आज हम Electrostatics अध्याय के एक बहुत ही महत्वपूर्ण टॉपिक what is dielectric constant को विस्तार से समझेंगे। यह विषय Capacitor, Capacitance और Electric Field को समझने की कुंजी है और UP Board Class 12 Physics की परीक्षा में बार-बार पूछा जाता है।
1. Dielectric (अचालक) की परिभाषा
वे पदार्थ जो विद्युत धारा का चालन नहीं करते, लेकिन विद्युत क्षेत्र में रखे जाने पर प्रभावित (Polarize) हो जाते हैं, उन्हें Dielectric या अचालक माध्यम कहते हैं।
उदाहरण:
- काँच
- प्लास्टिक
- मिका
- रबर
- तेल
2. चालक और अचालक में अंतर
| चालक (Conductor) | अचालक (Dielectric) |
| धारा प्रवाहित होती है | धारा प्रवाहित नहीं होती |
| मुक्त इलेक्ट्रॉन अधिक | मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं |
| Polarization नहीं | Polarization होता है |
3. Dielectric Constant (अचालक नियतांक)
Dielectric constant को Relative Permittivity (εr) भी कहते हैं।
[
\boxed{K = \frac{\varepsilon}{\varepsilon_0}}
]
जहाँ,
- ( \varepsilon ) = माध्यम की पारगम्यता
- ( \varepsilon_0 ) = निर्वात की पारगम्यता
👉 निर्वात के लिए:
[
K = 1
]
4. Dielectric Polarization (ध्रुवण)
जब किसी अचालक को Electric Field में रखा जाता है, तो उसके अंदर धनात्मक और ऋणात्मक आवेश थोड़ा-सा अलग-अलग दिशा में खिसक जाते हैं। इस प्रक्रिया को Dielectric Polarization कहते हैं।
महत्वपूर्ण तथ्य:
- Polarization से Electric field कम हो जाता है
- Capacitor की Capacitance बढ़ जाती है
5. Dielectric के प्रकार
(A) Non-Polar Dielectric
जिनमें बिना क्षेत्र के स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण नहीं होता।
उदाहरण: N₂, O₂
(B) Polar Dielectric
जिनमें पहले से स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण होता है।
उदाहरण: H₂O, NH₃
6. Capacitor में Dielectric का प्रभाव
यदि किसी Parallel Plate Capacitor में dielectric डाला जाए, तो:
[
\boxed{C = K \varepsilon_0 \frac{A}{d}}
]
👉 निष्कर्ष:
- Capacitance = K गुना बढ़ जाती है
- Energy storage क्षमता बढ़ती है
7. Electric Field पर प्रभाव
Dielectric की उपस्थिति में:
[
\boxed{E = \frac{E_0}{K}}
]
जहाँ,
- ( E_0 ) = निर्वात में Electric field
8. Dielectric Strength (अचालक शक्ति)
किसी dielectric की वह अधिकतम Electric field, जिसे वह बिना टूटे सहन कर सके, उसे Dielectric Strength कहते हैं।
उदाहरण:
- Air ≈ 3 × 10⁶ V/m
9. Dielectric का उपयोग (Applications)
- Capacitor में
- High voltage insulation
- Transformer oil
- Cables और wires की coating
- Electronic circuits
10. Board Exam Tips (UP Board)
✔ Polarization का diagram अवश्य बनाएं
✔ Dielectric constant के formula याद रखें
✔ Numerical में K का सही उपयोग करें
✔ Definition शब्दशः लिखें
25 Important FAQs – Dielectric
Q1. Dielectric क्या है?
Ans. ऐसा पदार्थ जो धारा का चालन नहीं करता।
Q2. Dielectric को अचालक क्यों कहते हैं?
Ans. क्योंकि free electrons नहीं होते।
Q3. Dielectric constant क्या है?
Ans.माध्यम की relative permittivity।
Q4. Vacuum का dielectric constant कितना?
Ans. 1
Q5. Polarization क्या है?
Ans.आवेशों का सूक्ष्म विस्थापन।
Q6. Dielectric electric field को कैसे प्रभावित करता है?
Ans. Field कम हो जाता है।
Q7. Capacitor में dielectric क्यों डाला जाता है?
Ans.Capacitance बढ़ाने के लिए।
Q8. Dielectric के बिना capacitor काम करेगा?
Ans. हाँ, लेकिन कम क्षमता से।
Q9. Polar dielectric के उदाहरण?
Ans.Water, Ammonia।
Q10. Non-polar dielectric के उदाहरण?
Ans. Oxygen, Nitrogen।
Q11. Dielectric strength का अर्थ?
Ans. टूटने से पहले सहन शक्ति।
Q12. Dielectric constant अधिक होने का लाभ?
Ans.अधिक energy storage।
Q13. Dielectric में current क्यों नहीं बहती?
Ans. मुक्त आवेश नहीं होते।
Q14. Capacitor की ऊर्जा पर dielectric का प्रभाव?
Ans. ऊर्जा बढ़ जाती है।
Q15. Dielectric solid, liquid हो सकता है?
Ans. हाँ।
Q16. Electric field dielectric में कम क्यों हो जाता है?
Ans. Induced charges के कारण।
Q17. Dielectric कौन-सा अध्याय है?
Ans.Electrostatics।
Q18. Insulation में dielectric क्यों उपयोगी है?
Ans. High resistance के कारण।
Q19. Dielectric का SI unit होता है?
Ans.नहीं (dimensionless)।
Q20. Dielectric का symbol?
Ans. K या εr
Q21. Capacitor में air भी dielectric है?
Ans.हाँ।
Q22. Dielectric polarization reversible है?
Ans. हाँ।
Q23. Dielectric और insulator में अंतर?
Ans.Dielectric polarization दिखाता है।
Q24. Board exam में सबसे जरूरी क्या?
Ans. Definition + Formula + Diagram।
Q25. Dielectric किस उपकरण में सबसे अधिक प्रयोग होता है?
Ans. Capacitor में।
निष्कर्ष (Conclusion)
Dielectric (अचालक माध्यम) Class 12 Physics UP Board का आधारभूत लेकिन अत्यंत स्कोरिंग टॉपिक है। यदि आप इसकी परिभाषा, polarization और सूत्रों को अच्छे से समझ लेते हैं, तो Electrostatics के सभी प्रश्न आसान हो जाते हैं।
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