कि ट्यूब को धूल और नमी से बचाने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक कॉर्क भी विद्युतीकृत (चार्ज) हो गया। आगे के प्रयोगों (जैसे, इसमें पतली छड़ें डालकर कॉर्क का विस्तार करना) दिखाया गया था - पहली बार - कि विद्युत एफ्लुविया (जैसा कि ग्रे कहा जाता है) को दूरी पर प्रेषित (संचालित) किया जा सकता है।ग्रे सुतली (765 फीट) और तार (865 फीट) के साथ चार्ज संचारित करने में कामयाब रहा। इन प्रयोगों के माध्यम से, ग्रे ने विभिन्न सामग्रियों के महत्व की खोज की, जो विद्युत एफ्लुविया के चालन की सुविधा या बाधा डालते हैं। जॉन थियोफिलस देसागुलियर्स, जिन्होंने ग्रे के कई प्रयोगों को दोहराया, इन प्रयोगों में विभिन्न सामग्रियों के प्रभावों को संदर्भित करने के लिए कंडक्टर और इंसुलेटरों को गढ़ा करने के लिए श्रेय दिया जाता है। ग्रे ने विद्युत प्रेरण की भी खोज की (यानी, जहां चार्ज को एक वस्तु से दूसरे प्रत्यक्ष भौतिक संपर्क के बिना दूसरे में प्रेषित किया जा सकता है)। उदाहरण के लिए, उन्होंने दिखाया कि एक आवेशित ग्लास ट्यूब को करीब लाकर, लेकिन स्पर्श नहीं, सीसे की एक गांठ जो एक धागे से बनी हुई थी, यह संभव था कि लीड को विद्युतीकृत किया जाए (जैसे, पीतल के फाइलिंग को आकर्षित करने और उसे पीछे छोड़ने के लिए)। उन्होंने इस घटना को इलेक्ट्रिकल इफ्लुविया के विचार के साथ समझाने का प्रयास किया।

ग्रे की खोजों ने विद्युत आवेश के बारे में ज्ञान के ऐतिहासिक विकास में एक महत्वपूर्ण बदलाव पेश किया। तथ्य यह है कि विद्युत एफ्लुविया को एक वस्तु से दूसरे में स्थानांतरित किया जा सकता है, ने सैद्धांतिक संभावना को खोला कि यह संपत्ति उन निकायों से अविभाज्य रूप से जुड़ी नहीं थी जो रगड़ द्वारा विद्युतीकृत किए गए थे। 1733 में, ग्रे के काम से प्रेरित चार्ल्स फ्रांस्वा डे सिस्टर्नय डू फे, ने प्रयोगों की एक श्रृंखला बनाई (मेमोइरस डी एल'एकैमी रोयाले डेस साइंसेज में रिपोर्ट की गई), जिसमें दिखाया गया है कि कम या ज्यादा सभी पदार्थों को रगड़ द्वारा 'विद्युतीकृत' किया जा सकता है, धातुओं को छोड़कर, धातुओं को छोड़कर, धातुओं को छोड़कर और तरल पदार्थ और प्रस्तावित किया कि विद्युत दो किस्मों में आती है जो एक दूसरे को रद्द करती हैं, जो उन्होंने दो-फ्लुइड सिद्धांत के संदर्भ में व्यक्त की थी। जब कांच को रेशम के साथ रगड़ दिया गया था, तो डु फे ने कहा कि कांच पर विट्रीस विद्युतका आरोप लगाया गया था, और, जब एम्बर को फर के साथ रगड़ दिया गया था, तो एम्बर पर राल विद्युतका आरोप लगाया गया था। समकालीन समझ में, सकारात्मक चार्ज को अब रेशम के कपड़े के साथ रगड़ने के बाद कांच की छड़ के चार्ज के रूप में परिभाषित किया गया है, लेकिन यह मनमाना है कि किस प्रकार के चार्ज को सकारात्मक कहा जाता है और जिसे नकारात्मक कहा जाता है। इस समय से एक और महत्वपूर्ण दो-फ्लुइड सिद्धांत जीन-एंटोइन नोललेट (1745) द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

