الیکٹرک فیلڈ ایک برقی چارج کے ارد گرد ایک خطہ ہے جہاں ایک قوت دوسرے چارجز سے تجربہ کرتی ہے۔ یہ فیلڈ ایک ویکٹر فیلڈ ہے، یعنی اس کی وسعت اور سمت دونوں ہیں۔ الیکٹرک فیلڈز الیکٹرو سٹیٹکس کے مطالعہ میں بنیادی حیثیت رکھتے ہیں اور یہ اہم بصیرت فراہم کرتے ہیں کہ چارجز ایک دوسرے کے ساتھ کیسے تعامل کرتے ہیں۔ یہ تعاملات طبیعیات اور انجینئرنگ میں بہت سے مظاہر کی بنیاد ہیں۔
الیکٹرک فیلڈز برقی چارجز یا مختلف مقناطیسی فیلڈز کے ذریعے تخلیق کیے جاتے ہیں۔ خلا میں ایک نقطہ پر برقی میدان \(E\) کی طاقت کو \(F\) فی یونٹ چارج \(q\) کے طور پر بیان کیا جاتا ہے جو اس مقام پر رکھے گئے ایک چھوٹے مثبت ٹیسٹ چارج کے ذریعے تجربہ کیا جاتا ہے، جس کا ریاضیاتی طور پر اظہار کیا جاتا ہے: \( E = \frac{F}{q} \) فیلڈ کی سمت اس قوت کی سمت ہے جسے فیلڈ میں رکھنے پر مثبت ٹیسٹ چارج کا تجربہ ہوگا۔
چارج سے فاصلے پر \(Q\) \(r\) چارج کی وجہ سے الیکٹرک فیلڈ کولمب کے قانون کے ذریعہ دی گئی ہے: \( E = \frac{kQ}{r^2} \) جہاں \(k\) کولمب کا مستقل ہے \(8.987 \times 10^9\, \textrm{ن م}^2/\textrm{سی}^2\) ، \(Q\) چارج کی شدت ہے، اور \(r\) چارج سے اس مقام تک کا فاصلہ ہے جہاں فیلڈ کا حساب لگایا جا رہا ہے۔ فیلڈ کی سمت ریڈیل ہے اور چارج سے دور ہے اگر \(Q\) مثبت ہے اور چارج کی طرف اگر \(Q\) منفی ہے۔
الیکٹرک فیلڈ لائنیں خیالی لکیریں ہیں جو اس طرح کھینچی گئی ہیں کہ کسی بھی مقام پر ان کی سمت اس مقام پر فیلڈ کی سمت کے برابر ہے۔ وہ بجلی کے شعبوں کو دیکھنے کا ایک طریقہ فراہم کرتے ہیں۔ الیکٹرک فیلڈ لائنوں کو ڈرائنگ کرنے کے اصول درج ذیل ہیں:
دو پوائنٹ چارجز کے درمیان برقی میدان سے نمٹنے کے دوران، ایک نقطہ پر خالص الیکٹرک فیلڈ ہر چارج سے آزادانہ طور پر بنائے گئے فیلڈز کا ویکٹر کا مجموعہ ہے۔ ایک ہی نشان کے چارجز کے لیے، فیلڈ لائنیں ایک دوسرے کو پیچھے ہٹاتی ہیں، جب کہ مخالف چارجز کے لیے، لکیریں مثبت سے منفی چارج کی طرف جاتی ہیں، جو کشش کی نشاندہی کرتی ہیں۔
یکساں الیکٹرک فیلڈ وہ ہے جس میں فیلڈ کی طاقت فیلڈ کے ہر مقام پر یکساں ہوتی ہے۔ یہ عام طور پر متوازی، مساوی فاصلہ والی لائنوں سے ظاہر ہوتا ہے۔ یکساں الیکٹرک فیلڈ کی ایک عام مثال مخالف چارجز والی دو بڑی متوازی کنڈکٹنگ پلیٹوں کے درمیان فیلڈ ہے۔ یکساں برقی میدان میں فیلڈ کی طاقت کا حساب اس طرح لگایا جا سکتا ہے: \( E = \frac{V}{d} \) جہاں \(V\) پلیٹوں کے درمیان ممکنہ فرق ہے اور \(d\) فاصلہ الگ کرتا ہے۔ انہیں
ایک برقی ڈوپول دو مساوی اور مخالف چارجز پر مشتمل ہوتا ہے جو ایک چھوٹے فاصلے سے الگ ہوتے ہیں۔ ڈوپول کے لیے فیلڈ پیٹرن ایسی لکیریں دکھاتا ہے جو مثبت چارج سے شروع ہوتی ہیں اور منفی چارج پر ختم ہوتی ہیں۔ ڈوپول کے باہر کی لکیریں بڑی فاصلے پر ایک ہی چارج سے ملتی جلتی ہیں، لیکن چارجز کے درمیان کے علاقے میں، لکیریں ایک الگ پیٹرن کی نمائش کرتی ہیں جو منفی چارج کی طرف مڑنے سے پہلے باہر کی طرف مڑتی ہیں۔ یہ نمونہ ایک ڈوپول کے ارد گرد برقی میدان کی غیر یکساں نوعیت کی وضاحت کرتا ہے۔
الیکٹریکل فیلڈ پیٹرن کو سمجھنا مختلف الیکٹریکل اور الیکٹرانک آلات کو ڈیزائن کرنے اور ان کا تجزیہ کرنے میں اہم ہے۔ یکساں الیکٹرک فیلڈز والے کیپسیٹرز کے سادہ ڈیزائن سے لے کر سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز میں پیچیدہ ڈھانچے تک جہاں ان کے آپریشن کے لیے الیکٹرک فیلڈ پیٹرن کا کنٹرول ضروری ہے۔ مزید برآں، الیکٹرک فیلڈ پیٹرن پلازما فزکس، بجلی کی تشکیل، اور یہاں تک کہ حیاتیاتی نظاموں میں مظاہر کو سمجھنے میں مدد کرتے ہیں جہاں اعصابی سگنل ٹرانسمیشن میں برقی میدان استعمال ہوتے ہیں۔
برقی میدان کے نمونوں کو دیکھنے کے لیے، ایک عام تجربہ یہ ہے کہ بجلی کی فراہمی سے جڑے دو الیکٹروڈز کے درمیان ایک کنڈکٹیو کاغذ رکھنا اور کاغذ پر لائکوپوڈیم پاؤڈر چھڑکنا ہے۔ جب وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو پاؤڈر خود کو برقی فیلڈ لائنوں کے ساتھ ترتیب دیتا ہے، جس سے پیٹرن کو براہ راست دیکھا جا سکتا ہے۔ یہ تجربہ برقی فیلڈ لائنوں اور نمونوں کے اصولوں کو ٹھوس طریقے سے ظاہر کرتا ہے۔
الیکٹرک فیلڈ پیٹرن چارج شدہ ذرات کے درمیان تعامل کو سمجھنے کے لیے ایک بصری اور ریاضیاتی فریم ورک فراہم کرتے ہیں۔ چاہے یہ یکساں برقی میدان میں چارج پر قوت کا حساب لگانا ہو یا ڈوپول فیلڈز میں پیچیدہ نمونوں کا تجزیہ کرنا ہو، الیکٹرک فیلڈز اور ان کے نمونوں کا تصور مجموعی طور پر الیکٹرو سٹیٹکس اور برقی مقناطیسیت کے مطالعہ میں ایک سنگ بنیاد ہے۔
