વિધુત સ્થિતિઊર્જાનો તફાવત સમજાવો અને તેને લગતી નોંધવાલાયક બાબતો જણાવો.

વિદ્યુતક્ષેત્રમાં દરેક બિંદુએ $q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો ક્ણ અમુક સ્થિતવિદ્યુત સ્થિતિઊર્જા ધરાવે છે. $P$ બિદુએ $+ Q$ વિદ્યુતભાર મૂકેલો છે.

$R$ થી $P$ સુધી $q$ વિદ્યુતભારને ગતિ કરાવતાં કરવું પડતું કાર્ય તેની $R$ અને $P$ પાસેની સ્થિતિઊર્જાના તફાવત જેટલું હોય છે.

$\therefore$ સ્થિતિઊર્જાનો તફાવત $= U _{ P }- U _{ R }$

$\therefore \Delta U = U _{ P }- U _{ R }$

$\therefore \Delta U = W _{ RP }$

$q$ વિદ્યુતભારનું સ્થાનાંતર અપાકર્ષકબળની વિરુદ્ધમાં થાય છે. તેથી, વિદ્યુતબળ વડે થયેલું કાર્ય ઋણ ગણાય છે.

$\therefore \Delta U=-W_{R P}$

યાદચ્છિક વિદ્યુતભારના વિદ્યુતક્ષેત્ર માટે, બે બિંદુઓ વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિ ઊર્જાના તફાવતને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ પર આપેલ $q$ વિદ્યુતભારને પ્રવેગ રહિત લઈ જવા માટે બાહ્ય બળ વડે કરવા પડતા કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકીએ. સ્થિતિઊર્જાના તફાવત માટે નીચેની નોંધવા લાયક બાબતો :$(i)$ સમીકરણ $(1)$ ની જમણી બાજુનું પદ વિદ્યુતભારના માત્ર પ્રારંભિક અને અંતિમ સ્થાનો પર જ આધારિત છે.

આનો અર્થ એ થાય કે, વિદ્યુતભારને એક્થી બીજા બિદુએ લઈ જવા માટે અસંખ્ય માર્ગો વિચારી શકાય પણ આ ગતિ દરમિયાન વિદ્યુતક્ષેત્ર વડે થયેલું કાર્ય માત્ર પ્રારંભિક અને અંતિમ સ્થાનો પર જ આધાર રાખે છે પણ એકથી બીજા બિંદુએ જવા માટેના લીધેલા માર્ગ પર આધારિત નથી. જે કુલંબના નિયમ પરથી પણ સાબિત થઈ શકે છે. જે સંરક્ષીબળની મૂળભૂત લાક્ષણિક્તા છે.

$(ii)$ સ્થિતિઊર્જાના ખરેખરા (નિરપેક્ષ) મૂલ્યનો કોઈ અર્થ નથી પણ માત્ર સ્થિતિઊર્જાના તફાવત જ અગત્યના છે.

સ્થિતિઊર્જાનો તફાવત $U _{ P }- U _{ R }=\Delta U _{ RP }$,

આ જો અનંત અંતરે રહેલાં બિદું સ્થિતિઊર્જા શૂન્ય લઈએ અને બંને બિદુ આગળની સ્થિતિઊર્જામાં યાદ્છિક અચળાંક $\alpha$ ઉમેરીએ તો,

$\left( U _{ P }+\alpha\right)-\left( U _{ R }+\alpha\right)= U _{ P }- U _{ R }$

$\therefore\left( U _{ P }+\alpha- O -\alpha\right)= U _{ P }- U _{ R }$

$\therefore U _{ P }= U _{ P }- U _{ R }$

$\therefore R$ અનંત અંતરેથી $P$ બિદુએ વિદ્યુતભારને લાવતાં કરવું પડતું કાર્ય $W _{ RP }= U _{ P }$ અથવા $W _{\infty P }= U _{ P }$

ઉપરનું સમીકરણ $P$ પાસે $q$ વિદ્યુતભારની સ્થિતિઊર્જા દર્શાવે છે.

"કોઈ પણ વિદ્યુતભારના લીધે ઉદભવતા વિદ્યુતક્ષેત્રમાં કોઈ પણ બિંદુએ વિદ્યુતભાર $(q)$ ની સ્થિતિઊર્જા તે વિદ્યુતભારને અનંત અંતરેથી તે બિદુએ બાહ્ય બળ (વિદ્યુતબળ જેટલા જ અને વિરુદ્ધ દિશામાંના) વડે થતું કાર્ય છે."