ગાઉસના નિયમનો ઉપયોગ કર્યા વિના,સમાન રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા $\lambda$ ધરાવતા લાંબા પાતળા તારને કારણે ઉદ્ભવતા વિદ્યુતક્ષેત્રનું સૂત્ર મેળવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) સમાન રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા $\lambda$ ધરાવતો એક લાંબો પાતળો તાર $XY$ ધ્યાનમાં લો.
તારના મધ્યબિંદુ $O$ થી $l$ જેટલા લંબ અંતરે આવેલું બિંદુ $A$ ધ્યાનમાં લો.
તાર $XY$ ને કારણે બિંદુ $A$ પરનું વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ છે.
તાર પર $O$ થી $x$ અંતરે એક નાનો ખંડ $dx$ ધ્યાનમાં લો (એટલે કે $OZ = x$).
આ ખંડ પરનો વિદ્યુતભાર $dq = \lambda dx$ છે.
આ ખંડને કારણે બિંદુ $A$ પરનું વિદ્યુતક્ષેત્ર:
$dE = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{\lambda dx}{(AZ)^{2}}$
અહીં $AZ = \sqrt{l^{2} + x^{2}}$ હોવાથી:
$dE = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{\lambda dx}{l^{2} + x^{2}}$
વિદ્યુતક્ષેત્રને બે લંબ ઘટકોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. $dE \cos \theta$ એ લંબ ઘટક છે અને $dE \sin \theta$ એ સમાંતર ઘટક છે. જ્યારે આખા તારને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે,ત્યારે સમાંતર ઘટકો $dE \sin \theta$ સંમિતિને કારણે એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે. માત્ર લંબ ઘટક $dE \cos \theta$ જ બિંદુ $A$ પરના કુલ વિદ્યુતક્ષેત્રમાં ફાળો આપે છે.
તેથી,અસરકારક વિદ્યુતક્ષેત્ર $dE_{1}$:
$dE_{1} = dE \cos \theta = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{\lambda dx \cos \theta}{l^{2} + x^{2}} \dots (1)$
$\Delta AZO$ માં,$\tan \theta = \frac{x}{l} \Rightarrow x = l \tan \theta$. વિકલન કરતા,$dx = l \sec^{2} \theta d\theta \dots (2)$
વળી,$l^{2} + x^{2} = l^{2} + l^{2} \tan^{2} \theta = l^{2} \sec^{2} \theta \dots (3)$
$(2)$ અને $(3)$ ને $(1)$ માં મૂકતા:
$dE_{1} = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{\lambda (l \sec^{2} \theta d\theta) \cos \theta}{l^{2} \sec^{2} \theta} = \frac{\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} \cos \theta d\theta$
અનંત લંબાઈના તાર માટે,$\theta$ ની સીમા $-\frac{\pi}{2}$ થી $\frac{\pi}{2}$ છે. સંકલન કરતા:
$E = \int_{-\pi/2}^{\pi/2} \frac{\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} \cos \theta d\theta = \frac{\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} [\sin \theta]_{-\pi/2}^{\pi/2}$
$E = \frac{\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} [1 - (-1)] = \frac{2\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} = \frac{\lambda}{2 \pi \epsilon_{0} l}$

Explore More

Similar Questions

$R_1$ અને $R_2$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે ગોલીય પોલા ગોળાઓને સમાન વિદ્યુતભાર $Q$ આપવામાં આવે છે. જો $\sigma_1$ અને $\sigma_2$ તેમની અનુક્રમે પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા હોય, તો $\sigma_1 : \sigma_2$ નો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

$r_1$ આંતરિક ત્રિજ્યા અને $r_2$ બાહ્ય ત્રિજ્યા ધરાવતા એક ગોલીય વાહક કવચ પર કુલ વિદ્યુતભાર $Q$ છે. કવચના કેન્દ્ર પર $-q$ વિદ્યુતભાર મૂકવામાં આવે છે. કવચની આંતરિક અને બાહ્ય સપાટી પરની પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા શોધો.

સમાન વિદ્યુતભાર વિતરણ માટે રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા,પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા અને કદ વિદ્યુતભાર ઘનતા સમજાવો.

એક પાતળી ચોરસ પ્લેટને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $x-y$ સમતલમાં એવી રીતે મૂકવામાં આવી છે કે તેનું કેન્દ્ર ઉગમબિંદુ પર સંપાત થાય. બિંદુ $(x, y)$ પર તેની વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma = \sigma_0 xy$ છે (જ્યાં $\sigma_0$ અચળાંક છે). પ્લેટ પરનો કુલ વિદ્યુતભાર શોધો.

Difficult
View Solution

$2 \times 10^{-6} \ kg$ દળ અને $5 \times 10^{-6} \ C$ વીજભાર ધરાવતો એક કણ સમાન વીજભારિત વાહક સપાટીની ઉપર હવામાં લટકે છે. સપાટીની વીજભાર ઘનતા શોધો. (ધારો કે $\epsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \ C^2 N^{-1} m^{-2}$ અને $g = 10 \ m \ s^{-2}$)

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