स्थैतिक अवस्था में विद्यमान किसी पदार्थ के लिए, निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही है ?

सही — A, किसी विद्युत-रोधी को आवेशित किया जा सकता है। प्रश्नपत्र जिस ढाँचे में सोचता प्रतीत होता है, उसके अनुसार विद्युत-रोधी (काँच, एबोनाइट, प्लास्टिक) को घर्षण द्वारा स्थैतिक आवेश दिया जा सकता है और वह उसे बनाए रखता है, क्योंकि आवेश पदार्थ के भीतर बह नहीं सकता, अतः स्थैतिक अवस्था में वह वहीं टिका रहता है। फिर भी यह प्रश्न वास्तव में विवादित है: कोई वियुक्त आदर्श चालक भी नेट स्थैतिक आवेश धारण कर सकता है (वह बस बाहरी पृष्ठ पर फैल जाता है), जिससे विकल्प C — 'दोनों को आवेशित किया जा सकता है' — अधिक पूर्ण कथन बन जाता है। हमारा चयन संभावित अभीष्ट कुंजी (A) के अनुसार है, जो इस दुर्बल विचार पर टिकी है कि चालक को दिया गया आवेश 'बह जाता है'; C क्यों बचाव-योग्य है, यह नीचे स्पष्ट किया गया है।

अन्य विकल्प क्यों गलत हैं

• (b)
  एक आदर्श चालक को आवेशित किया जा सकता है — अकेले पढ़ने पर वियुक्त चालक के लिए यह वस्तुतः सत्य है — आवेश उसके बाहरी पृष्ठ पर रहता है — किंतु प्रश्नपत्र अकेले चालक को आवेश 'धारण' करने में असमर्थ मानता है, क्योंकि उसके भीतर आवेश स्वतंत्र रूप से चल सकता है और कोई भी पथ मिलते ही पृथ्वी में बह जाता है; इसलिए कुंजी अकेले B को नहीं चुनती।
• (c)
  आदर्श चालक और विद्युत-रोधी दोनों को आवेशित किया जा सकता है — भौतिक दृष्टि से यही सर्वाधिक पूर्ण कथन है — वियुक्त चालक और विद्युत-रोधी, दोनों स्थैतिक आवेश धारण कर सकते हैं — और ठीक इसीलिए यह प्रश्न विवादित है; भौतिकी की दृष्टि से यह गलत नहीं है, किंतु अभीष्ट कुंजी C के बजाय A को चुनती है।
• (d)
  आदर्श चालक और विद्युत-रोधी दोनों को आवेशित नहीं किया जा सकता है — पूर्णतः असत्य — दोनों को आवेशित किया जा सकता है; घर्षण विद्युत-रोधियों को आवेशित करता है और चालन या प्रेरण चालकों को, अतः 'दोनों में से किसी को भी आवेशित नहीं किया जा सकता' ही एकमात्र स्पष्ट रूप से गलत विकल्प है।

स्थैतिक विद्युत वह आवेश है जो धारा के रूप में बहने के बजाय किसी पदार्थ पर विराम में रहता है। विद्युत-रोधी (परावैद्युत) में इलेक्ट्रॉन बद्ध होते हैं, इसलिए रगड़ से जमा किया गया आवेश वहीं स्थानीय बना रहता है जहाँ रखा गया था। चालक में बाहरी इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से चल सकते हैं, अतः कोई भी नेट आवेश शीघ्र ही पृष्ठ पर फैल जाता है और यदि पिंड भू-संपर्कित हो या छू लिया जाए तो बह जाता है — फिर भी वियुक्त (विद्युत-रोधित) चालक अपना आवेश बाहरी पृष्ठ पर बनाए रखता है। यही दोहरा सत्य इस प्रश्न को असुविधाजनक बना देता है।

मुख्य तथ्य

• घर्षण से आवेशित विद्युत-रोधी आवेश को ठीक उसी स्थान पर टिकाए रखता है जहाँ वह जमा किया गया था (वह बह नहीं सकता)।
• आवेशित चालक आवेश को अपने बाहरी पृष्ठ पर फैला देता है; भू-संपर्कित होने पर वह आवेश खो देता है, वियुक्त होने पर बनाए रखता है।
• आवेशन की विधियाँ हैं — घर्षण (विद्युत-रोधियों पर अच्छा काम करता है), चालन (संपर्क) और प्रेरण (चालकों पर काम करता है)।
• आवेश का SI मात्रक कूलॉम (C) है; सबसे छोटा मुक्त आवेश इलेक्ट्रॉन/प्रोटॉन का है, लगभग 1.6 × 10^-19 C।

सामान्य भ्रम

• 'चालकों को आवेशित नहीं किया जा सकता' वाली कहावत केवल भू-संपर्कित चालक के लिए सही है — वियुक्त चालक आवेश को अपने पृष्ठ पर बनाए रखता है।
• चूँकि विद्युत-रोधी और वियुक्त आदर्श चालक, दोनों स्थैतिक आवेश धारण कर सकते हैं, इसलिए A और C दोनों बचाव-योग्य हैं — यह ढीले ढंग से गढ़ा गया प्रश्न है।

इस प्रश्न से सीधे संबंधित कोई पूर्व PYQ उपलब्ध नहीं।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  काँच की छड़ जैसे विद्युत-रोधी को स्थैतिक आवेश किस विधि से सबसे आसानी से दिया जाता है?

  • (a)घर्षण
  • (b)भू-संपर्कन
  • (c)पृथ्वी तक चालन
  • (d)विद्युत-चुंबकीय प्रेरण
  उत्तर(a) घर्षण — रगड़ने से इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित होते हैं और आवेश विद्युत-रोधी पर टिका रह जाता है।
• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  किसी आवेशित धातु के गोले को तार द्वारा पृथ्वी से जोड़ दिया जाता है। उसके आवेश का क्या होता है?

  • (a)वह दुगुना हो जाता है
  • (b)वह वही बना रहता है
  • (c)वह पृथ्वी में बह जाता है और गोला अनावेशित हो जाता है
  • (d)उसका चिह्न बदल जाता है
  उत्तर(c) वह पृथ्वी में बह जाता है और गोला अनावेशित हो जाता है — भू-संपर्कन चालक से आवेश हटा देता है।