Electric Charge, It's Properties and Method of Charging Questions in Gujarati

(A) ફેરાડેનો વિદ્યુતવિભાજનનો નિયમ જણાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોડ પર મુક્ત થતા અથવા જમા થતા પદાર્થનું દળ $m$ એ વિદ્યુતવિભાજ્યમાંથી પસાર થતા કુલ વીજભાર $q$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે,જે $m = Zq$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
પરમાણુઓ અથવા આયનોનું દળ અસતત (ક્વોન્ટાઇઝ્ડ) હોવાથી,કારણ કે દ્રવ્ય અસતત પરમાણુઓનું બનેલું છે,તેથી ચોક્કસ દળ જમા કરવા માટે જરૂરી વીજભાર $q$ પણ અસતત હોવો જોઈએ.
આ સૂચવે છે કે વીજભાર અસતત પેકેટોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જે વીજભારના ક્વોન્ટમીકરણનો મૂળભૂત ખ્યાલ છે.

(N/A) ભૌતિક સંપર્ક વિના વાહકને વીજભારિત કરવાની પ્રક્રિયાને પ્રેરણ (induction) દ્વારા વીજભારિત કરવું કહેવાય છે.
$1$. આકૃતિ $(a)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ અવાહક સ્ટેન્ડ પર રાખેલ એક વીજભાર રહિત ધાતુનો ગોળો લો.
$2$. આકૃતિ $(b)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ એક ઋણ વીજભારિત સળિયાને ધાતુના ગોળાની નજીક લાવો. ગોળામાં રહેલા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન સળિયા દ્વારા અપાકર્ષાય છે અને દૂરના છેડે જતા રહે છે,જેનાથી નજીકનો છેડો ધન વીજભારિત બને છે.
$3$. ગોળાને વાહક તાર વડે જમીન (ground) સાથે જોડો. દૂરના છેડે રહેલા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણને કારણે જમીનમાં વહી જાય છે,જ્યારે નજીકના છેડા પરના ધન વીજભાર સળિયાના આકર્ષણ બળને કારણે ત્યાં જ જકડાયેલા રહે છે,જે આકૃતિ $(c)$ માં દર્શાવેલ છે.
$4$. ગોળાનો જમીન સાથેનો સંપર્ક તોડી નાખો. ધન વીજભાર નજીકના છેડા પર જકડાયેલો રહે છે,જે આકૃતિ $(d)$ માં દર્શાવેલ છે.
$5$. અંતે,વીજભારિત સળિયાને દૂર કરો. ધન વીજભાર ગોળાની સપાટી પર સમાન રીતે ફેલાઈ જાય છે,જે આકૃતિ $(e)$ માં દર્શાવેલ છે.
આ પ્રયોગમાં,ગોળો પ્રેરણ દ્વારા વીજભારિત થાય છે અને સળિયાનો વીજભાર ઘટતો નથી. સમાન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને ધન વીજભારિત સળિયા વડે ગોળાને ઋણ વીજભારિત પણ કરી શકાય છે.

(B) એક ઇલેક્ટ્રોનનો વિદ્યુતભાર $e = 1.6 \times 10^{-19} \, C$ છે.
દર સેકન્ડે $10^{9}$ ઇલેક્ટ્રોન પદાર્થમાંથી બહાર નીકળે છે.
તેથી,એક સેકન્ડમાં સ્થાનાંતરિત થતો વિદ્યુતભાર $q = 10^{9} \times 1.6 \times 10^{-19} \, C = 1.6 \times 10^{-10} \, C/s$ છે.
$1 \, C$ નો કુલ વિદ્યુતભાર મેળવવા માટે જરૂરી સમય $t = Q / q$ દ્વારા મળે છે.
$t = 1 \, C / (1.6 \times 10^{-10} \, C/s) = 0.625 \times 10^{10} \, s = 6.25 \times 10^{9} \, s$.
આ સમયને વર્ષમાં ફેરવવા માટે,આપણે તેને એક વર્ષમાં આવતી સેકન્ડોની સંખ્યા વડે ભાગીએ છીએ: $365 \times 24 \times 3600 \, s \approx 3.1536 \times 10^{7} \, s$.
$t \approx (6.25 \times 10^{9}) / (3.1536 \times 10^{7}) \approx 198.18 \, \text{વર્ષ}$.
આ કિંમતને રાઉન્ડ ઓફ કરતા,આપણને આશરે $200 \, \text{વર્ષ}$ મળે છે.

(C) એક કપ પાણીનું દળ $m = 250 \; g$ છે. પાણી $(H_2O)$ નું આણ્વીય દળ $18 \; g/mol$ છે.
$250 \; g$ પાણીમાં મોલની સંખ્યા $n = 250 / 18 \approx 13.89 \; mol$ છે.
એક કપ પાણીમાં અણુઓની સંખ્યા $N = n \times N_A = (250 / 18) \times 6.022 \times 10^{23} \approx 8.36 \times 10^{24} \; \text{અણુઓ}$ છે.
દરેક પાણીના અણુ $(H_2O)$ માં $2$ હાઇડ્રોજન પરમાણુ ($2$ પ્રોટોન,$2$ ઇલેક્ટ્રોન) અને $1$ ઓક્સિજન પરમાણુ ($8$ પ્રોટોન,$8$ ઇલેક્ટ્રોન) હોય છે. આમ,દરેક અણુમાં $10$ પ્રોટોન અને $10$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
કુલ વીજભાર $q = N \times (\text{અણુ દીઠ પ્રોટોનની સંખ્યા}) \times e$ દ્વારા મળે છે,જ્યાં $e = 1.602 \times 10^{-19} \; C$ છે.
$q = (8.36 \times 10^{24}) \times 10 \times 1.602 \times 10^{-19} \; C \approx 1.34 \times 10^{7} \; C$.
પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોવાથી,ધન અને ઋણ વીજભારનું મૂલ્ય સમાન છે,જે $1.34 \times 10^{7} \; C$ છે.

(N/A) 'કોઈ પદાર્થનો વિદ્યુતભાર ક્વોન્ટમીકૃત છે' તે વિધાનનો અર્થ એ છે કે કોઈપણ પદાર્થનો વિદ્યુતભાર હંમેશા મૂળભૂત વિદ્યુતભાર $e$ (ઇલેક્ટ્રોનનો વિદ્યુતભાર) ના પૂર્ણાંક ગુણાંકમાં જ હોઈ શકે છે। ગાણિતિક રીતે, $q = ne$, જ્યાં $n$ એ પૂર્ણાંક છે $(n = 0, \pm 1, \pm 2, \dots)$ અને $e \approx 1.6 \times 10^{-19} \ C$. આ સૂચવે છે કે વિદ્યુતભાર સતત નથી પણ અસતત (discrete) છે.
$(b)$ મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે, સામેલ વિદ્યુતભારનું મૂલ્ય મૂળભૂત વિદ્યુતભાર $e$ ની સરખામણીમાં ખૂબ જ મોટું હોય છે। ઉદાહરણ તરીકે, $1 \ \mu C$ વિદ્યુતભારમાં આશરે $6.25 \times 10^{12}$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે। વિદ્યુતભારની સંખ્યા ખૂબ મોટી હોવાથી, વિદ્યુતભારની અસતત પ્રકૃતિ નગણ્ય બની જાય છે, અને વ્યવહારિક હેતુઓ માટે વિદ્યુતભારને સતત રાશિ તરીકે ગણી શકાય છે।

