विद्युत् वाहक बल

Electromotive force

विद्युत् वाहक बल (ईएमएफ (EMF): इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स : Electromotive Force ) एक अवधारणा है जिसका उपयोग भौतिकी में "पुश" या प्रेरक बल (ड्राइविंग बल) का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जो विद्युत सर्किट में आवेश (चार्ज (प्रायः इलेक्ट्रॉनों)) को स्थानांतरित करने का कारण बनता है। विद्युत् वाहक बल पारंपरिक अर्थों में एक बल नहीं है, बल्कि एक विभव अंतर या वोल्टेज है, जो एक विद्युत क्षेत्र बनाता है, जिसके निर्माण से विद्युत आवेशों के प्रवाह को संचालन मिलता है।

सरल तरीके से समझ

विद्युत् वाहक बल की अवधारणा को अधिक सरल तरीके से समझने के लीये निम्नलिखित महत्वपूर्ण शब्दों को समझ लेना चाहीये  :

पुशिंग चार्ज

बैटरी से जुड़ा तारों का एक बंद लूप या सर्किट है, बैटरी को सर्किट से जोड़ते हैं, तो यह एक प्रेरक शक्ति बनाता है जो विद्युत आवेशों (प्रायः इलेक्ट्रॉनों) को सर्किट के भीतर जाने के लिए "धक्का" देता है।

वोल्टेज स्रोत

प्रायः विद्युत् वाहक बल, बैटरी या जनरेटर जैसे वोल्टेज स्रोतों से जुड़ा होता है। ये उपकरण पूरे सर्किट में एक विभव अंतर बनाए रखते हैं, जिसका अर्थ है कि स्रोत के दो टर्मिनलों के बीच विद्युत क्षमता (वोल्टेज) में अंतर है।

विभव अंतर को बनाए रखना

गैल्वेनिक सेल का एक सामान्य उदाहरण, गैल्वेनिक सेल का एक सामान,यदि कैथोड और एनोड एक बाहरी कंडक्टर से जुड़े हुए हैं, तो इलेक्ट्रॉन उस बाहरी सर्किट (चित्र में प्रकाश बल्ब) से गुजरते हैं, जबकि आयन चार्ज संतुलन बनाए रखने के लिए नमक पुल से गुजरते हैं जब तक कि एनोड और कैथोड रासायनिक संतुलन के रूप में शून्य वोल्ट के विद्युत संतुलन तक नहीं पहुंच जाते। कोशिका में पहुँच जाता है। इस प्रक्रिया में जिंक एनोड घुल जाता है जबकि कॉपर इलेक्ट्रोड पर कॉपर चढ़ाया जाता है। साल्ट ब्रिज को तांबे के आयनों को जस्ता इलेक्ट्रोड में जाने से रोकने और बाहरी प्रवाह उत्पन्न किए बिना वहां कम होने से रोकने के लिए विद्युत सर्किट को बंद करना पड़ता है। यह नमक से नहीं बल्कि ऐसे पदार्थ से बना है जो धनायनों और ऋणायनों (एक पृथक नमक) को घोल में मिलाने में सक्षम है। पुल के साथ धनावेशित धनायनों का प्रवाह विपरीत दिशा में प्रवाहित होने वाले ऋणात्मक आवेशों की समान संख्या के समतुल्य है।यदि प्रकाश बल्ब को हटा दिया जाता है (खुला सर्किट) तो चार्ज पृथक्करण के कारण इलेक्ट्रोड के बीच ईएमएफ विद्युत क्षेत्र द्वारा विरोध किया जाता है, और प्रतिक्रियाएं बंद हो जाती हैं।इस विशेष सेल रसायन विज्ञान के लिए, 298 K (कमरे के तापमान) पर, ईएमएफ E = 1.0934 वी, तापमान गुणांक के साथ dE/dT= −4.53×10^{−4} V /K

वोल्टेज स्रोत, इस विभव अंतर को तब भी बनाए रखता है, जब चार्ज सर्किट के माध्यम से चलते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि आवेशों का निरंतर प्रवाह हो, और इस प्रकार, धारा का प्रवाह हो।

ईएमएफ की इकाई: विद्युत् वाहक बल की इकाई वोल्ट ($V$) है, जो एक सर्किट में दो बिंदुओं के बीच विद्युत विभव अंतर का प्रतिनिधित्व करती है।

ध्यान रखने के लीये

अब, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि विद्युत् वाहक बल, वह बल नहीं है, जो भौतिक वस्तुओं को धक्का देता है, बल्कि यह एक विद्युत बल है जो आवेशों को गति करने के लिए प्रेरित करता है। यह कुछ सीमा तक पानी के पंप के समान है, जो दबाव बनाता है और पानी को पाइप के माध्यम से प्रवाहित करने के लिए प्रेरित करता है।

संक्षेप में

याद रखने वाली एक मुख्य बात यह है कि ईएमएफ वोल्टेज स्रोत द्वारा प्रदान की गई "ऊर्जा प्रति यूनिट चार्ज" है। यह सर्किट में खपत की गई वास्तविक ऊर्जा नहीं है, बल्कि वोल्टेज स्रोत से गुजरने पर प्रत्येक चार्ज को उपलब्ध कराई गई ऊर्जा है।