$a$ અને $b$ ત્રિજ્યાઓ ધરાવતા બે વિદ્યુતભારિત સુવાહક ગોળાઓને એક તાર વડે જોડવામાં આવે છે. બે ગોળાઓની સપાટીઓ પરના વિદ્યુતક્ષેત્રનો ગુણોત્તર કેટલો હશે? આ પરિણામનો ઉપયોગ કરી સુવાહકના તીણ અને ધારદાર છેડાઓ આગળ સપાટ વિભાગો કરતાં વિદ્યુતભારની પૃષ્ઠ ઘનતા શા માટે વધારે હોય છે તે સમજાવો.
Let a be the radius of a sphere $A, Q_{A}$ be the charge on the sphere, and $C_{A}$ be the capacitance of the sphere.
Let $b$ be the radius of a sphere $B$, $Q$ be the charge on the sphere, and $C$ a be the capacitance of the sphere.
since the two spheres are connected with a wire, their potential $(v)$ will become equal.
Let Eabe the electric field of sphere $A$ and $E_{8}$ be the electric field of sphere $B$. Therefore, their ratio,
$\frac{E_{A}}{E_{B}}=\frac{Q_{A}}{4 \pi \epsilon_{0} \times a_{2}} \times \frac{b^{2} \times 4 \pi \epsilon_{0}}{Q_{B}}$
$\frac{E_{A}}{E_{B}}=\frac{Q_{1}}{Q_{B}} \times \frac{b^{2}}{a^{2}}\ldots(i)$
However, $\frac{Q_{A}}{Q_{B}}=\frac{C_{A} V}{C_{B} V}$
And, $\frac{C_{A}}{C_{B}}=\frac{a}{b}$
$\therefore \frac{Q_{A}}{Q_{B}}=\frac{a}{b}\dots (ii)$
Putting the value of $(ii)$ in $(i)$, we obtain
$\therefore \frac{E_{A}}{E_{B}}=\frac{a}{b} \frac{b^{2}}{a^{2}}=\frac{b}{a}$
Therefore, the ratio of electric fields at the surface is $b/a.$
વિધુતભારિત સુવાહકની સપાટી પર સ્થિત વિધુતક્ષેત્ર સપાટીને દરેક બિંદુએ લંબ હોય છે. તો સમજાવો.
બે સમાન વાહક ગોળાઓ $A$ અને $B$ એકબીજાથી $5 \;cm$ અંતરે મૂકેલા છે તથા સમાન રીતે વિદ્યુતભારીત કરેલાં છે. તેમની ત્રિજ્યાઓ અનુક્રમે $1\; mm$ અને $2 \;mm$ છે. જો બંને ગોળાને વાહકતાર વડે જોડવામાં આવે, તો સંતુલિત સ્થિતિમાં ગોળા $A$ અને $B$ ની સપાટી પરનાં વિદ્યુતક્ષેત્રોનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
$0.02 \,m$ ની ત્રિજ્યા અને દરેક $5 \mu C$ વીજભાર ધરાવતા યોંસઠ $(64)$ ટીપાં જોડાઈને એક મોટુ ટીપું બનાવે છે. મોટાં ટીપાં અને નાનાં ટીપાંની પૃષ્ઠ ધનતાનો ગુણોત્તર ............... થશે.
નીચે આપેલા વિધાનો ધ્યાનમાં લો.
વિધાન $I$ : વાહકની સપાટી ઉપર અને અંદરના ભાગમાં વિદ્યુતસ્થિતિમાન અચળ હોય છે.
વિધાન $II :$ વિજભારિત સુવાહકની તરત જ બહારના ભાગ આગળ દરેક બિંદુએ વિદ્યુતક્ષેત્ર સપાટીને લંબરૂપે હોય છે.
ઉપરોક્ત વિધાનોનાં સંદર્ભમાં, નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સૌથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો :
વિધુતક્ષેત્ર અને વિધુતસ્થિતિમાન વચ્ચેનો સંબંધ મેળવો.