(N/A) જ્યારે કાચના સળિયાને રેશમી કપડા સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન કાચના સળિયામાંથી રેશમી કપડામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
પરિણામે,કાચનો સળિયો ધન વિદ્યુતભાર મેળવે છે અને રેશમી કપડું તેટલા જ પ્રમાણમાં ઋણ વિદ્યુતભાર મેળવે છે.
ઘસતા પહેલા તંત્ર (કાચનો સળિયો + રેશમી કપડું) નો કુલ વિદ્યુતભાર શૂન્ય હોય છે,અને ઘસ્યા પછી પણ કુલ વિદ્યુતભાર શૂન્ય જ રહે છે કારણ કે કુલ વિદ્યુતભાર એ ધન અને ઋણ વિદ્યુતભારોનો બેઝિક સરવાળો છે $(+q + (-q) = 0)$.
આ અવલોકન વિદ્યુતભારના સંરક્ષણના નિયમ સાથે સુસંગત છે,જે જણાવે છે કે અલગ કરેલા તંત્રનો કુલ વિદ્યુતભાર સમય સાથે અચળ રહે છે.
વિદ્યુતભારોનું સર્જન કે વિનાશ થતો નથી,માત્ર એક પદાર્થમાંથી બીજા પદાર્થમાં સ્થાનાંતર થાય છે.

(A) જ્યારે પોલિથીનને ઊન સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે અમુક ઇલેક્ટ્રોન ઊનથી પોલિથીન તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે. તેથી,ઊન ધન વિદ્યુતભારીત બને છે અને પોલિથીન ઋણ વિદ્યુતભારીત બને છે.
પોલિથીનના ટુકડા પરનો વિદ્યુતભાર,$q = -3 \times 10^{-7} \; C$.
એક ઇલેક્ટ્રોન પરનો વિદ્યુતભાર,$e = -1.6 \times 10^{-19} \; C$.
ઊનથી પોલિથીન તરફ સ્થાનાંતરિત થયેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= n$.
$n$ ની ગણતરી $q = ne$ સંબંધનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે.
$n = \frac{q}{e} = \frac{-3 \times 10^{-7}}{-1.6 \times 10^{-19}} = 1.875 \times 10^{12}$.
તેથી,ઊનથી પોલિથીન તરફ સ્થાનાંતરિત થયેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $1.875 \times 10^{12}$ છે.
$(b)$ હા. દ્રવ્યમાનનું સ્થાનાંતર થાય છે. આનું કારણ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોન પાસે દ્રવ્યમાન હોય છે,$m_{e} = 9.1 \times 10^{-31} \; kg$.
ઊનથી પોલિથીન તરફ સ્થાનાંતરિત થયેલું કુલ દ્રવ્યમાન,$m = n \times m_{e} = 1.875 \times 10^{12} \times 9.1 \times 10^{-31} \; kg$.
$m \approx 1.706 \times 10^{-18} \; kg$.
આમ,ઊનથી પોલિથીન તરફ ખૂબ જ નજીવું દ્રવ્યમાન સ્થાનાંતરિત થાય છે.

(N/A) આપણે બધાએ અનુભવ્યું હશે કે જ્યારે આપણે આપણા કૃત્રિમ કપડાં કે સ્વેટર ઉતારીએ છીએ,ખાસ કરીને સૂકા હવામાનમાં,ત્યારે તણખા જોવા મળે છે અથવા તડતડ અવાજ સંભળાય છે. આવું જ પોલિએસ્ટર સાડી જેવા સ્ત્રીઓના વસ્ત્રો સાથે પણ થાય છે.
બીજું સામાન્ય ઉદાહરણ વીજળી છે જે આપણે વાવાઝોડા દરમિયાન આકાશમાં જોઈએ છીએ.
આપણે કારનો દરવાજો ખોલતી વખતે અથવા સીટ પરથી સરક્યા પછી બસના લોખંડના સળિયાને પકડતી વખતે પણ ઇલેક્ટ્રિક શોકનો અનુભવ કરીએ છીએ.
આ અનુભવોનું કારણ અવાહક સપાટીઓના ઘર્ષણને કારણે આપણા શરીરમાંથી વિદ્યુતભારોનું વિસર્જન (discharge) છે.
સ્થિર વિદ્યુતશાસ્ત્ર એ સ્થિર વિદ્યુતભારોથી ઉદ્ભવતા બળો,ક્ષેત્રો અને સ્થિતિમાનના અભ્યાસ સાથે સંબંધિત છે.

(N/A) $1$. શિયાળા દરમિયાન હવા સૂકી હોય છે,એટલે કે તેમાં ભેજનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે.
$2$. જ્યારે કૃત્રિમ કપડાં ઉતારવામાં આવે છે,ત્યારે તે શરીર અથવા કપડાંના અન્ય સ્તરો સાથે ઘસાય છે,જેના કારણે ઘર્ષણને લીધે ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાનાંતર થાય છે (ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક અસર).
$3$. આ પ્રક્રિયાને પરિણામે કૃત્રિમ કાપડની સપાટી પર સ્થિર વિદ્યુતભારો જમા થાય છે.
$4$. હવા સૂકી હોવાથી,તે અવાહક તરીકે કામ કરે છે,જેનાથી વિદ્યુતભાર ઉચ્ચ સ્થિતિમાનના તફાવત સુધી જમા થઈ શકે છે.
$5$. જ્યારે સ્થિતિમાનનો તફાવત પૂરતો ઊંચો થાય છે,ત્યારે તે હવાની અવાહકતા તોડી નાખે છે,જેના પરિણામે તણખાના સ્વરૂપમાં વિદ્યુતનું ઝડપી વિસર્જન થાય છે,જે અંધારામાં જોઈ શકાય છે.

(N/A) સ્થિર વિદ્યુતશાસ્ત્ર એ ભૌતિકવિજ્ઞાનની એવી શાખા છે જે સ્થિર વિદ્યુતભારોના અભ્યાસ સાથે સંબંધિત છે. તેમાં સ્થિર વિદ્યુતભારો સાથે સંકળાયેલા બળો,ક્ષેત્રો અને સ્થિતિમાનનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.

(N/A) કોરા વાળ સાથે ઘર્ષણને કારણે કાંસકી વિદ્યુતભારિત થાય છે. આ વિદ્યુતભારિત કાંસકી કાગળના ટુકડાઓમાં વિરુદ્ધ વિદ્યુતભાર પ્રેરિત કરે છે,જેનાથી આકર્ષણ બળ લાગે છે. જો વાળ ભીના હોય અથવા વરસાદનો દિવસ હોય,તો ભેજને કારણે ઘર્ષણ ઘટે છે અને વિદ્યુતભાર વહી જાય છે,તેથી કાંસકી કાગળને આકર્ષવા માટે પૂરતી વિદ્યુતભારિત થતી નથી.
$(b)$ વિમાનના ટાયરને થોડા વાહક બનાવવામાં આવે છે જેથી લેન્ડિંગ દરમિયાન ઘર્ષણથી ઉત્પન્ન થતો સ્થિત વિદ્યુતભાર સુરક્ષિત રીતે જમીનમાં વહી જાય અને તણખા થતા અટકે,જે આગનું કારણ બની શકે છે.
$(c)$ વાહનની બોડી અને હવા કે રસ્તા વચ્ચેના ઘર્ષણથી ઉત્પન્ન થતા સ્થિત વિદ્યુતભારને જમીનમાં વહેવડાવવા માટે ધાતુના દોરડાનો ઉપયોગ થાય છે,જેથી જ્વલનશીલ પદાર્થોમાં આગ લાગવાનું જોખમ ટાળી શકાય.
$(d)$ પક્ષી વાયરના સ્થિતિમાન પર જ હોય છે,તેથી તેના શરીરમાંથી કોઈ પ્રવાહ વહેતો નથી. જમીન પર ઉભેલો માણસ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાઈન અને જમીન વચ્ચે સ્થિતિમાનનો તફાવત પેદા કરે છે,જેના કારણે તેના શરીરમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે.

