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

$a$ ત્રિજ્યા ધરાવતી બે પાતળી કોએક્સિયલ રિંગો,જેના પર અનુક્રમે $+Q$ અને $-Q$ વિદ્યુતભાર છે,તે $s$ અંતરે રહેલી છે. આ બે રિંગોના કેન્દ્રો વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત કેટલો હશે?

બિંદુ $A$ પરનું સ્થિતિમાન $-3 \ V$ છે અને બીજા બિંદુ $B$ પરનું સ્થિતિમાન $5 \ V$ છે. $5 \ mC$ ના વિદ્યુતભારને $B$ થી $A$ સુધી લઈ જવા માટે કરવામાં આવેલ કાર્ય કેટલું છે?

$10\, e.s.u.$ નો એક વિદ્યુતભાર,$40\, e.s.u.$ ના વિદ્યુતભારથી $2\, cm$ અંતરે અને $20\, e.s.u.$ ના બીજા વિદ્યુતભારથી $4\, cm$ અંતરે મૂકવામાં આવ્યો છે. $10\, e.s.u.$ ના વિદ્યુતભારની સ્થિતિઊર્જા ($ergs$ માં) કેટલી હશે?

$r$ ત્રિજ્યા અને સમાન વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma$ ધરાવતી પાતળી અવાહક તકતીની પરિઘ પરના બિંદુએ સ્થિત વિદ્યુત પોટેન્શિયલ $V$ સમીકરણ $V = 4 \sigma r$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. નીચેનામાંથી કયું પદ $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી સમાન રીતે વિદ્યુતભારીત તકતીના વિદ્યુતક્ષેત્રમાં સંગ્રહિત સ્થિત વિદ્યુત ઉર્જાને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે?

Difficult
View Solution

નીચેનામાંથી કયું સાચું છે તે જણાવો.

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