ધન બિંદુવત વિદ્યુતભાર $Q$ થી $r$ અંતરે વિદ્યુતસ્થિતિમાન માટેનું સૂત્ર તારવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે ઉગમબિંદુ $O$ પર એક બિંદુવત વિદ્યુતભાર $Q$ રહેલો છે. $Q$ થી $r$ અંતરે આવેલા બિંદુ $P$ પર વિદ્યુતસ્થિતિમાન એટલે અનંત અંતરેથી એકમ ધન પરીક્ષણ વિદ્યુતભારને બિંદુ $P$ સુધી લાવવા માટે બાહ્ય બળ દ્વારા કરવું પડતું કાર્ય.
સ્થિત-વિદ્યુત બળ સંરક્ષી હોવાથી,કાર્ય માર્ગ પર આધારિત નથી. આપણે અનંતથી $P$ સુધીનો ત્રિજ્યાવર્તી માર્ગ પસંદ કરીએ છીએ.
$O$ થી $r^{\prime}$ અંતરે આવેલા કોઈ મધ્યવર્તી બિંદુ $P^{\prime}$ પર,એકમ ધન પરીક્ષણ વિદ્યુતભાર પર લાગતું સ્થિત-વિદ્યુત બળ:
$F = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \frac{Q \times 1}{(r^{\prime})^{2}} = \frac{kQ}{(r^{\prime})^{2}}$
સ્થિત-વિદ્યુત બળ $F$ ની વિરુદ્ધમાં બાહ્ય બળ $F_{ext}$ દ્વારા વિદ્યુતભારની દિશામાં $dr^{\prime}$ જેટલા સૂક્ષ્મ સ્થાનાંતર માટે કરવું પડતું કાર્ય:
$dW = F_{ext} \cdot dr^{\prime} = -F \cdot dr^{\prime} = -\frac{kQ}{(r^{\prime})^{2}} dr^{\prime}$
અનંતથી $r$ અંતર સુધી લાવવા માટે કરવું પડતું કુલ કાર્ય $W$ શોધવા માટે,આપણે આ સમીકરણનું સંકલન કરીએ:
$W = \int_{\infty}^{r} -\frac{kQ}{(r^{\prime})^{2}} dr^{\prime}$
$W = -kQ \int_{\infty}^{r} (r^{\prime})^{-2} dr^{\prime}$
$W = -kQ \left[ -\frac{1}{r^{\prime}} \right]_{\infty}^{r}$
$W = kQ \left[ \frac{1}{r} - \frac{1}{\infty} \right] = \frac{kQ}{r}$
વિદ્યુતસ્થિતિમાનની વ્યાખ્યા મુજબ $V = \frac{W}{q_{0}}$ અને $q_{0} = 1 \text{ C}$ હોવાથી:
$V(r) = \frac{kQ}{r} = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \frac{Q}{r}$

Explore More

Similar Questions

જ્યારે $\alpha$-કણ $70\ V$ થી $50\ V$ વોલ્ટેજ ધરાવતા બિંદુ પર જાય ત્યારે તેની ગતિઊર્જામાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે?

$x$-અક્ષ પર $x = -a$ અને $x = +a$ પર બે સમાન બિંદુવત વિદ્યુતભારો સ્થિર છે. ઉગમબિંદુ પર બીજો એક બિંદુવત વિદ્યુતભાર $Q$ મૂકવામાં આવે છે. જ્યારે $Q$ ને $x$-અક્ષ પર $x$ જેટલા નાના અંતરે સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે,ત્યારે તેની વિદ્યુત સ્થિતિઊર્જામાં થતો ફેરફાર આશરે કોના સમપ્રમાણમાં હોય છે?

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા સમાન રીતે વિદ્યુતભારીત ગોળીય કવચ માટે $V$ વિરુદ્ધ $r$ નો આલેખ દોરો.

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,એક સમદ્વિબાજુ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ $B$ અને $C$ પર $+q$ અને $-q$ વિદ્યુતભારો મૂકવામાં આવ્યા છે. શિરોબિંદુ $A$ પરનું વિદ્યુતસ્થિતિમાન કેટલું હશે?

$Q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા ગોળાને સમકેન્દ્રિત રહે તેમ વિદ્યુતભાર રહિત ગોળીય કવચ છે. તેમની વચ્ચે વોલ્ટેજનો તફાવત $V$ છે. હવે જો ગોળીય કવચને $-3Q$ વિદ્યુતભાર આપવામાં આવે,તો તેમની વચ્ચે વોલ્ટેજનો તફાવત કેટલો થશે?

Difficult
View Solution

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