তড়িৎ ও চুম্বক/স্থির তড়িৎ/পরিবাহীতে স্থির তড়িৎ
একটি উপাদান তখনই পরিবাহী হয় যখন এতে মুক্তভাবে চলাচল করতে পারে এমন বৈদ্যুতিক আধান থাকে। ধাতুতে, এই আধানগুলো হল পরিবাহী ইলেকট্রন। অর্ধপরিবাহীতে, এগুলো হতে পারে গর্ত (হোল), আরো স্পষ্ট করে বললে ইলেকট্রিক হোল, যা ইলেকট্রনের অনুপস্থিতি এবং ইলেকট্রনের সমুদ্রে চলাচল করে। আয়নিক দ্রবণে, যেমন লবণাক্ত পানিতে, চলমান বৈদ্যুতিক আধানগুলো হল ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক আয়ন।
- একটি পরিবাহী উপাদানের অভ্যন্তরে, তড়িৎস্থিতিক ক্ষেত্র সবসময় শূন্য।
প্রমাণ: যদি ক্ষেত্রটি শূন্য না হয়, তবে চলমান আধানগুলো বৈদ্যুতিক বলের অধীনে থাকবে, যা তাদের স্থানান্তরিত করবে, এবং ক্ষেত্রটি তড়িৎস্থিতিক থাকবে না। কিন্তু চলো তড়িৎ তৈরি না করলে আধানগুলো স্থানান্তরিত হয় না। তাই বোঝা যায় তড়িৎ ক্ষেত্র শূন্য ।
অন্যদিকে, পরিবাহী উপাদানের পৃষ্ঠে বৈদ্যুতিক আধান জমা হতে পারে। যদি আমরা একটি ধাতব বস্তুকে বৈদ্যুতিক আধানের কাছাকাছি রাখি, তবে এর পরিবাহী ইলেকট্রনগুলো বাইরে থেকে ধাতুর অভ্যন্তরে প্রয়োগকৃত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে নিষ্ক্রিয় করার উদ্দেশ্যে স্থানান্তরিত হয়। বাইরে থেকে প্রয়োগকৃত ক্ষেত্র এবং পৃষ্ঠে জমা হওয়া ইলেকট্রন দ্বারা প্রয়োগকৃত ক্ষেত্রের সমষ্টি ধাতুর অভ্যন্তরে সবসময় শূন্য হয়:
- পরিবাহী উপাদানের পৃষ্ঠের বাইরের দিকে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পৃষ্ঠের সাথে লম্ব।
প্রমাণ: যদি পৃষ্ঠের সমান্তরাল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উপাদান শূন্য না হয়, তবে পৃষ্ঠের আধানগুলো স্থানান্তরিত হয়ে তা বাতিল করবে।
- যদি পৃষ্ঠের আধানের ঘনত্ব ধনাত্মক হয়, তবে পৃষ্ঠের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পরিবাহী উপাদান থেকে বাইরের দিকে নির্দেশিত হয়। যদি এটি ঋণাত্মক হয়, তবে তা ভিতরের দিকে নির্দেশিত হয়।
প্রমাণ: যদি এটি বিপরীত হয়, তবে বৈদ্যুতিক শক্তি চলমান আধানগুলোকে উপাদানের অভ্যন্তরে ঠেলে দেবে।
- বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পৃষ্ঠের বৈদ্যুতিক আধানগুলোর উপর শক্তি প্রয়োগ করে কিন্তু তাদের স্থানান্তরিত করতে পারে না, কারণ তারা উপাদানের বাইরে চলে যেতে পারে না।
পরিবাহী উপাদানের পৃষ্ঠে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হল
যেখানে হল পৃষ্ঠের আধানের ঘনত্ব।
প্রমাণটি ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ অধ্যায়ে গাউসের উপপাদ্য থেকে দেওয়া হয়েছে।
বৈদ্যুতিক আধানগুলো সবসময় এমন দিকে চলে যা তাদের গতির কারণ বাতিল করার প্রবণতা রাখে। দুটি সমান এবং বিপরীত বৈদ্যুতিক আধান ঠিকঠাক পাশাপাশি আসলে করলে ঠিক শূন্য বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র উৎপন্ন করে। যখন তারা একে অপরকে আকর্ষণ করে, তখন তারা এমন দিকে চলে যা তাদের গতির কারণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বাতিল করার প্রবণতা রাখে।
যখন একটি ক্যাপাসিটরের টার্মিনালগুলো একটি ধাতব তারের সাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন পরিবাহী ইলেকট্রনগুলো ক্যাপাসিটরের প্লেটে থাকা আধান দ্বারা প্রয়োগকৃত বৈদ্যুতিক শক্তির অধীন হয়, যা তাদের নিষ্কাশনের দিকে স্থানান্তরিত করে, আধান বৃদ্ধির দিকে নয়।