(B) બે કણો વચ્ચેનું વિદ્યુત બળ મૂળભૂત રીતે તેમના વિદ્યુત વીજભારને કારણે ઉત્પન્ન થાય છે. કુલંબના નિયમ મુજબ,$r$ અંતરે રહેલા બે બિંદુવત વીજભારો $q_1$ અને $q_2$ વચ્ચે લાગતું બળ $F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $k$ એ કુલંબનો અચળાંક છે. આ બળ આ વીજભારો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વિદ્યુત ક્ષેત્રોની આંતરક્રિયાને કારણે ઉદ્ભવે છે.

(B) વીજળીના ચમકારા દરમિયાન,ખૂબ જ ટૂંકા સમયગાળામાં વાદળો અને જમીન વચ્ચે અથવા બે વાદળો વચ્ચે મોટા પ્રમાણમાં વિદ્યુતભારનું વહન થાય છે.
વીજળીના ચમકારામાં સામેલ સામાન્ય વિદ્યુતપ્રવાહ $10,000 \ A$ થી $100,000 \ A$ ની વચ્ચે હોય છે.
આ $10^4 \ A$ થી $10^5 \ A$ ના ક્રમનું મૂલ્ય દર્શાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) $(i)$ સ્થિર વિદ્યુતભાર (વિરામ અવસ્થામાં રહેલો વિદ્યુતભાર) તેની આસપાસના વિસ્તારમાં માત્ર વિદ્યુતક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
$(ii)$ ગતિમાન વિદ્યુતભાર (ગતિમાં રહેલો વિદ્યુતભાર) તેની આસપાસના વિસ્તારમાં વિદ્યુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર બંને ઉત્પન્ન કરે છે.

(N/A) એવી શોધ કે જ્યારે એમ્બરને ઊન અથવા રેશમી કાપડ સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે તે હલકી વસ્તુઓને આકર્ષવાનો ગુણધર્મ પ્રાપ્ત કરે છે,તેનું શ્રેય ગ્રીસના થેલ્સ ઓફ મિલેટસને જાય છે,જે આશરે $600 BC$ માં કરવામાં આવી હતી. આ ઘટના સ્થિર વિદ્યુતનું સૌથી જૂનું નોંધાયેલ અવલોકન છે,જ્યાં 'ઇલેક્ટ્રિસિટી' (વિદ્યુત) શબ્દ ગ્રીક શબ્દ 'ઇલેક્ટ્રોન' પરથી ઉતરી આવ્યો છે,જેનો અર્થ એમ્બર થાય છે.

(N/A) ‘Electricity’ (વિદ્યુત) નામ ગ્રીક શબ્દ ‘elektron’ પરથી ઉતરી આવ્યું છે,જેનો અર્થ ‘amber’ (એક પ્રકારનો ગુંદર/પથ્થર) થાય છે. પ્રાચીન સમયમાં એવું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું કે જ્યારે ‘amber’ ને રૂંવાટી સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે તે કાગળના ટુકડા કે સૂકા ઘાસ જેવી હલકી વસ્તુઓને આકર્ષવાનો ગુણધર્મ પ્રાપ્ત કરે છે. આ ઘટના સ્થિર વિદ્યુતનું પ્રથમ નોંધાયેલ અવલોકન હતું.

(N/A) કોઈપણ દ્રવ્ય મુખ્યત્વે બે કણોનું બનેલું છે: $Electron$ (ઇલેક્ટ્રોન) અને $Proton$ (પ્રોટોન).
ઇલેક્ટ્રોન પરના વીજભારને ઋણ અને પ્રોટોન પરના વીજભારને ધન ગણવામાં આવે છે. વિદ્યુતભાર એ અદિશ રાશિ છે.
જ્યારે બે અવાહક પદાર્થોને એકબીજા સાથે ઘસવામાં આવે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન તેમના ઓછા દળને કારણે એક પદાર્થમાંથી બીજા પદાર્થમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. જે પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે તે ઋણ વીજભારિત બને છે અને જે પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે તે ધન વીજભારિત બને છે.
વિદ્યુતભારોના 'ધન' અને 'ઋણ' નામ અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક $Benjamin$ $Franklin$ દ્વારા આપવામાં આવ્યા હતા.
જે પદાર્થ પર વીજભાર હોય તેને વીજભારિત પદાર્થ કહેવાય છે અને જે પદાર્થ પર કોઈ વીજભાર ન હોય તેને તટસ્થ પદાર્થ કહેવાય છે.
જ્યારે વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા બે પદાર્થોને સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે, ત્યારે બંને પદાર્થો તટસ્થ થઈ જાય છે.
નીચેના કોષ્ટકમાં બે અવાહક પદાર્થોને ઘસવાથી કયા પ્રકારનો વીજભાર ઉત્પન્ન થશે તેના ઉદાહરણો આપેલ છે:

$1. \text{જોડી}$	$2. \text{ધન વીજભારિત પદાર્થ}$	$3. \text{ઋણ વીજભારિત પદાર્થ}$
કાચનો સળિયો અને રેશમી કાપડ	કાચનો સળિયો	રેશમી કાપડ
ઊન અને પ્લાસ્ટિકની કાંસકી	ઊન	પ્લાસ્ટિકની કાંસકી
બિલાડીનું રૂંવાટી અને એબોનાઈટનો સળિયો	બિલાડીનું રૂંવાટી	એબોનાઈટનો સળિયો

