સંભવિત તફાવત સમીકરણ વિશે 3 પ્રશ્નો
1. એક વિદ્યુતભાર 2√3 N ના બળ સાથે એક સમાન વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં 20 સે.મી.ના અંતરે ખસેડવામાં આવે છે. જો બળની દિશા વિદ્યુતભારના વિસ્થાપન તરફ 30 o ના ખૂણા પર હોય , તો વિદ્યુતભારના પ્રારંભિક અને અંતિમ સ્થાન પર વિદ્યુત સ્થિતિ ઊર્જામાં કેટલો તફાવત છે?
જાણીતા:
બળ (F) = 2√3 N
અંતર (ઓ) = 20 સેમી = 0.2 મીટર
કોણ (θ) = 30 o
જોઈએ છે: ઇલેક્ટ્રિક સંભવિત તફાવત
ઉકેલ:
a થી b માં ચાર્જ +q ને સ્થાનાંતરિત કરવાનું કાર્ય બિંદુ a અને b પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન ઊર્જા તફાવત જેટલું છે.
ΔEP = ΔW
જો ચાર્જ ટ્રાન્સફર +q ની દિશાના સંદર્ભમાં બળ F ની દિશા θ કોણીય હોય, તો a થી b માં ચાર્જ ટ્રાન્સફર +q નું કાર્ય નીચે મુજબ છે:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 જૌલ
2. જો કેપેસિટરનો ચાર્જ અને ક્ષમતા અનુક્રમે 5 µC અને 20 µF હોવાનું જાણીતું હોય, તો કેપેસિટરનો સંભવિત તફાવત નક્કી કરો.
જાણીતા:
ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ (q) = 5 µC = 5 x 10 -6 C
કેપેસિટર ક્ષમતા (C) = 20 µF = 20 x 10 -6 F
જોઈએ છે: કેપેસિટર પોટેન્શિયલ ડિફરન્સ (V)
ઉકેલ:
કેપેસિટર સંભવિત તફાવત, કેપેસિટર ક્ષમતા અને ચાર્જ માટેનું સૂત્ર:
V = q / C = (5 x 10 -6 ) / 20 x 10 -6 = 5/20 = 0,25 વોલ્ટ
3. બે બિંદુ ચાર્જ QA = -4 µC અને QB = 8 µC એકબીજાથી 16 સેમી દૂર છે. બે ચાર્જ વચ્ચેના મધ્ય બિંદુએ વિદ્યુત સ્થિતિમાન નક્કી કરો.
જાણીતા:
વિદ્યુતભાર 1 (Q A ) = 4 x 10 -6 C
વિદ્યુતભાર 2 (Q B ) = 8 x 10 -6 C
અંતર (r) = 8 સેમી = 0,08 મીટર
કુલોમ્બ સ્થિરાંક (k) = 9 × 10 9 Nm 2 /C 2
જોઈએ છે: C (V C ) પર વિદ્યુત સંભવિત
ઉકેલ:
V A = k Q / r = (9 × 10 9 )(4 x 10 -6 ) / 0,08 = (36 × 10 3 ) / 0,08 = -450 વોલ્ટ
V B = k Q / r = (9 × 10 9 )(8 x 10 -6 ) / 0,08 = (72 × 10 3 ) / 0,08 = 900 વોલ્ટ
C (V C ) પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન = 900 – 450 = 450 વોલ્ટ
