બે વિધુતભારોના તંત્રની સ્થિતિ ઊર્જાનું સૂત્ર મેળવો.
ધારોકે, શરૂઆતમાં $q_{1}$ અને $q_{2}$ વિદ્યુતભારો અનંત અંતરે છે. તેમાંના $q_{1}$ વિદ્યુતભારને ઊગમબિંદુની સાપેક્ષે $r_{1}$ અંતરે લાવતાં કરવું પડતું કાર્ય શૂન્ય છે. કારણ કે, $q_{1}$ ની ગતિની વિરુધમાં કાર્ય કરવું પડે તેવું કોઈ બાહ્ય ક્ષેત્ર હાજર નથી.
$\therefore W _{1}=0$
આ $q_{1}$ વિદ્યુતભારનું અવકાશમાં સ્થિતિમાન,
$V _{1}=\frac{k q_{1}}{r_{1 p}}$
જ્યાં $r_{1 p}=$ અવકાશમાંના કોઈ બિંદુ $P$ નું $q_{1}$ ના સ્થાનથી અંતર છે.
હવે $q_{1}$ ના વિદ્યુતક્ષેત્રમાં અનંત અંતરેથી $q_{2}$ વિદ્યુતભારને $r_{2}$ અંતરે આવેલા બિંદુએ લાવવા માટે બાહ્ય બળે કરેલું કાર્ય,
$W _{2}=q_{2} V _{1}$
$\therefore W _{2}=\frac{k q_{1} q_{2}}{r_{12}}$$\ldots (2)$
જ્યાં $r_{12}=r_{1}$ અને $r_{2}$ અંતરે આવેલાં બિદુઓ વચ્ચેનું અંતર છે.
સ્થિતવિદ્યુતબળ એ સંરક્ષી બળ હોવાથી આ કાર્ય તંત્રની સ્થિતિઊર્જા રૂપે સંગ્રહ પામે છે.
બે વિદ્યુતભારો $q_{1}$ અને $q_{2}$ ના તંત્રની સ્થિતિઊર્જા,
$U = W _{1}+ W _{2}$
$\therefore U =\frac{k q_{1} q_{2}}{r_{12}}\dots(2)$
આમ, બે વિદ્યુતભારોના તંત્રની સ્થિતિઊર્જા તેમના ગુણાકારના સમપ્રમાણમાં અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં છે.
જે પ્રથમ $q_{2}$ ને લાવીએ અને પછી $q_{1}$ ને લાવીએ તો પણ સ્થિતિઊર્જા સમીકરણ $(2)$ જેટલું જ મળે છે. વ્યાપક રીતે વિદ્યુતભારોને ગમે તે રીતે પોતાના નિશ્ચિત સ્થાનો પર લાવવામાં આવે તો પધ્ધ સ્થિતિઊર્જનું સૂત્ર બદલાતું નથી. કારણ કે સ્થિત વિદ્યુતબળ સંરક્ષી છે તેથી થતું કાર્ય એ માર્ગ પર આધારિત નથી.
જ્યારે એક ઇલેક્ટ્રોનને બીજા ઇલેક્ટ્રોન તરફ લઈ જવામાં આવે, ત્યારે તંત્રની વિદ્યુતસ્થિતિઊર્જા ....
વિદ્યુતક્ષેત્ર $x$ - અક્ષની દિશામાં છે, $0.2\ C$ વિદ્યુતભારને $x$ - અક્ષ સાથે $60^°$ ના ખૂણે $2\ metres$ અંતર ખસેડવા માટે થતું કાર્ય $4\ J$ છે,તો વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ કેટલા.......$N/C$ થાય?
વિદ્યુતભાર $q$ ને વિદ્યુતભાર $Q$ની આસપાસ $r$ ત્રિજયામાં વર્તુળમય ગતિ કરાવતા કેટલું કાર્ય થાય?
$12\ \mu C$ અને $8\ \mu C$ ના બે બિંદુવત ધન વિદ્યુતભાર $10\, cm$ દૂર આવેલા છે. તેમને $4 \,cm$ નજીક લાવતાં થતું કાર્ય ......છે.
બે વિદ્યુતભારો $-q$ અને $+q$ અનુક્રમે $(0, 0, -a)$ અને $(0, 0, a)$ બિંદુઓએ રહેલા છે.
$(a)$ $(0, 0,z)$ અને $(x,y,0)$ બિંદુઓએ વિદ્યુતક્ષેત્ર કેટલું કેટલું છે?
$(b)$ સ્થિતિમાન, ઉગમબિંદુથી કોઈ બિંદુના અંતર $r$ પર, $r/a\,>\,>\,1$ હોય ત્યારે કેવી રીતે આધારિત છે તે દર્શાવતું સૂત્ર મેળવો.
$(c)$ એક નાના પરીક્ષણ વિદ્યુતભારને $x$ -અક્ષ પર $(5, 0, 0)$ બિંદુથી $(-7, 0, 0)$ બિંદુ સુધી લઈ જવામાં કેટલું કાર્ય થશે? જો પરીક્ષણ વિદ્યુતભારનો માર્ગ તે જ બે બિંદુઓ વચ્ચે $x$ -અક્ષ પર ન હોત તો જવાબમાં ફેર પડે?