$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી તકતી (disc) ની સપાટી પર $Q$ જેટલો વિદ્યુતભાર સમાન રીતે વિતરિત થયેલ છે,તો તેની અક્ષ પર વિદ્યુત સ્થિતિમાનની ગણતરી કરો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે તકતીના કેન્દ્ર $O$ થી $x$ અંતરે તેની અક્ષ પર એક બિંદુ $P$ છે. તકતીની પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma = \frac{Q}{\pi R^2}$ છે.
તકતી પર $r$ ત્રિજ્યા અને $dr$ પહોળાઈની એક પાતળી રિંગ (વલય) વિચારો. આ રિંગનું ક્ષેત્રફળ $dA = 2\pi r dr$ છે.
આ રિંગ પરનો વિદ્યુતભાર $dq = \sigma dA = \sigma (2\pi r dr)$ છે.
આ રિંગના દરેક બિંદુનું $P$ થી અંતર $\sqrt{r^2 + x^2}$ છે.
આ રિંગને કારણે બિંદુ $P$ પર સ્થિતિમાન $dV = \frac{k dq}{\sqrt{r^2 + x^2}} = \frac{1}{4\pi \epsilon_0} \frac{\sigma (2\pi r dr)}{\sqrt{r^2 + x^2}}$ થાય.
કુલ સ્થિતિમાન $V$ શોધવા માટે,$r = 0$ થી $r = R$ સુધી સંકલન કરતા:
$V = \int_0^R \frac{\sigma 2\pi r dr}{4\pi \epsilon_0 \sqrt{r^2 + x^2}} = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} \int_0^R \frac{r dr}{\sqrt{r^2 + x^2}}$.
ધારો કે $u = r^2 + x^2$,તેથી $du = 2r dr$,અથવા $r dr = \frac{du}{2}$.
$V = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} \int_{x^2}^{R^2+x^2} \frac{du/2}{\sqrt{u}} = \frac{\sigma}{4\epsilon_0} [2\sqrt{u}]_{x^2}^{R^2+x^2} = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} [\sqrt{R^2 + x^2} - x]$.
$\sigma = \frac{Q}{\pi R^2}$ મૂકતા,આપણને મળે:
$V = \frac{Q}{2\pi \epsilon_0 R^2} [\sqrt{R^2 + x^2} - x]$.

Explore More

Similar Questions

બે બિંદુઓ $P$ અને $Q$ ના સ્થિતિમાન અનુક્રમે $10\, V$ અને $-4\, V$ જાળવી રાખવામાં આવ્યા છે. $100$ ઇલેક્ટ્રોનને $P$ થી $Q$ સુધી લઈ જવા માટે કરવામાં આવેલ કાર્ય કેટલું છે?

$R_1$ અને $R_2$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે પાતળા કેન્દ્રિત પોલા વાહક ગોળાઓ પર અનુક્રમે $Q_1$ અને $Q_2$ વિદ્યુતભારો છે. જો $R_1 < R_2$ હોય,તો કેન્દ્રથી $r$ અંતરે આવેલા બિંદુએ $(R_1 < r < R_2)$ વિદ્યુતસ્થિતિમાન કેટલું હશે?

બે સમાન ધન બિંદુવત વિદ્યુતભારોને બિંદુઓ $A$ અને $B$ પર રાખવામાં આવ્યા છે. તેમની વચ્ચેની સીધી રેખા પર $A$ થી $B$ તરફ જતી વખતે વિદ્યુત સ્થિતિમાનમાં શું ફેરફાર થાય છે?

$A$ અને $C$ એ અનુક્રમે $a$ અને $c$ ત્રિજ્યા ધરાવતા સમકેન્દ્રીય વાહક ગોલીય કવચો છે. $A$ ને $a$ આંતરિક ત્રિજ્યા,$b$ બાહ્ય ત્રિજ્યા અને $k$ ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા સમકેન્દ્રીય ડાયઇલેક્ટ્રિક વડે ઘેરાયેલું છે. જો ગોળા $A$ ને $Q$ વિદ્યુતભાર આપવામાં આવે,તો ડાયઇલેક્ટ્રિકની બાહ્ય સપાટી પર (ત્રિજ્યા $b$ પર) સ્થિતિમાન કેટલું હશે?

$20 \ C$ વિદ્યુતભારને બિંદુ $A$ થી બિંદુ $B$ સુધી લઈ જવા માટે કરવામાં આવતું કાર્ય $2 \ J$ છે. તો આ બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત કેટલો હશે ($V$ માં)?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo