आयतन आवेश घनत्व
आयतन आवेश घनत्व रूपांतरण के बारे में
आयतन आवेश घनत्व तीन-आयामी क्षेत्र में वितरित विद्युत आवेश को मापता है—प्रति इकाई आयतन कूलम्ब। यह थोक सामग्रियों, प्लाज़्मा, अर्धचालकों और स्थिरवैद्युतिकी तथा विद्युतगतिकी में किसी भी आयतनी आवेश वितरण में आवेश का वर्णन करता है। सतह या रेखा आवेश घनत्व के विपरीत जो सतहों या रेखाओं पर आवेश को आदर्शीकृत करते हैं, आयतन आवेश घनत्व उन सामग्रियों में वास्तविक भौतिक आवेश वितरण का प्रतिनिधित्व करता है जहां आवेश एक परिमित आयतन में फैला होता है।
SI इकाई कूलम्ब प्रति घन मीटर (C/m³) है। आयतन आवेश घनत्व Maxwell के समीकरणों में मूलभूत है, जो Gauss के नियम में अवकल रूप में प्रकट होता है: ∇·E = ρ/ε₀, जहां ρ आयतन आवेश घनत्व है। यह समीकरण बताता है कि विद्युत क्षेत्र रेखाएं धनात्मक आवेश के क्षेत्रों से विचलित होती हैं और ऋणात्मक आवेश की ओर अभिसरित होती हैं। संतुलन में चालकों में, आयतन आवेश घनत्व शून्य होता है—सभी अतिरिक्त आवेश सतह पर रहता है। प्लाज़्मा, डोप्ड अर्धचालक और तनाव के तहत परावैद्युत शून्येतर आयतन आवेश बनाए रख सकते हैं।
हमारा कनवर्टर विद्युतचुम्बकत्व, प्लाज़्मा भौतिकी और अर्धचालक उपकरण विश्लेषण में उपयोग की जाने वाली आयतन आवेश घनत्व इकाइयों को संभालता है।
सामान्य आयतन आवेश घनत्व रूपांतरण
| से | में | गुणा करें |
|---|---|---|
| C/m³ | μC/cm³ | 10⁻⁶ |
| μC/cm³ | C/m³ | 10⁶ |
| C/m³ | mC/m³ | 1,000 |
| mC/m³ | C/m³ | 0.001 |
| C/m³ | μC/m³ | 10⁶ |
| C/m³ | nC/cm³ | 10⁻³ |
| C/m³ | C/L | 0.001 |
| C/L | C/m³ | 1,000 |
| nC/cm³ | C/m³ | 0.001 |
आयतन आवेश घनत्व इकाई संदर्भ
कूलम्ब प्रति घन मीटर (C/m³) – आयतन आवेश घनत्व की SI इकाई। अधिकांश व्यावहारिक स्थितियों में, मान काफी छोटे (μC/m³ से mC/m³) होते हैं क्योंकि मामूली आवेश घनत्व में भी बड़ी संख्या में मूल आवेश शामिल होते हैं। एक C/m³ प्रति घन मीटर लगभग 6.24 × 10¹⁸ मूल आवेशों के अनुरूप है। प्लाज़्मा, आवेशित एरोसोल और अर्धचालकों का इस इकाई का उपयोग करके विश्लेषण किया जाता है।
माइक्रोकूलम्ब प्रति घन सेंटीमीटर (μC/cm³) – प्रयोगशाला-स्तर के प्रयोगों और प्रदर्शनों के लिए सुविधाजनक। 1 μC/cm³ = 1 C/m³ (ध्यान दें: गुणक रद्द हो जाते हैं)। विद्युतरसायन, पॉलिमर इलेक्ट्रेट और शिक्षण उदाहरणों में उपयोग किया जाता है जहां cm³ आयतन स्वाभाविक हैं।
कूलम्ब प्रति लीटर (C/L) – विलयन रसायन विज्ञान और विद्युतरसायन के लिए व्यावहारिक। 1 C/L = 1000 C/m³। विद्युत अपघट्यों में आयन सांद्रता इस तरह व्यक्त की जा सकती है, हालांकि मोलरता अधिक सामान्य है।
प्रति घन मीटर मूल आवेश (e/m³) – प्लाज़्मा भौतिकी में मानक जहां कण घनत्व आवेश से अधिक मायने रखता है। 1 e = 1.602 × 10⁻¹⁹ C। सामान्य इलेक्ट्रॉन घनत्व: आयनमंडल 10¹⁰-10¹² /m³; ग्लो डिस्चार्ज 10¹⁵-10¹⁸ /m³; टोकामैक संलयन प्लाज़्मा 10¹⁹-10²⁰ /m³; ठोस पदार्थ ~10²⁹ /m³।
नैनोकूलम्ब प्रति घन सेंटीमीटर (nC/cm³) – कमज़ोर आवेशित सामग्रियों और वायुमंडलीय विद्युत के लिए उपयोग किया जाता है। तड़ित मेघ आवेश घनत्व लगभग 1-10 nC/m³ है। निष्पक्ष-मौसम वायुमंडलीय आवेश: ~10⁻¹² C/m³।