लगभग 1745 तक, विद्युत आकर्षण और प्रतिकर्षण के लिए मुख्य स्पष्टीकरण यह विचार था कि विद्युतीकृत निकायों ने एक इफ्लुवियम को बंद कर दिया। बेंजामिन फ्रैंकलिन ने 1746 के अंत में विद्युत प्रयोग शुरू किए, और 1750 तक विद्युतका एक-द्रव सिद्धांत विकसित किया था, एक प्रयोग के आधार पर जिसमें दिखाया गया था कि एक रगड़ कांच को समान, लेकिन विपरीत, चार्ज ताकत के रूप में चार्ज के रूप में कांच को रगड़ने के लिए उपयोग किया जाता है। फ्रैंकलिन ने विद्युतकी कल्पना की है, जो सभी मामले में मौजूद अदृश्य तरल पदार्थ का एक प्रकार है;उदाहरण के लिए, उनका मानना था कि यह एक लेडेन जार में कांच था जो संचित चार्ज को रखता था।उन्होंने कहा कि इंसुलेटिंग सतहों को एक साथ रगड़ने के कारण इस तरल पदार्थ को स्थान बदल दिया गया, और यह कि इस द्रव का प्रवाह एक विद्युत प्रवाह का गठन करता है। उन्होंने यह भी कहा कि किसी पदार्थ की अधिकता होने पर वह धनावेशित होता है और कमी होने पर ऋणात्मक आवेशित होता है। उन्होंने अपने विदेशी सहयोगी पीटर कोलिन्सन से प्राप्त ग्लास ट्यूबों के साथ एक प्रयोग करने के बाद ग्लास विद्युतके साथ सकारात्मक और राल विद्युतके साथ नकारात्मक शब्द की पहचान की। प्रयोग में, प्रतिभागी A ने ग्लास ट्यूब को चार्ज किया और प्रतिभागी B को आवेश ट्यूब से पोर को झटका लगा। फ्रैंकलिन ने प्रतिभागी B को ट्यूब से एक झटके के बाद सकारात्मक रूप से आवेश होने के लिए पहचाना। फ्रेंकलिन ने प्रतिभागी B को ट्यूब से हैरान होने के बाद सकारात्मक रूप से आरोपित किया। इस बारे में कुछ अस्पष्टता है कि क्या विलियम वॉटसन स्वतंत्र रूप से एक ही समय (1747) के आसपास एक ही एक-फ्लुइड स्पष्टीकरण पर पहुंचे थे।वाटसन, कोलिन्सन को फ्रैंकलिन के पत्र को देखने के बाद, दावा करते हैं कि उन्होंने स्प्रिंग 1747 में फ्रैंकलिन के समान स्पष्टीकरण प्रस्तुत किया था। फ्रैंकलिन ने अपने स्वयं के प्रयोगों और विश्लेषण करने से पहले वॉटसन के कुछ कार्यों का अध्ययन किया था, जो शायद फ्रैंकलिन के स्वयं के सिद्धांत के लिए महत्वपूर्ण था। एक भौतिक विज्ञानी का सुझाव है कि वॉटसन ने पहले एक-फ्लुइड सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, जिसे फ्रैंकलिन ने तब और अधिक प्रभावशाली रूप से विस्तार से बताया। विज्ञान के एक इतिहासकार का तर्क है कि वॉटसन ने अपने विचारों और फ्रैंकलिन के बीच एक सूक्ष्म अंतर को याद किया, ताकि वॉटसन ने फ्रैंकलिन के समान होने के नाते अपने विचारों को गलत समझा। किसी भी मामले में, वॉटसन और फ्रैंकलिन के बीच कोई दुश्मनी नहीं थी, और 1747 की शुरुआत में तैयार किए गए इलेक्ट्रिकल एक्शन के फ्रैंकलिन मॉडल, अंततः उस समय व्यापक रूप से स्वीकार किए गए थे। फ्रैंकलिन के काम के बाद, एफ्लुविया-आधारित स्पष्टीकरण शायद ही कभी आगे रखे गए थे।