(N/A) જુદા જુદા પદાર્થો પર બે પ્રકારના વિદ્યુતભારોનું અસ્તિત્વ નીચેના પ્રયોગો દ્વારા સાબિત થાય છે:
- પ્રયોગ $1$: જ્યારે રેશમ કે ઊન સાથે ઘસેલા બે કાચના સળિયાને એકબીજાની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ એકબીજાને અપાકર્ષે છે,જે આકૃતિ $(a)$ માં દર્શાવેલ છે. તેવી જ રીતે,રૂંવાટી (fur) સાથે ઘસેલા બે પ્લાસ્ટિકના સળિયા પણ એકબીજાને અપાકર્ષે છે.
- પ્રયોગ $2$: જ્યારે રેશમ સાથે ઘસેલા કાચના સળિયાને રૂંવાટી સાથે ઘસેલા પ્લાસ્ટિકના સળિયાની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ એકબીજાને આકર્ષે છે,જે આકૃતિ $(c)$ માં દર્શાવેલ છે.
- પિથ બોલનો પ્રયોગ: જો પિથ બોલને વિદ્યુતભારીત કાચના સળિયા સાથે સ્પર્શ કરાવવામાં આવે,તો તે ધન વિદ્યુતભાર મેળવે છે. જો બીજા પિથ બોલને વિદ્યુતભારીત પ્લાસ્ટિકના સળિયા સાથે સ્પર્શ કરાવવામાં આવે,તો તે ઋણ વિદ્યુતભાર મેળવે છે. અવલોકન કરતા જણાય છે કે સમાન પ્રકારના સળિયા દ્વારા વિદ્યુતભારીત થયેલા બે પિથ બોલ એકબીજાને અપાકર્ષે છે (સમાન વિદ્યુતભારો),જ્યારે કાચના સળિયા દ્વારા વિદ્યુતભારીત પિથ બોલ પ્લાસ્ટિકના સળિયા દ્વારા વિદ્યુતભારીત પિથ બોલને આકર્ષે છે (અસમાન વિદ્યુતભારો).
નિષ્કર્ષ: આ પ્રયોગો પુષ્ટિ કરે છે કે માત્ર બે પ્રકારના વિદ્યુતભારો હોય છે,જેને પરંપરાગત રીતે ધન અને ઋણ નામ આપવામાં આવ્યા છે. સમાન વિદ્યુતભારો એકબીજાને અપાકર્ષે છે અને અસમાન વિદ્યુતભારો એકબીજાને આકર્ષે છે. જે ગુણધર્મ આ બે પ્રકારના વિદ્યુતભારોને અલગ પાડે છે તેને વિદ્યુતભારની ધ્રુવીયતા (polarity) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) વિદ્યુતભારો માટે ધન અને ઋણ શબ્દો અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક $Benjamin$ $Franklin$ દ્વારા આપવામાં આવ્યા હતા.
આ નામકરણ પદ્ધતિ ગાણિતિક સંખ્યાઓ જેવી જ છે,જ્યાં સમાન મૂલ્યની ધન અને ઋણ સંખ્યાઓનો સરવાળો શૂન્ય થાય છે. તેવી જ રીતે,જ્યારે સમાન માત્રામાં ધન અને ઋણ વિદ્યુતભારો ભેગા થાય છે,ત્યારે તેઓ એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે.
આ પરંપરા મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન પર ઋણ વિદ્યુતભાર હોય છે તેમ માનવામાં આવે છે.

(N/A) પદાર્થ પરના વિદ્યુતભારને શોધવા માટેનું એક સાદું સાધન 'ગોલ્ડ-લીફ ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ' (સુવર્ણ વરખ વિદ્યુતદર્શક) છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
તેમાં એક બોક્સમાં રાખેલો શિરોલંબ ધાતુનો સળિયો હોય છે,જેના નીચેના છેડે બે પાતળા સોનાના વરખ (gold leaves) જોડાયેલા હોય છે.
જ્યારે કોઈ વિદ્યુતભારીત પદાર્થ સળિયાના ઉપરના ભાગે રહેલા ધાતુના ગોળા (knob) ને સ્પર્શ કરે છે,ત્યારે વિદ્યુતભાર વરખ સુધી પહોંચે છે,જેના કારણે તેમની વચ્ચે અપાકર્ષણ થવાથી તેઓ એકબીજાથી દૂર જાય છે (diverge થાય છે).
વરખના દૂર થવાનું પ્રમાણ એ પદાર્થ પર રહેલા વિદ્યુતભારના જથ્થાનું સૂચક છે.

(N/A) $1$. પડદા લટકાવવા માટે વપરાતી બોલના છેડાવાળી એક પાતળી એલ્યુમિનિયમની સળિયા લો.
$2$. આ સળિયામાંથી આશરે $20 \,cm$ લંબાઈનો ટુકડો કાપો, જેમાં એક છેડે બોલ હોય અને બીજો છેડો ચપટો હોય.
$3$. એક મોટી બોટલ લો જેમાં આ સળિયો સમાઈ શકે અને એક બૂચ (cork) લો જે બોટલના મુખમાં બરાબર બેસી જાય.
$4$. સળિયાને બૂચમાંથી એવી રીતે પસાર કરો કે જેથી બોલવાળો છેડો બૂચની ઉપર આશરે $5 \,cm$ બહાર રહે.
$5$. એલ્યુમિનિયમ ફોઈલની એક નાની, પાતળી પટ્ટી (આશરે $6 \,cm$ લાંબી) લો, તેને વચ્ચેથી વાળો અને સેલ્યુલોઝ ટેપની મદદથી સળિયાના ચપટા છેડા પર લગાવો.
$6$. પાંદડાઓ (leaves) વચ્ચેનું અંતર માપવા માટે અગાઉથી બોટલની અંદર એક કાગળની માપપટ્ટી મૂકો.
$7$. પાંદડાઓ વચ્ચેનું અંતર એ ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ પર રહેલા વિદ્યુતભારના જથ્થાનું અંદાજિત માપ આપે છે.

(N/A) $1$. સફેદ કાગળની એક પટ્ટી લો અને તેને અડધી વાળીને ગડી બનાવો.
$2$. પટ્ટીને ખોલો અને આકૃતિ $(a)$ અને $(b)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ તેને હળવેથી ઇસ્ત્રી કરો.
$3$. પટ્ટીને ગડી પાસેથી પકડીને રાખો. તમે જોશો કે બંને અડધા ભાગ એકબીજાથી દૂર જાય છે,જે આકૃતિ $(c)$ માં દર્શાવેલ છે.
$4$. આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે ઇસ્ત્રી કરવાની પ્રક્રિયા કાગળની પટ્ટી પર વિદ્યુતભાર સ્થાનાંતરિત કરે છે.
$5$. પટ્ટીના બંને ભાગો સમાન પ્રકારનો વિદ્યુતભાર મેળવે છે,તેથી તેઓ એકબીજા પર અપાકર્ષણનું સ્થિત-વિદ્યુત બળ લગાડે છે,જેના કારણે તેઓ એકબીજાથી દૂર જાય છે.

(C) બધું જ દ્રવ્ય પરમાણુઓ અને/અથવા અણુઓનું બનેલું છે.
સામાન્ય રીતે પદાર્થો વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે,પરંતુ તેમાં વિદ્યુતભારો રહેલા હોય છે; જોકે,તેમના ધન અને ઋણ વિદ્યુતભારો એકબીજાને સચોટ રીતે સંતુલિત કરે છે.
અણુઓને એકસાથે જકડી રાખતા બળો,ઘન પદાર્થમાં પરમાણુઓને જકડી રાખતા બળો,ગુંદરનું સંસક્તિ બળ અને પૃષ્ઠતાણ સાથે સંકળાયેલા બળો મૂળભૂત રીતે વિદ્યુતીય સ્વરૂપના હોય છે,જે વિદ્યુતભારીત કણો (પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોન) વચ્ચેના બળોમાંથી ઉદ્ભવે છે.
આમ,વિદ્યુત બળ સર્વવ્યાપી છે,અને દ્રવ્ય તેના પરમાણ્વીય બંધારણમાં રહેલા મૂળભૂત વિદ્યુતભારીત ઘટકોને કારણે વિદ્યુતભાર દર્શાવે છે.

(N/A) તટસ્થ પદાર્થને વિદ્યુતભારિત કરવા માટે,આપણે એક પ્રકારના વિદ્યુતભારને ઉમેરવા અથવા દૂર કરવાની જરૂર છે.
કોઈ પદાર્થ તેના કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ધનભારિત થઈ શકે છે. તેવી જ રીતે,કોઈ પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને ઋણભારિત થઈ શકે છે.
જે પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે તેનું દળ થોડું ઘટે છે,અને જે પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે તેનું દળ થોડું વધે છે.
જ્યારે આપણે કાચના સળિયાને રેશમ સાથે ઘસીએ છીએ,ત્યારે સળિયામાંથી કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન રેશમના કપડા પર સ્થાનાંતરિત થાય છે. આમ,સળિયો ધનભારિત બને છે અને રેશમ ઋણભારિત બને છે.
ઘર્ષણની પ્રક્રિયામાં કોઈ નવો વિદ્યુતભાર ઉત્પન્ન થતો નથી; વિદ્યુતભારનું માત્ર પુનઃવિતરણ થાય છે.

