Potential Energy आपने देखा होगा कि जब कोई पत्थर ऊँचाई पर रखा होता है, तो उसमें गिरने की क्षमता होती है।
इसी क्षमता को हम स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy) कहते हैं।
ठीक इसी तरह, Electrostatics में भी जब कोई विद्युत आवेश किसी विद्युत क्षेत्र में किसी स्थिति पर रखा जाता है, तो उसमें भी ऊर्जा संचित होती है।
इसे ही हम Electrostatic Potential Energy (वैद्युत स्थितिज ऊर्जा) कहते हैं।
🎓 gurugyanam.online का उद्देश्य है कि आप इसे रटें नहीं, बल्कि जीवन से जोड़कर समझें।
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⚡ Potential Energy क्या है?
(What is Potential Energy)
किसी बल क्षेत्र (जैसे विद्युत क्षेत्र) मेंकिसी वस्तु या आवेश की स्थिति के कारणजो ऊर्जा संचित होती है,उसे स्थितिज ऊर्जा कहते हैं।
सरल शब्दों में:
👉 स्थिति बदलने की क्षमता = स्थितिज ऊर्जा
🔹 वैद्युत स्थितिज ऊर्जा (Electrostatic Potential Energy)
जब कोई आवेश किसी दूसरे आवेश या विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में हो, तो उसमें जो ऊर्जा होती है, उसे वैद्युत स्थितिज ऊर्जा कहते हैं।
📐 दो बिंदु आवेशों की स्थितिज ऊर्जा
यदि दो बिंदु आवेश (q_1) और (q_2) दूरी (r) पर स्थित हों, तो उनकी वैद्युत स्थितिज ऊर्जा:
[
U = k \frac{q_1 q_2}{r}
]
जहाँ
- (k = 9 \times 10^9 , Nm^2/C^2)
👉 विशेष बातें:
- समान आवेश → (U) धनात्मक
- विपरीत आवेश → (U) ऋणात्मक
- दूरी बढ़ने पर ऊर्जा घटती है
📌 यह सूत्र Numericals में बहुत बार आता है।
🔹 Potential Energy और Electric Potential का संबंध
[
U = qV
]
जहाँ
- (U) = स्थितिज ऊर्जा
- (q) = आवेश
- (V) = वैद्युत विभव
👉 यह संबंध छोटा लेकिन बहुत शक्तिशाली है।
🔹 Electric Dipole की स्थितिज ऊर्जा
जब Electric Dipole को समान विद्युत क्षेत्र में रखा जाता है:
[
U = -\vec{p} \cdot \vec{E}
]
या
[
U = -pE\cos\theta
]
👉
- (\theta = 0^\circ) → ऊर्जा न्यूनतम (स्थिर संतुलन)
- (\theta = 180^\circ) → ऊर्जा अधिकतम (अस्थिर संतुलन)
📌 यह Concept Board + Competitive दोनों के लिए महत्वपूर्ण है।
📊 स्थितिज ऊर्जा का ग्राफ
- दूरी बढ़ने पर (U) घटती है
- समान आवेशों के लिए ग्राफ ऊपर की ओर
- विपरीत आवेशों के लिए नीचे की ओर
👉 Graph आधारित प्रश्न भी पूछे जाते हैं।
🧠 स्थितिज ऊर्जा क्यों महत्वपूर्ण है?
✔️ बल के बिना ऊर्जा का विश्लेषण
✔️ स्थिर और अस्थिर संतुलन समझने में मदद
✔️ Electric Dipole और Capacitor की नींव
✔️ Energy-based Numericals आसान
📝 परीक्षा की दृष्टि से महत्वपूर्ण बिंदु
✔️ सूत्र सही चिन्ह (+/–) के साथ
✔️ U = qV संबंध अवश्य याद रखें
✔️ Dipole की ऊर्जा में cosθ का अर्थ
✔️ संतुलन (Stable/Unstable) पर ध्यान
📌 यह अध्याय UP Board में 3–5 अंक तक आता है।
🌍 दैनिक जीवन से उदाहरण
- बैटरी में संचित ऊर्जा
- Capacitor में ऊर्जा
- अणुओं में ऊर्जा व्यवस्था
- माइक्रोवेव ओवन (Dipole ऊर्जा)
Q1. Potential Energy क्या है?
Ans. स्थिति के कारण संचित ऊर्जा
Q2. वैद्युत स्थितिज ऊर्जा क्या है?
Ans. आवेश की स्थिति के कारण ऊर्जा
Q3. इसकी SI इकाई क्या है?
Ans. जूल (J)
Q4. दो आवेशों की ऊर्जा का सूत्र?
Ans. (U = kq_1q_2/r)
Q5. क्या यह स्केलर राशि है?
Ans. हाँ
Q6. समान आवेशों की ऊर्जा कैसी होती है?
Ans. धनात्मक
Q7. विपरीत आवेशों की ऊर्जा कैसी होती है?
Ans. ऋणात्मक
Q8. दूरी बढ़ाने पर ऊर्जा का क्या होगा?
Ans. घटेगी
Q9. U और V का संबंध क्या है?
Ans. (U = qV)
Q10. क्या ऊर्जा शून्य हो सकती है?
Ans. हाँ
Q11. अनंत दूरी पर ऊर्जा कितनी होती है?
Ans. शून्य (संदर्भ)
Q12. Dipole की ऊर्जा का सूत्र?
Ans. (U = -pE\cos\theta)
Q13. न्यूनतम ऊर्जा कब होती है?
Ans. (\theta = 0^\circ)
Q14. अधिकतम ऊर्जा कब होती है?
Ans. (\theta = 180^\circ)
Q15. क्या ऊर्जा ऋणात्मक हो सकती है?
Ans. हाँ
Q16. क्या माध्यम बदलने से ऊर्जा बदलती है?
Ans. हाँ
Q17. क्या यह बल पर निर्भर है?
Ans. अप्रत्यक्ष रूप से
Q18. क्या यह अध्याय स्कोरिंग है?
Ans. हाँ
Q19. क्या Numericals आते हैं?
Ans. बहुत
Q20. क्या ग्राफ पूछे जाते हैं?
Ans. कभी-कभी
Q21. क्या यह Capacitor से जुड़ा है?
Ans. हाँ
Q22. क्या ऊर्जा और कार्य संबंधित हैं?
Ans. हाँ
Q23. स्थिर संतुलन क्या है?
Ans. न्यूनतम ऊर्जा स्थिति
Q24. अस्थिर संतुलन क्या है?
Ans. अधिकतम ऊर्जा स्थिति
Q25. इसे कैसे मजबूत करें?
Ans. सूत्र + Concept + अभ्यास
🔚 निष्कर्ष (Conclusion)
Potential Energy हमें यह समझाती है कि
बिजली केवल बहती नहीं, बल्कि स्थिति में भी ऊर्जा छिपाए रहती है।
यदि आप
- सूत्र
- चिन्ह
- और Dipole से संबंध
अच्छे से समझ लेते हैं, तो Electrostatics का बड़ा हिस्सा आपके लिए आसान और स्कोरिंग बन जाता है।
UP Board Physics को सरल, मानविक और परीक्षा-उपयोगी बनाने का भरोसा।