अब यह ज्ञात है कि फ्रैंकलिन मॉडल मौलिक रूप से सही था। केवल एक प्रकार का विद्युत आवेश है, और चार्ज की मात्रा का ट्रैक रखने के लिए केवल एक चर की आवश्यकता होती है।

1800 तक केवल इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज का उपयोग करके विद्युत आवेश के चालन का अध्ययन करना संभव था। 1800 में एलेसेंड्रो वोल्टा यह दिखाने वाला पहला था कि चार्ज को एक बंद रास्ते के माध्यम से निरंतर गति में बनाए रखा जा सकता है।

1833 में, माइकल फैराडे ने किसी भी संदेह को दूर करने की मांग की कि विद्युतसमान है, जिस स्रोत के द्वारा इसका उत्पादन किया जाता है। उन्होंने विभिन्न प्रकार के ज्ञात रूपों पर चर्चा की, जिन्हें उन्होंने सामान्य विद्युत(जैसे, स्थैतिक बिजली, पीज़ोइलेक्ट्रिसिटी, चुंबकीय प्रेरण), वोल्टिक विद्युत(जैसे, एक वोल्टिक ढेर से विद्युत प्रवाह), और पशु विद्युत(जैसे, बायोइलेक्ट्रिकिटी) के रूप में विशेषता दी।

1838 में, फैराडे ने एक प्रश्न प्रस्तुत किया कि क्या विद्युत एक तरल पदार्थ है या एक तरल पदार्थ या गुरुत्वाकर्षण जैसे पदार्थ की संपत्ति है। उन्होंने जांच की कि क्या मामले पर स्वतंत्र रूप से एक भी आरोप लगाया जा सकता है। वह इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि विद्युत आवेश दो या दो से अधिक निकायों के बीच का संबंध था क्योंकि वह एक शरीर को दूसरे में विपरीत आवेश के बिना आवेश नहीं कर सकता था। 1838 में, फैराडे ने एक, दो या कोई तरल पदार्थ से उत्पन्न होने वाली उदासीनता को व्यक्त करते हुए विद्युत बल की सैद्धांतिक व्याख्या भी प्रस्तुत की। उन्होंने इस विचार पर ध्यान केंद्रित किया कि कणों की सामान्य स्थिति गैर-ध्रुवीकृत होनी चाहिए, और जब ध्रुवीकृत हो जाते हैं, तो वे अपनी प्राकृतिक, गैर-ध्रुवीकृत अवस्था में वापस आ जाते हैं।

विद्युत चुम्बकीय (1850 के दशक के मध्य में) के लिए एक क्षेत्र सिद्धांत दृष्टिकोण विकसित करने में, जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने विद्युत आवेश को एक विशेष पदार्थ के रूप में मानना बंद कर दिया जो वस्तुओं में जमा हो जाता है और क्षेत्र में ऊर्जा के परिवर्तन के लिए जिम्मेदार होता है। परिणामस्वरूप विद्युत आवेश का आभास होने लगता है। इस पूर्व-क्वांटम समझ ने सूक्ष्म स्तर पर भी विद्युत आवेश के परिमाण को एक सतत मात्रा माना।

स्थैतिक विद्युत में आवेश की भूमिका
स्थैतिक विद्युत एक वस्तु के विद्युत आवेश और संबंधित स्थिरवैद्युत निर्वहन को संदर्भित करती है, जब दो वस्तुओं को एक साथ लाया जाता है जो संतुलन पर नहीं होती हैं। एक स्थिरवैद्युत निर्वहन दो वस्तुओं में से प्रत्येक के आवेश को बदल देता है।

