વિધુતક્ષેત્ર અને વિધુતસ્થિતિમાન વચ્ચેનો સંબંધ મેળવો.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર એકબીજાથી ખૂબ નજીક બે સમસ્થિતિમાન સપાટીઓ $A$ અને $B$ છે જેમના પર સ્થિતિમાનના મૂલ્યો અનુક્રમે $V$ અને $V +\delta V$ છે. જ્યાં $\delta V$ એ વિદ્યુતક્ષેત્રની દિશામાં $V$ નો ફેરફાર છે.
સપાટી $B$ પર બિંદુ $P$ છે જેનું સપાટી $A$ થી લંબઅંતર $\delta l$ છે.
એક્ર ધન વિદ્યુતભારને સપાટી $B$ થી સપાટી $A$ સુધી વિદ્યુતક્ષેત્રની વિરુદ્ધમાં સપાટીઓને લંબરૂપે $\delta l$ જેટલું અંતર કાપતાં કરેલુ કાર્ય $|\overrightarrow{ E }| \delta l$ છે.
કરેલું કાર્ય $|\overrightarrow{ E }| \delta l$ છે.
પણ કાર્ય $W = V _{ A }- V _{ B }$
$\therefore|\overrightarrow{ E }| \delta l= V -( V +\delta V )$
$\therefore|\overrightarrow{ E }| \delta l=-\delta V$
$\therefore|\overrightarrow{ E }|=-\frac{\delta V }{\delta l}$
$\therefore|\overrightarrow{ E }|=\left|\frac{\delta V }{\delta l}\right|$
$\therefore E =\frac{ V }{l}$
આમ, વિદ્યતસ્થિતિમાન પ્રચલનનું ઋણા મૂલ્ય એ વિદ્યુતક્ષેત્રના મૂલ્ય જેટલું હોય છે. $\frac{\delta V }{\delta l}$ ને વિદ્યુતસ્થિતિમાન પ્રચલન કહે છે. તેનો એકમ $Vm ^{-1}$ છે.
આ સંબંધ પરથી બે મહત્વના નીચે મુજબના નિષ્કર્ષો મળે છે.
$(1)$ જે દિશામાં અંતર સાથે સ્થિતિમાનનો ધટાડો સૌથી ઝડપી થતો હોય તે દિશામાં વિદ્યુતક્ષેત્ર હોય છે.
$(2)$ વિદ્યુતક્ષેત્રનુ મૂલ્ય, તે બિદુએ સમસ્થિતિમાન પૃષ્ઠને લંબ દિશામાં એકમ સ્થાનાંતર દીઠ સ્થિતિમાનના ફેરફરના મૂલ્ય જેટલું છે.
ધાતુના ગોળાકાર વચની અંદરની ત્રિજ્યા ${{\rm{R}}_1}$ અને બહારની ત્રિજ્યા ${{\rm{R}}_2}$ છે ગોળાકાર કવચના કેન્દ્ર પર $\mathrm{Q}$ વિધુતભાર મૂકેલો છે, તો કવચના $(i)$ અંદર અને $(ii)$ બહારની સપાટી પર વિધુતભારની પૃષ્ઠઘનતા કેટલી ?
$20\, cm$ અને $15\, cm$ ત્રિજ્યાવાળા વાહકગોળા અહાવક સ્ટેનડ પર મૂકેલા છે. બંને ઉપર સમાન $10\ \mu C $ જેટલો વિદ્યતભાર છે. તેઓને તાંબાના તાર સાથે જોડીને અલગ કરતાં .....
$5\,mm$ અને $10\,mm$ ત્રિજ્યાઓ ધરાવતા અને નિયમિત વિદ્યુતભારીત બે નળાકારીય સુવાહકો $A$ અને $B$ ને $2\,cm$ અંતરે છૂટા પાડેલા છે. જો ગોળાઓને એક સુવાહક તાર વડે જોડવામાં આવે તો, સંતુલન અવસ્થામાં ગોળા $A$ અને $B$ ની સપાટી ઉપર વિદ્યુતક્ષેત્રનાં :મૂલ્યોનો ગુણોત્તર $.......$ થશે.
$a$ અને $b$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે વિદ્યુતભારીત ગોળાઓને તાર વડે જોડેલા હોય, ત્યારે તેઓની સપાટી પર વિદ્યુત ક્ષેત્રનો ગુણોત્તર $E_a/E_b$ છે. તો.....
સુવાહકની અંદરના ભાગમાં સ્થિત વિધુતક્ષેત્ર શૂન્ય હોય છે તે સમજાવો.