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

$R_{1}$ અને $R_{2}$ $(R_{1} >> R_{2})$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે પોલા વાહક ગોળાઓ પર સમાન વિદ્યુતભાર છે. તો વિદ્યુતસ્થિતિમાન કેવું હશે?

$R \text{ m}$ ત્રિજ્યા ધરાવતી બે સમાન પાતળી રીંગોને એક જ અક્ષ પર $R \text{ m}$ અંતરે રાખવામાં આવી છે. જો તેમના પરનો વિદ્યુતભાર અનુક્રમે $10 \text{ C}$ અને $5 \text{ C}$ હોય,તો એક રીંગના કેન્દ્રથી બીજી રીંગના કેન્દ્ર સુધી '$q$' કુલંબ વિદ્યુતભારને લઈ જવા માટે કરવું પડતું કાર્ય શોધો.

$r$ અને $R(R > r)$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે સમકેન્દ્રી પોલા ગોળાઓ પર સમાન પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma$ છે. કુલ વિદ્યુતભાર $Q$ તેમની વચ્ચે વહેંચાયેલ છે. સામાન્ય કેન્દ્ર પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન કેટલું હશે?

Difficult
View Solution

એક પાતળી ધાતુની તકતી તેના સમતલને લંબ અને તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી ઉર્ધ્વ અક્ષની આસપાસ અચળ કોણીય વેગ સાથે ફરી રહી છે. પરિભ્રમણને કારણે તકતીમાં રહેલા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનનું પુનઃવિતરણ થાય છે. ધારો કે કોઈ બાહ્ય વિદ્યુત કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર નથી. તો,

એક સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં,ઉગમબિંદુ પર સ્થિતિમાન $10 \ V$ છે,અને $(1, 0, 0), (0, 1, 0)$ અને $(0, 0, 1)$ બિંદુઓ પર સ્થિતિમાન $8 \ V$ છે. બિંદુ $(1, 1, 1)$ પર સ્થિતિમાન કેટલું હશે....$V$

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