(B) ગ્રીક ફિલસૂફ થેલ્સ ઓફ મિલેટસે શોધ્યું હતું કે જ્યારે એમ્બર (એક પ્રકારનો અશ્મિભૂત રેઝિન) ને રૂંવાટી સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે તે કાગળના નાના ટુકડાઓ અથવા ઘાસ જેવી હલકી વસ્તુઓને આકર્ષવાનો ગુણધર્મ પ્રાપ્ત કરે છે. આ ઘટના સ્થિર વિદ્યુતનું સૌથી પહેલું નોંધાયેલ અવલોકન છે.

(A) 'electric' (ઇલેક્ટ્રિક) શબ્દ ગ્રીક શબ્દ 'elektron' (ઇલેક્ટ્રોન) પરથી ઉતરી આવ્યો છે,જેનો અર્થ 'એમ્બર' (Amber) થાય છે.
પ્રાચીન સમયમાં,એવું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું કે જ્યારે એમ્બરને રૂંવાટી સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે તે કાગળના ટુકડા કે સૂકા ઘાસ જેવી હલકી વસ્તુઓને આકર્ષવાનો ગુણધર્મ પ્રાપ્ત કરે છે.

(N/A) વિદ્યુતભાર એ દ્રવ્યનો એક આંતરિક ગુણધર્મ છે,જેના કારણે જ્યારે તેને વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે ત્યારે તે બળનો અનુભવ કરે છે. તે પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોન જેવા અપરમાણ્વીય કણોનો મૂળભૂત ગુણધર્મ છે.
વિદ્યુતભાર એ અદિશ રાશિ છે. જોકે તેમાં ધન અને ઋણ ચિહ્નો હોય છે,પરંતુ આ ચિહ્નો અવકાશમાં દિશાને બદલે વિદ્યુતભારની પ્રકૃતિ (સમાન કે અસમાન) દર્શાવે છે. તે સદિશ સરવાળાને બદલે બીજગણિતીય સરવાળાના નિયમોનું પાલન કરે છે.

(A) ધન અને ઋણ વિદ્યુતભારનો ખ્યાલ અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક $Benjamin \ Franklin$ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો. તેમણે સૂચવ્યું હતું કે વિદ્યુત પ્રવાહી માત્ર એક જ પ્રકારનું હોય છે,અને 'ધન' તથા 'ઋણ' શબ્દોનો ઉપયોગ આ પ્રવાહીની વધારાની કે ઉણપની સ્થિતિ દર્શાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.

(A) વિદ્યુતભારિત પદાર્થ એટલે એવો પદાર્થ કે જેની પાસે ચોખ્ખો (net) વિદ્યુતભાર હોય,એટલે કે પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા સમાન ન હોય. જો ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોન કરતા વધારે હોય,તો પદાર્થ ઋણ વિદ્યુતભારિત કહેવાય છે. જો પ્રોટોનની સંખ્યા ઇલેક્ટ્રોન કરતા વધારે હોય,તો પદાર્થ ધન વિદ્યુતભારિત કહેવાય છે.
વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ પદાર્થ એટલે એવો પદાર્થ કે જેની પાસે કોઈ ચોખ્ખો વિદ્યુતભાર ન હોય. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે પદાર્થમાં પ્રોટોનની કુલ સંખ્યા (ધન વિદ્યુતભાર) અને ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા (ઋણ વિદ્યુતભાર) એકબીજાને સમાન હોય,જેના પરિણામે ચોખ્ખો વિદ્યુતભાર $0$ થાય છે.

(B) વિદ્યુતભારની ધ્રુવીયતા એ એવો ગુણધર્મ છે જે બે પ્રકારના વિદ્યુતભારો,એટલે કે ધન $(+)$ અને ઋણ $(-)$ ને અલગ પાડે છે.
આ ગુણધર્મ નક્કી કરે છે કે વિદ્યુતભારો એકબીજા સાથે કેવી રીતે આંતરક્રિયા કરે છે: સમાન વિદ્યુતભારો એકબીજાને અપાકર્ષે છે,જ્યારે અસમાન વિદ્યુતભારો એકબીજાને આકર્ષે છે.
તેથી,સાચો જવાબ એ ગુણધર્મ છે જે બે પ્રકારના વિદ્યુતભારોને અલગ પાડે છે.

(B) $Electroscope$ (ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ) એ એક વૈજ્ઞાનિક સાધન છે જેનો ઉપયોગ પદાર્થ પર વિદ્યુતભારની હાજરી શોધવા માટે થાય છે.
તે સ્થિર વિદ્યુત પ્રેરણ અને સમાન વિદ્યુતભારો વચ્ચેના અપાકર્ષણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.
જ્યારે કોઈ વિદ્યુતભારીત પદાર્થને ઇલેક્ટ્રોસ્કોપના ધાતુના નોબની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે વિદ્યુતભારના પુનઃવિતરણને કારણે તેની પત્તીઓ એકબીજાથી દૂર જાય છે,જે વિદ્યુતભારની હાજરી સૂચવે છે.

(N/A) પરમાણુમાં,પ્રોટોન ન્યુક્લિયસની અંદર આવેલા હોય છે અને પ્રબળ ન્યુક્લિયર બળ દ્વારા મજબૂતીથી બંધાયેલા હોય છે,જે પ્રકૃતિનું સૌથી શક્તિશાળી બળ છે. બીજી તરફ,ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ બહારની કક્ષાઓમાં ફરે છે અને ન્યુક્લિયસ સાથે પ્રમાણમાં નબળા સ્થિર વિદ્યુત બળ (electrostatic force) દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. ઘર્ષણ દરમિયાન,પૂરી પાડવામાં આવતી ઉર્જા બહારના ઇલેક્ટ્રોનની બંધન ઉર્જાને દૂર કરવા માટે પૂરતી હોય છે,જેનાથી તેઓ એક પદાર્થમાંથી બીજા પદાર્થમાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે. પ્રોટોન ન્યુક્લિયસમાં ઊંડે સુધી જડાયેલા હોવાથી,આટલી ઓછી ઉર્જા દ્વારા તેમને દૂર કરી શકાતા નથી.

(B) જ્યારે કાચના સળિયાને રેશમી કાપડ સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે તેમના વર્ક ફંક્શનમાં તફાવત હોવાને કારણે ઇલેક્ટ્રોન કાચના સળિયામાંથી રેશમી કાપડમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
કાચનો સળિયો ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,તેથી તે ધન વીજભારિત બને છે.
રેશમી કાપડ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે,તેથી તે ઋણ વીજભારિત બને છે.
આમ,કાચનો સળિયો ધન વીજભાર અને રેશમી કાપડ ઋણ વીજભાર પ્રાપ્ત કરે છે.

