একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হল একটি বৈদ্যুতিক চার্জের চারপাশের একটি অঞ্চল যেখানে একটি বল অন্যান্য চার্জ দ্বারা অনুভব করা হয়। এই ক্ষেত্রটি একটি ভেক্টর ক্ষেত্র, যার অর্থ এটির মাত্রা এবং দিক উভয়ই রয়েছে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের অধ্যয়নের জন্য মৌলিক এবং চার্জগুলি কীভাবে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে সে সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে। এই মিথস্ক্রিয়াগুলি পদার্থবিদ্যা এবং প্রকৌশলের অনেক ঘটনার মূল ভিত্তি।
বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি বৈদ্যুতিক চার্জ বা বিভিন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা তৈরি হয়। মহাকাশের একটি বিন্দুতে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি \(E\) শক্তি \(F\) প্রতি ইউনিট চার্জ \(q\) সেই বিন্দুতে স্থাপন করা একটি ছোট ধনাত্মক পরীক্ষা চার্জ দ্বারা অনুভব করা বল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, যা গাণিতিকভাবে প্রকাশ করা হয়: \( E = \frac{F}{q} \) ক্ষেত্রের দিক হল বলটির দিক যা একটি ধনাত্মক পরীক্ষার চার্জ ক্ষেত্রের মধ্যে স্থাপন করা হলে তা অনুভব করবে।
চার্জ থেকে \(Q\) দূরত্বে \(r\) বিন্দু চার্জের কারণে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি কুলম্বের সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়েছে: \( E = \frac{kQ}{r^2} \) যেখানে \(k\) হল কুলম্বের ধ্রুবক \(8.987 \times 10^9\, \textrm{এন মি}^2/\textrm{গ}^2\) , \(Q\) হল চার্জের মাত্রা, এবং \(r\) হল চার্জ থেকে বিন্দুর দূরত্ব যেখানে ক্ষেত্রটি গণনা করা হচ্ছে। ক্ষেত্রের দিক রেডিয়াল এবং চার্জ থেকে দূরে যদি \(Q\) ধনাত্মক হয় এবং চার্জের দিকে যদি \(Q\) ঋণাত্মক হয়।
বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রেখাগুলি এমনভাবে আঁকা কাল্পনিক রেখা যে কোনও বিন্দুতে তাদের দিক সেই বিন্দুতে ক্ষেত্রের দিকনির্দেশের সমান। তারা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র কল্পনা করার একটি উপায় প্রদান করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের লাইন আঁকার নিয়মগুলি নিম্নরূপ:
দুটি বিন্দু চার্জের মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে কাজ করার সময়, একটি বিন্দুতে নেট বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হল প্রতিটি চার্জ দ্বারা স্বাধীনভাবে তৈরি ক্ষেত্রগুলির ভেক্টর সমষ্টি। একই চিহ্নের চার্জের জন্য, ক্ষেত্রের রেখাগুলি একে অপরকে বিকর্ষণ করে, অন্যদিকে বিপরীত চার্জের জন্য, রেখাগুলি ধনাত্মক থেকে ঋণাত্মক চার্জের দিকে নির্দেশিত হয়, যা আকর্ষণ নির্দেশ করে।
একটি অভিন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হল এমন একটি যেখানে ক্ষেত্রের শক্তি ক্ষেত্রের প্রতিটি বিন্দুতে একই। এটি সাধারণত সমান্তরাল, সমানভাবে ব্যবধানযুক্ত রেখা দ্বারা উপস্থাপিত হয়। অভিন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের একটি সাধারণ উদাহরণ হল বিপরীত চার্জ সহ দুটি বৃহৎ সমান্তরাল পরিবাহী প্লেটের মধ্যবর্তী ক্ষেত্র। একটি অভিন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে ক্ষেত্রের শক্তি এইভাবে গণনা করা যেতে পারে: \( E = \frac{V}{d} \) যেখানে \(V\) হল প্লেটের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য এবং \(d\) হল দূরত্ব পৃথককারী তাদের
একটি বৈদ্যুতিক ডাইপোল একটি ছোট দূরত্ব দ্বারা পৃথক দুটি সমান এবং বিপরীত চার্জ নিয়ে গঠিত। একটি ডাইপোলের ক্ষেত্রের প্যাটার্ন এমন লাইনগুলি দেখায় যা ধনাত্মক চার্জে শুরু হয় এবং ঋণাত্মক চার্জে শেষ হয়। ডাইপোলের বাইরের রেখাগুলি বৃহৎ দূরত্বে একটি একক আধানের মতোই, তবে চার্জগুলির মধ্যবর্তী অঞ্চলে, রেখাগুলি একটি স্বতন্ত্র প্যাটার্ন প্রদর্শন করে যা ঋণাত্মক চার্জের দিকে ফিরে যাওয়ার আগে বাইরের দিকে বক্র হয়। এই প্যাটার্নটি একটি ডাইপোলের চারপাশে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অ-অভিন্ন প্রকৃতিকে চিত্রিত করে।
বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের নিদর্শন বোঝা বিভিন্ন বৈদ্যুতিক এবং ইলেকট্রনিক ডিভাইসের নকশা এবং বিশ্লেষণের ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ। অভিন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সহ ক্যাপাসিটরগুলির সাধারণ নকশা থেকে শুরু করে সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিতে জটিল কাঠামো যেখানে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের নিদর্শনগুলি তাদের অপারেশনের জন্য প্রয়োজনীয়। উপরন্তু, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের নিদর্শনগুলি প্লাজমা পদার্থবিদ্যা, বজ্রপাতের গঠন এবং এমনকি জৈবিক ব্যবস্থায় যেখানে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি স্নায়ু সংকেত সংক্রমণে ব্যবহৃত হয় সেখানে ঘটনাগুলি বুঝতে সাহায্য করে।
বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের নিদর্শন কল্পনা করার জন্য, একটি সাধারণ পরীক্ষা হল একটি বিদ্যুৎ সরবরাহের সাথে সংযুক্ত দুটি ইলেক্ট্রোডের মধ্যে একটি পরিবাহী কাগজ স্থাপন করা এবং কাগজে লাইকোপোডিয়াম পাউডার ছিটিয়ে দেওয়া। যখন একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন পাউডারটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের লাইন বরাবর নিজেকে সাজিয়ে রাখে, যার ফলে প্যাটার্নগুলি সরাসরি পর্যবেক্ষণ করা যায়। এই পরীক্ষাটি একটি বাস্তব উপায়ে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের লাইন এবং নিদর্শনগুলির নীতিগুলি প্রদর্শন করে।
বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের নিদর্শন চার্জযুক্ত কণাগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বোঝার জন্য একটি চাক্ষুষ এবং গাণিতিক কাঠামো প্রদান করে। এটি একটি অভিন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের চার্জের উপর বল গণনা করা হোক বা ডাইপোল ক্ষেত্রের জটিল নিদর্শনগুলি বিশ্লেষণ করা হোক না কেন, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং তাদের নিদর্শনগুলির ধারণা সামগ্রিকভাবে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্স এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজমের অধ্যয়নের একটি ভিত্তি।