घर्षण द्वारा विद्युतीकरण
जब कांच का एक टुकड़ा और राल का एक टुकड़ा - जिनमें से कोई भी विद्युत गुणों को प्रदर्शित नहीं करता है - को एक साथ रगड़ कर रगड़ी गई सतहों के संपर्क में छोड़ दिया जाता है, तब भी वे कोई विद्युत गुण प्रदर्शित नहीं करते हैं। अलग होने पर ये एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं।

कांच के दूसरे टुकड़े को राल के दूसरे टुकड़े से रगड़ा जाता है, फिर अलग किया जाता है और कांच और राल के पुराने टुकड़ों के पास निलंबित कर दिया जाता है, जिससे ये घटनाएं होती हैं:
 * कांच के दो टुकड़े एक दूसरे को पीछे हटाते हैं।
 * कांच का प्रत्येक टुकड़ा राल के प्रत्येक टुकड़े को आकर्षित करता है।
 * राल के दो टुकड़े एक दूसरे को पीछे हटाते हैं।

यह आकर्षण और प्रतिकर्षण एक विद्युत घटना है, और जो वस्तुएँ उन्हें प्रदर्शित करती हैं, उन्हें विद्युतीकृत या विद्युत आवेशित कहा जाता है। निकायों को कई अन्य तरीकों से विद्युतीकृत किया जा सकता है, साथ ही घर्षण से भी। कांच के दो टुकड़ों के विद्युत गुण समान हैं लेकिन राल के दो टुकड़ों के विपरीत हैं:कांच आकर्षित करता है कि क्या राल आकर्षित करता है और कौन सा राल आकर्षित करता है।

यदि कोई वस्तु किसी भी तरह से विद्युतीकृत होती है जो कांच की तरह व्यवहार करती है, अर्थात यदि वह कांच को पीछे हटाती है और राल की ओर आकर्षित होती है, तो शरीर को कांच द्वारा विद्युतीकृत कहा जाता है, और यदि वह कांच की ओर आकर्षित होता है। और राल को पीछे हटाता है, इसे राल से विद्युतीकृत कहा जाता है। सभी विद्युतीकृत निकाय या तो कांच के रूप में या राल से विद्युतीकृत होते हैं।

वैज्ञानिक समुदाय में एक स्थापित सम्मेलन ने कांच के विद्युतीकरण को सकारात्मक और राल के विद्युतीकरण को नकारात्मक के रूप में परिभाषित किया है।दो प्रकार के विद्युतीकरण के ठीक विपरीत गुण हमें उन्हें विपरीत संकेतों द्वारा निरूपित करने के लिए उचित ठहराते हैं, लेकिन सकारात्मक संकेत के आवेदन को दूसरे प्रकार के बजाय एक मनमाना सम्मेलन के रूप में माना जाना चाहिए - जैसा कि दाहिने हाथ के मामले में है सकारात्मक। दूरियों की गणना के लिए गणितीय आरेखों में सम्मेलन।

विद्युतीकृत निकाय और विद्युतीकृत निकाय के बीच कोई बल, आकर्षण या प्रतिकर्षण नहीं देखा जा सकता है।

विद्युत प्रवाह में आवेश की भूमिका
विद्युत धारा किसी वस्तु के माध्यम से विद्युत आवेश का प्रवाह है। सबसे आम आवेश वाहक, धनात्मक आवेशित प्रोटॉन और ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन होते हैं। इनमें से किसी भी आवेशित कण की गति से विद्युत धारा उत्पन्न होती है। कई स्थितियों में, पारंपरिक धारा की बात करना ही पर्याप्त है, चाहे वह पारंपरिक धारा की दिशा में चलने वाले धनात्मक आवेशों द्वारा या विपरीत दिशा में जाने वाले ऋणात्मक आवेशों द्वारा वहन किया जाए। यह स्थूल दृष्टिकोण एक सन्निकटन है जो विद्युत चुम्बकीय अवधारणाओं और गणनाओं को सरल करता है।