(N/A) વાહકો એવા પદાર્થો છે જેમાંથી વિદ્યુત સરળતાથી પસાર થઈ શકે છે કારણ કે તેમની પાસે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે જે પદાર્થની અંદર ગતિ કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે: ધાતુઓ,માનવ અને પ્રાણીઓના શરીર અને પૃથ્વી વાહકો છે.
અવાહકો એવા પદાર્થો છે જેમાંથી વિદ્યુત પસાર થઈ શકતી નથી. કાચ,પોર્સેલેઇન,પ્લાસ્ટિક,નાયલોન અને લાકડા જેવી મોટાભાગની અધાતુઓ વિદ્યુતના વહન સામે ઉચ્ચ અવરોધ પેદા કરે છે.
જ્યારે કોઈ વાહકને વીજભાર આપવામાં આવે છે,ત્યારે તે તરત જ તેની સમગ્ર સપાટી પર ફેલાઈ જાય છે. તેનાથી વિપરીત,જો અવાહક પર વીજભાર મૂકવામાં આવે,તો તે તે જ જગ્યાએ રહે છે.
જ્યારે ધાતુના સળિયાને હાથ વડે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે કોઈ વિદ્યુતભાર પ્રાપ્ત થતો નથી કારણ કે ધાતુ પર ઉત્પન્ન થયેલો વીજભાર આપણા શરીર દ્વારા પૃથ્વીમાં વહી જાય છે,કારણ કે માનવ શરીર અને પૃથ્વી બંને વાહક છે.

(N/A) સુવાહકો એવા પદાર્થો છે જેમાંથી વિદ્યુતભારો સરળતાથી વહન પામી શકે છે. તેના ઉદાહરણોમાં $Copper$ (તાંબું),$Silver$ (ચાંદી),$Aluminum$ (એલ્યુમિનિયમ) અને $Iron$ (લોખંડ) જેવી ધાતુઓ,તેમજ માનવ શરીર અને પૃથ્વીનો સમાવેશ થાય છે.
અવાહકો (જેને ઇન્સ્યુલેટર પણ કહેવાય છે) એવા પદાર્થો છે જેમાંથી વિદ્યુતભારો સરળતાથી વહન પામી શકતા નથી. તેના ઉદાહરણોમાં $Glass$ (કાચ),$Plastic$ (પ્લાસ્ટિક),$Rubber$ (રબર),$Wood$ (લાકડું) અને $Ebonite$ (ઇબોનાઇટ) નો સમાવેશ થાય છે.

(N/A) ધાતુના સળિયા વિદ્યુતના સુવાહક હોય છે. જ્યારે તમે ધાતુના સળિયાને તમારા ખુલ્લા હાથથી પકડો છો,ત્યારે સળિયા પર ઉત્પન્ન થયેલો વીજભાર તમારા શરીર દ્વારા જમીનમાં વહી જાય છે કારણ કે માનવ શરીર પણ વિદ્યુતનું સુવાહક છે. વીજભાર સતત જમીનમાં જતો હોવાથી,તે સળિયા પર જમા થઈ શકતો નથી,તેથી તેને સીધા હાથમાં પકડીને વીજભારિત કરવું અશક્ય છે.

(N/A) જ્યારે કોઈ વિદ્યુતભારિત પદાર્થને વિદ્યુતભારરહિત વાહક પદાર્થની નજીક લાવવામાં આવે અને તેના દ્વારા વાહક પદાર્થ પર વિદ્યુતભાર ઉત્પન્ન કરવામાં આવે,તો આ પ્રક્રિયાને પ્રેરણ દ્વારા વિદ્યુતભારિત કરવાની પ્રક્રિયા કહેવાય છે. આ વિદ્યુતભાર વાહકની સપાટી પર સ્થિર રહે છે,તેથી તેને સ્થિર વિદ્યુત પ્રેરણ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) પદાર્થને મુખ્યત્વે ત્રણ રીતે વિદ્યુતભારિત કરી શકાય છે:
$(1)$ ઘર્ષણ દ્વારા વિદ્યુતભારિત કરવું: જ્યારે બે તટસ્થ પદાર્થોને એકબીજા સાથે ઘસવામાં આવે છે,ત્યારે એક પદાર્થમાંથી બીજા પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાનાંતર થાય છે,જેના પરિણામે સમાન અને વિરુદ્ધ પ્રકારના વિદ્યુતભારો ઉત્પન્ન થાય છે.
$(2)$ વહન દ્વારા વિદ્યુતભારિત કરવું: જ્યારે કોઈ વિદ્યુતભારિત પદાર્થને વિદ્યુતભારરહિત પદાર્થના સીધા સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે,ત્યારે વિદ્યુતભારિત પદાર્થમાંથી વિદ્યુતભારનું વહન વિદ્યુતભારરહિત પદાર્થમાં થાય છે.
$(3)$ પ્રેરણ દ્વારા વિદ્યુતભારિત કરવું: જ્યારે કોઈ વિદ્યુતભારિત પદાર્થને વિદ્યુતભારરહિત પદાર્થની નજીક ભૌતિક સંપર્ક કર્યા વગર લાવવામાં આવે છે,ત્યારે વિદ્યુતભારરહિત પદાર્થમાં રહેલા વિદ્યુતભારોનું પુનઃવિતરણ થાય છે અને તે વિદ્યુતભારિત બને છે.

(N/A) જ્યારે આપણે કોઈ તટસ્થ પદાર્થ (જેમ કે પિથ બોલ) ને વિદ્યુતભારિત પદાર્થ (જેમ કે વિદ્યુતભારિત પ્લાસ્ટિકનો સળિયો) સાથે સ્પર્શ કરાવીએ છીએ,ત્યારે વિદ્યુતભારિત પદાર્થ પરનો કેટલોક વિદ્યુતભાર તટસ્થ પદાર્થ પર સ્થાનાંતરિત થાય છે.
પરિણામે,તટસ્થ પદાર્થ મૂળ વિદ્યુતભારિત પદાર્થ જેવો જ વિદ્યુતભાર પ્રાપ્ત કરે છે.
આ પ્રક્રિયાને સંપર્ક દ્વારા વિદ્યુતભારિત કરવાની રીત અથવા વહન કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,જો ઋણ વિદ્યુતભારિત પ્લાસ્ટિકનો સળિયો પિથ બોલને સ્પર્શે,તો સળિયામાંથી ઇલેક્ટ્રોન પિથ બોલ પર વહે છે,જેનાથી પિથ બોલ ઋણ વિદ્યુતભારિત બને છે.
પરિણામે,સમાન વિદ્યુતભારને કારણે પિથ બોલ પ્લાસ્ટિકના સળિયા દ્વારા અપાકર્ષાય છે,પરંતુ તે વિરુદ્ધ (ધન) વિદ્યુતભાર ધરાવતા કાચના સળિયા તરફ આકર્ષાય છે.

