चार धनात्मक आवेशों की प्रणाली की विद्युत स्थितिज ऊर्जा E होती है जब उन्हें एक वृत्त की परिधि पर सममित रूप से रखा जाता है। यदि इस वृत्त के केंद्र में एक ऋणात्मक आवेश लगाया जाता है, तो प्रणाली की विद्युत स्थितिज ऊर्जा _____ हो जाएगी।

अवधारणा:

विद्युत स्थितिज ऊर्जा:

• विद्युत क्षेत्र में एक बिंदु पर आवेश की विद्युत स्थितिज ऊर्जा को विद्युत क्षेत्र के खिलाफ स्थिर वेग के साथ विद्युत क्षेत्र में अनन्तता से उस बिंदु तक आवेश लाने के लिए आवश्यक कार्य की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है।
• विद्युत स्थितिज ऊर्जा एक अदिश राशि है।
• स्रोत आवेश Q से दूरी r पर आवेश q की विद्युत स्थितिज ऊर्जा को निम्नानुसार दिया जाता है,

\(⇒ U=\frac{kQq}{r}\)

जहां k = \(\frac{1}{4\pi ϵ_o}\) 9×109 N-m2/C2 (इलेक्ट्रोस्टैटिक बल स्थिरांक), और ϵo = पारगम्यता

जैसे समान आवेशों के लिए Qq> 0, फिर U> 0

जैसे विपरीत आरोपों के लिए Qq <0, फिर U <0

स्पष्टीकरण:

• चार धनात्मक आवेशों की प्रणाली की विद्युत स्थितिज ऊर्जा है,

⇒ U1 = E     -----(1)

• यहां सभी चार आवेश धनात्मक हैं, इसलिए विद्युत स्थितिज ऊर्जा धनात्मक होगी।
• जैसा कि हम जानते हैं कि आवेशों के विपरीत दो के कारण विद्युत स्थितिज ऊर्जा ऋणात्मक है, इसलिए जब ऋणात्मक आवेश को केंद्र में ले जाया जाएगा तो ऋणात्मक आवेश की विद्युत स्थितिज ऊर्जा ऋणात्मक होगी।
• तो प्रणाली की कुल विद्युत स्थितिज ऊर्जा घट जाएगी। इसलिए, विकल्प 2 सही है।