विस्थापन धारा (Displacement Current)
1. विस्थापन धारा क्या है? (What is Displacement Current?)
विस्थापन धारा (Displacement Current) वह धारा है, जो समय-परिवर्ती विद्युत क्षेत्र (Electric Field) के कारण उत्पन्न होती है। यह वास्तविक धारा की तरह ही चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है और मैक्सवेल के समीकरणों में इसे शामिल किया गया है।
2. विस्थापन धारा का सूत्र (Formula for Displacement Current)
विस्थापन धारा को निम्नलिखित सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:
ID = ε0 (dΦE / dt)
जहाँ:
ID
= विस्थापन धारा (Displacement Current)ε0
= निर्वात की विद्युत स्थिरांक (Permittivity of Free Space = 8.85 × 10-12 F/m)ΦE
= विद्युत फ्लक्स (Electric Flux)dΦE / dt
= विद्युत फ्लक्स में परिवर्तन की दर (Rate of Change of Electric Flux)
3. विस्थापन धारा का महत्व (Significance of Displacement Current)
- यह अवधारणा एसी परिपथों में लागू होती है।
- यह समाईदारकों (Capacitors) के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की व्याख्या करती है।
- यह एएम और एफएम तरंगों जैसे विद्युतचुंबकीय तरंगों के सिद्धांत का आधार है।
4. वास्तविक धारा और विस्थापन धारा का अंतर (Difference Between Conduction Current and Displacement Current)
| गुणधर्म | वास्तविक धारा (Conduction Current) | विस्थापन धारा (Displacement Current) |
|---|---|---|
| परिभाषा | चालकों में प्रवाहित होने वाली इलेक्ट्रॉनों की धारा। | समाईदारक में समय-परिवर्ती विद्युत क्षेत्र के कारण उत्पन्न धारा। |
| स्रोत | इलेक्ट्रॉनों या आवेशों का प्रवाह। | विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन। |
| चुंबकीय क्षेत्र | चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। | चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। |
5. अनुप्रयोग (Applications)
- वायरलेस संचार और विद्युतचुंबकीय तरंगों में।
- समाईदारकों और एसी सर्किटों के अध्ययन में।
- मैक्सवेल के समीकरणों में चुंबकीय क्षेत्र के लिए।
6. उदाहरण (Example)
यदि एक समाईदारक में समय-परिवर्ती विद्युत क्षेत्र
dΦE / dt = 2 × 106 V·m
है, तो विस्थापन धारा ज्ञात करें।ID = ε0 (dΦE / dt)
ID = (8.85 × 10-12) × (2 × 106)
ID ≈ 1.77 × 10-5 A
अतः, विस्थापन धारा का मान
1.77 × 10-5 A
होगा।