(N/A) $(i)$ અવાહક સ્ટેન્ડ પર રાખેલા બે ધાતુના ગોળાઓ $A$ અને $B$ ને આકૃતિ $(a)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ સંપર્કમાં લાવો.
$(ii)$ એક ધન વિદ્યુતભારિત સળિયાને કોઈ એક ગોળા,ધારો કે $A$ ની નજીક લાવો,ધ્યાન રાખો કે તે ગોળાને સ્પર્શે નહીં.
ગોળાઓમાં રહેલા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન સળિયા તરફ આકર્ષાય છે. આનાથી ગોળા $B$ ની પાછળની સપાટી પર વધારાનો ધન વિદ્યુતભાર જમા થાય છે. બંને પ્રકારના વિદ્યુતભારો ધાતુના ગોળાઓમાં બંધાયેલા છે અને બહાર નીકળી શકતા નથી. તેથી,તેઓ આકૃતિ $(b)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ સપાટી પર રહે છે.
ગોળા $A$ ની ડાબી સપાટી પર વધારાનો ઋણ વિદ્યુતભાર અને ગોળા $B$ ની જમણી સપાટી પર વધારાનો ધન વિદ્યુતભાર હોય છે.
જેમ જેમ $A$ ની ડાબી સપાટી પર ઋણ વિદ્યુતભાર જમા થવાનું શરૂ થાય છે,તેમ અન્ય ઇલેક્ટ્રોન તેમના દ્વારા અપાકર્ષાય છે. ટૂંક સમયમાં,સળિયાના આકર્ષણ બળ અને જમા થયેલા વિદ્યુતભારોને કારણે લાગતા અપાકર્ષણ બળની અસર હેઠળ સંતુલન સ્થપાય છે. આકૃતિ $(b)$ સંતુલન સ્થિતિ દર્શાવે છે.
જ્યાં સુધી કાચનો સળિયો ગોળાની નજીક રાખવામાં આવે છે ત્યાં સુધી જમા થયેલા વિદ્યુતભારો સપાટી પર રહે છે. જો સળિયો દૂર કરવામાં આવે,તો વિદ્યુતભારો પર કોઈ બાહ્ય બળ લાગતું નથી અને તેઓ તેમની મૂળ તટસ્થ સ્થિતિમાં ફરીથી વહેંચાઈ જાય છે.
$(iii)$ આકૃતિ $(c)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ,જ્યારે કાચનો સળિયો હજુ પણ ગોળા $A$ ની નજીક હોય ત્યારે ગોળાઓને થોડા અંતરે અલગ કરો. બંને ગોળાઓ વિરુદ્ધ રીતે વિદ્યુતભારિત થયેલા જોવા મળે છે અને એકબીજાને આકર્ષે છે.
$(iv)$ સળિયો દૂર કરો. ગોળાઓ પરના વિદ્યુતભારો આકૃતિ $(d)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ ફરીથી ગોઠવાય છે. હવે,ગોળાઓને એકબીજાથી વધુ દૂર કરો.
તેમના પરના વિદ્યુતભારો આકૃતિ $(e)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ સમાન રીતે વહેંચાઈ જાય છે.
$(v)$ આ પ્રક્રિયામાં,દરેક ધાતુના ગોળા સમાન અને વિરુદ્ધ રીતે વિદ્યુતભારિત થશે. આને પ્રેરણ દ્વારા વિદ્યુતભારિત કરવાની રીત કહે છે.

(N/A) જ્યારે વિદ્યુતભારિત સળિયાને હલકા પદાર્થોની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે સળિયો પદાર્થોની નજીકની સપાટી પર વિરુદ્ધ પ્રકારના વિદ્યુતભાર પ્રેરિત કરે છે અને સમાન પ્રકારના વિદ્યુતભાર પદાર્થની દૂરની બાજુએ જાય છે.
આ બંને પ્રકારના વિદ્યુતભારોના કેન્દ્રો થોડા અલગ પડે છે. આપણે જાણીએ છીએ કે વિરુદ્ધ વિદ્યુતભારો એકબીજાને આકર્ષે છે જ્યારે સમાન વિદ્યુતભારો એકબીજાને અપાકર્ષે છે.
બળનું મૂલ્ય વિદ્યુતભારો વચ્ચેના અંતર પર આધાર રાખે છે. વિરુદ્ધ વિદ્યુતભારો સળિયાની નજીક હોવાથી,આકર્ષણ બળ એ અપાકર્ષણ બળ કરતા વધારે હોય છે.
પરિણામે,કાગળના ટુકડા કે પિથ બોલ જેવા હલકા કણો સળિયા તરફ ખેંચાય છે.

(B) જ્યારે કોઈ વીજભારિત કણને હલકા,તટસ્થ કણની નજીક લાવવામાં આવે છે,ત્યારે તે તટસ્થ કણની અંદર વીજભારનું પુનઃવિતરણ પ્રેરે છે.
આ ઘટનાને સ્થિત-વિદ્યુત પ્રેરણ (electrostatic induction) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તટસ્થ કણની જે બાજુ વીજભારિત કણની નજીક હોય છે,ત્યાં વિરુદ્ધ પ્રકારનો વીજભાર ઉત્પન્ન થાય છે,જ્યારે દૂરની બાજુએ સમાન પ્રકારનો વીજભાર ઉત્પન્ન થાય છે.
કારણ કે વિરુદ્ધ વીજભાર સ્ત્રોત વીજભારની નજીક હોવાથી,તેમની વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ સમાન વીજભારો વચ્ચેના અપાકર્ષણ બળ કરતાં વધુ મજબૂત હોય છે.
પરિણામે,તટસ્થ કણ પર લાગતું પરિણામી બળ આકર્ષી પ્રકારનું હોય છે.

(B) જો વિદ્યુતભારીત પદાર્થોના પરિમાણ તેમની વચ્ચેના અંતરની સરખામણીમાં ખૂબ જ નાના હોય,તો તેમને બિંદુવત વિદ્યુતભાર કહેવામાં આવે છે.
આ મોડેલમાં,પદાર્થનો તમામ વિદ્યુતભાર અવકાશમાં એક જ બિંદુ પર કેન્દ્રિત થયેલો માનવામાં આવે છે.

(N/A) વિદ્યુતભાર એ અદિશ રાશિ છે.
તંત્રનો કુલ વિદ્યુતભાર મેળવવા માટે વ્યક્તિગત વિદ્યુતભારોનો બેઝિક સરવાળો કરવામાં આવે છે.
જો કોઈ તંત્રમાં $n$ વિદ્યુતભારો $q_{1}, q_{2}, q_{3}, \ldots, q_{n}$ હોય,તો તંત્રનો કુલ વિદ્યુતભાર $Q = q_{1} + q_{2} + q_{3} + \ldots + q_{n}$ થાય.
તેથી,$Q = \sum_{i=1}^{n} q_{i}$,જ્યાં $i = 1, 2, 3, \ldots, n$.
તંત્રમાં વિદ્યુતભારોનો સરવાળો કરતી વખતે યોગ્ય ચિહ્નો (ધન અથવા ઋણ) નો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. ઉદાહરણ તરીકે,જો કોઈ તંત્રમાં પાંચ વિદ્યુતભારો $+1, +2, -3, +4$ અને $-5$ કોઈ એકમમાં હોય,તો કુલ વિદ્યુતભાર $(+1) + (+2) + (-3) + (+4) + (-5) = -1$ તે જ એકમમાં મળે છે.

(N/A)

વીજભાર	દળ
$1$. તે વિદ્યુતક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.	$1$. તે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે.
$2$. તે પદાર્થનો આંતરિક ગુણધર્મ છે.	$2$. તે પદાર્થમાં રહેલા દ્રવ્યનો જથ્થો દર્શાવે છે.
$3$. તે ધન અથવા ઋણ હોઈ શકે છે.	$3$. તે હંમેશા ધન હોય છે.
$4$. તેનું મૂલ્ય ઝડપ સાથે બદલાતું નથી.	$4$. તેનું મૂલ્ય ઝડપ વધવાની સાથે વધે છે,જે $m = \frac{m_0}{\sqrt{1 - v^2/c^2}}$ સંબંધ દ્વારા દર્શાવાય છે.
$5$. તેના દ્વારા લાગતું બળ આકર્ષી અથવા અપાકર્ષી હોઈ શકે છે.	$5$. તેના દ્વારા લાગતું બળ હંમેશા આકર્ષી હોય છે.
$6$. તેનો $SI$ એકમ કુલંબ $(C)$ છે.	$6$. તેનો $SI$ એકમ કિલોગ્રામ $(kg)$ છે.