विपरीत चरम पर, यदि कोई सूक्ष्म अवस्था को देखता है, तो कोई यह देखता है कि विद्युत प्रवाह को ले जाने के कई तरीके हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह भी शामिल है; इलेक्ट्रॉन छिद्रों का एक प्रवाह जो सकारात्मक कणों की तरह कार्य करता है; और दोनों ऋणात्मक और धनात्मक कण (आयन या अन्य आवेशित कण) इलेक्ट्रोलाइटिक घोल या प्लाज्मा में विपरीत दिशाओं में प्रवाहित होते हैं।

ध्यान रखें कि, धातु के तारों के सामान्य और महत्वपूर्ण मामले में, पारंपरिक धारा की दिशा वास्तविक आवेश वाहकों के बहाव वेग के विपरीत होती है; यानी इलेक्ट्रॉन। यह शुरुआती लोगों के लिए भ्रम का स्रोत है।

विद्युत आवेश का संरक्षण
किसी विलगित निकाय का कुल विद्युत आवेश स्थिर रहता है भले ही निकाय में कोई परिवर्तन हो। यह नियम भौतिकी के लिए ज्ञात सभी प्रक्रियाओं में निहित है और इसे स्थानीय स्तर पर तरंग कार्य के गेज इनवेरिएंस से प्राप्त किया जा सकता है। आवेश के संरक्षण के परिणामस्वरूप आवेश-वर्तमान निरंतरता समीकरण होता है। अधिक आम तौर पर, एकीकरण की मात्रा के भीतर आवेश घनत्व ρ के परिवर्तन की दर वर्तमान घनत्व J पर बंद सतह S = ∂V के अभिन्न क्षेत्र के बराबर होती है, जो बदले में शुद्ध धारा के बराबर होती है I :

इस प्रकार,विद्युत आवेश का संरक्षण, जैसा कि निरंतरता समीकरण द्वारा व्यक्त किया गया है, परिणाम देता है:
 * $$I = -\frac{\mathrm{d}q}{\mathrm{d}t}.$$

आवेश समय के बीच स्थानांतरित किया गया $$t_\mathrm{i}$$ तथा $$t_\mathrm{f}$$ दोनों पक्षों को एकीकृत करके प्राप्त किया जाता है:
 * $$q = \int_{t_{\mathrm{i}}}^{t_{\mathrm{f}}} I\, \mathrm{d}t $$

जहां I एक बंद सतह के माध्यम से शुद्ध बाहरी वर्तमान है और q सतह द्वारा परिभाषित मात्रा के भीतर निहित विद्युत आवेश है।

सापेक्षकीय निश्चरता
विद्युत चुंबकत्व के बारे में लेखों में वर्णित गुणों के अलावा, आवेश एक सापेक्षतावादी अपरिवर्तनीय है। इसका अर्थ यह है कि जिस कण का आवेश q होता है, उसका आवेश समान होता है, चाहे वह कितनी भी तेज गति से यात्रा कर रहा हो। इस गुण को प्रयोगात्मक रूप से यह दिखा कर सत्यापित किया गया है कि एक हीलियम नाभिक (दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन एक नाभिक में एक साथ बंधे होते हैं और उच्च गति से घूमते हैं) में दो ड्यूटेरियम नाभिक (एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन एक साथ बंधे होते हैं, लेकिन वे एक हीलियम नाभिक में होने की तुलना में बहुत धीमी गति से आगे बढ़ते हैं) के समान आवेश होता है।

यह भी देखें

 * SI विद्युत चुंबकत्व इकाइयाँ
 * वर्ण आवेश
 * आंशिक आवेश

बाहरी संबंध

 * How fast does a charge decay?
 * How fast does a charge decay?

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