(N/A) વિદ્યુતભારના સંરક્ષણનો નિયમ જણાવે છે કે અલગ કરેલા તંત્રનો કુલ વિદ્યુતભાર સમય સાથે અચળ રહે છે.
આનો અર્થ એ છે કે વિદ્યુતભારનું સર્જન કે વિનાશ થઈ શકતો નથી,માત્ર એક પદાર્થમાંથી બીજા પદાર્થમાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે.
ઉદાહરણ: બીટા ક્ષયની પ્રક્રિયામાં,એક ન્યુટ્રોન પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
સમીકરણ: $0n^1 \rightarrow {}_{1}p^1 + {}_{-1}e^0$
ક્ષય પહેલાં,કુલ વિદ્યુતભાર $0$ છે. ક્ષય પછી,કુલ વિદ્યુતભાર $(+1) + (-1) = 0$ થાય છે. આમ,કુલ વિદ્યુતભારનું સંરક્ષણ થાય છે.

(N/A) વીજભારનું ક્વોન્ટમીકરણ એ એક એવો ગુણધર્મ છે જેના કારણે તમામ મુક્ત વીજભારો એ વીજભારના મૂળભૂત એકમ $e$ ના પૂર્ણાંક ગુણાંકમાં હોય છે। આનો અર્થ એ છે કે કોઈપણ પદાર્થ પરનો વીજભાર $q$ ને $q = ne$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે, જ્યાં $n$ એ પૂર્ણાંક સંખ્યા છે $(n = 0, \pm 1, \pm 2, \dots)$ અને $e \approx 1.602 \times 10^{-19} \ C$ છે।
વીજભારના ક્વોન્ટમીકરણનું સૂચન સૌપ્રથમ અંગ્રેજ વૈજ્ઞાનિક માઈકલ ફેરાડે દ્વારા શોધાયેલા વિદ્યુતવિભાજનના પ્રાયોગિક નિયમો દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું। ત્યારબાદ $1912$ માં રોબર્ટ મિલિકન દ્વારા તેનું પ્રાયોગિક નિદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું।
ક્વોન્ટમીકરણનું મુખ્ય કારણ એ છે કે જ્યારે બે પદાર્થોને ઘસવામાં આવે છે, ત્યારે એક પદાર્થમાંથી બીજા પદાર્થમાં માત્ર ઇલેક્ટ્રોનની પૂર્ણાંક સંખ્યા જ સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે। ઇલેક્ટ્રોનને નાના ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાતા ન હોવાથી, સ્થાનાંતરિત વીજભાર હંમેશા મૂળભૂત વીજભાર $e$ નો પૂર્ણાંક ગુણાંક જ હોય છે।

(N/A) ઇલેક્ટ્રોનના વિદ્યુતભારને મૂળભૂત વિદ્યુતભાર કહેવામાં આવે છે. તેની સંજ્ઞા $e$ છે અને તે ઋણ હોય છે.
એકમોની આંતરરાષ્ટ્રીય પદ્ધતિ $(SI)$ માં,વિદ્યુતભારનો એકમ કુલંબ છે,જેને $C$ સંજ્ઞા વડે દર્શાવવામાં આવે છે.
જ્યારે $1 \ A$ (એમ્પિયર) પ્રવાહ $1 \ s$ સમય માટે તારમાંથી વહેતો હોય,ત્યારે તે વિદ્યુતભારને એક કુલંબ કહેવાય છે.
મૂળભૂત વિદ્યુતભારનું મૂલ્ય $e = 1.602192 \times 10^{-19} \ C$ છે. સામાન્ય રીતે તેને $e = 1.6 \times 10^{-19} \ C$ તરીકે લેવામાં આવે છે.
$-1 \ C$ ના વિદ્યુતભારમાં આશરે $6.25 \times 10^{18}$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
સ્થિત વિદ્યુતશાસ્ત્રમાં,વિદ્યુતભારના નાના એકમો નીચે મુજબ છે:
$1 \ mC$ (મિલી કુલંબ) $= 10^{-3} \ C$
$1 \ \mu C$ (માઇક્રો કુલંબ) $= 10^{-6} \ C$
$1 \ nC$ (નેનો કુલંબ) $= 10^{-9} \ C$

(N/A) બ્રહ્માંડમાં મૂળભૂત વિદ્યુતભારો પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોન છે,જે દરેકનું મૂલ્ય $e$ જેટલું હોય છે.
કોઈપણ પદાર્થ આ કણોની નિશ્ચિત સંખ્યાનો બનેલો હોવાથી,પદાર્થ પરનો કુલ વિદ્યુતભાર $q$ એ તેના ઘટક પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનના વિદ્યુતભારોનો બેઝિક સરવાળો છે.
જો કોઈ પદાર્થમાં $n_2$ પ્રોટોન અને $n_1$ ઇલેક્ટ્રોન હોય,તો કુલ વિદ્યુતભાર $q = n_2(e) + n_1(-e) = (n_2 - n_1)e$ થાય.
ધારો કે $n = (n_2 - n_1)$,જ્યાં $n$ એ પૂર્ણાંક સંખ્યા (ધન,ઋણ અથવા શૂન્ય) છે.
તેથી,$q = ne$.
આ ગુણધર્મને વિદ્યુતભારનું ક્વોન્ટમીકરણ કહેવામાં આવે છે,જે દર્શાવે છે કે કોઈપણ પદાર્થ પરનો વિદ્યુતભાર હંમેશા પ્રાથમિક વિદ્યુતભાર $e$ નો પૂર્ણાંક ગુણાંક હોય છે.

(A) હા,આપણે મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે વિદ્યુતભારના ક્વોન્ટમીકરણની અવગણના કરી શકીએ છીએ.
દૈનિક જીવનમાં આપણે જે વિદ્યુતભારો સાથે કામ કરીએ છીએ,જે સામાન્ય રીતે થોડા $\mu C$ ના ક્રમના હોય છે,તેની સરખામણીમાં સ્ટેપ સાઈઝ $e$ ખૂબ જ નાની છે.
આ સ્તરે,એ હકીકત કે પદાર્થનો વિદ્યુતભાર ફક્ત $e$ ના પૂર્ણાંક ગુણાંકમાં જ વધી કે ઘટી શકે છે,તે જોઈ શકાતી નથી.
વિદ્યુતભારની દાણાદાર અથવા અસતત પ્રકૃતિ ખોવાઈ જાય છે અને તે સતત હોય તેવું લાગે છે.
આ પરિસ્થિતિને દૂરથી જોવામાં આવતી ટપકાંવાળી રેખા સાથે સરખાવી શકાય છે; તે માનવ આંખને સતત લાગે છે,ભલે તે વ્યક્તિગત બિંદુઓથી બનેલી હોય.
મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે,આપણે એવા વિદ્યુતભારો સાથે કામ કરીએ છીએ જે મૂળભૂત વિદ્યુતભાર $e$ ના મૂલ્યની સરખામણીમાં ખૂબ જ વિશાળ હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$1 \mu C$ ના વિદ્યુતભારમાં ઇલેક્ટ્રોનિક વિદ્યુતભાર કરતાં આશરે $10^{13}$ ગણો વિદ્યુતભાર હોય છે. આ સ્તરે,વિદ્યુતભારની અસતત પ્રકૃતિ નગણ્ય છે અને તેને સતત વિતરણ તરીકે ગણી શકાય છે.
જો કે,માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે,જ્યાં સામેલ વિદ્યુતભારો થોડા દસ કે સો $e$ ના ક્રમના હોય છે,ત્યાં અસતત પ્રકૃતિ નોંધપાત્ર હોય છે અને ક્વોન્ટમીકરણની અવગણના કરી શકાતી નથી.