ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೇಖೆಗಳು

ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್‌ನಿಂದ ಸೃಷ್ಟಿಯಾದದ್ದು ಮತ್ತು ಆ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಸುತ್ತಲಿನ ಜಾಗದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಇತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್‌ಗಳು ಮಾತ್ರ ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್‌ನಿಂದ ಸೃಷ್ಟಿಯಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಮತ್ತೊಂದು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಇದ್ದಾಗ, ಇನ್ನೊಂದು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ಮಾನಸಿಕವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಆದರೆ ಮನಸ್ಸಿನಲ್ಲಿಯೂ ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ಅದರ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸಲು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಸುತ್ತಲೂ ಎಳೆಯಲಾದ ರೇಖೆಗಳ ಗುಂಪಾಗಿದೆ. ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಈ ರೇಖೆಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ನಡುವೆ ಸಂಬಂಧವಿದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ರೇಖಾಚಿತ್ರದ ಮೂಲಕ ವಿವರಿಸಬಹುದು.

ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ಬಲ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ ಹೀಗಿದೆ:

ಪೆರ್ಟಮಾ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದಿಂದ ದೂರ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಕಡೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ದಿಕ್ಕು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದಿಂದ ದೂರ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಕಡೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದಿಂದ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಕಡೆಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಿರುವಂತೆ ಚಿತ್ರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ಪ್ರತಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದಿಂದ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಿರುವಂತೆ ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ದೂರದಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಚಿತ್ರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಎರಡನೆಯದಾಗಿ , ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೇಖೆಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರದಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೇಖೆಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ಹತ್ತಿರವಾದಷ್ಟೂ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ರೇಖೆಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ದೂರವಾದಷ್ಟೂ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ರೇಖೆಗಳು ಹತ್ತಿರವಾಗಿದ್ದಷ್ಟೂ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಬಲವಾಗಿರುವುದು ಏಕೆ? ಇದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಈ ಕೆಳಗಿನ ವಿವರಣೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ಒಂದು ಗೋಳದ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವಿದ್ದು, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ವಿವಿಧ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಹೊರಕ್ಕೆ ಹರಡಿ, ಗೋಳದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಭೇದಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸೋಣ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ N ಆಗಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಗೋಳದ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ 4πr ಆಗಿದ್ದರೆ² ಆಗ ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ಅಥವಾ ರೇಖೆಯ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ರೇಖೆಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ N/4πr ಆಗಿರುತ್ತದೆ.²ಈ ಸೂತ್ರದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಅದೇ N ಗೆ, r ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ ರೇಖೆಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ಹತ್ತಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು r ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ ರೇಖೆಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ಮುಂದೆ ಇರುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲದ ಸೂತ್ರವು E = kq/r ಆಗಿದೆ.² ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವು ದೂರದ ವರ್ಗಕ್ಕೆ ವಿಲೋಮಾನುಪಾತದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಸಹ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. r ಚಿಕ್ಕದಿದ್ದಷ್ಟೂ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು r ದೊಡ್ಡದಿದ್ದಷ್ಟೂ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಮೇಲಿನ ವಿಮರ್ಶೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, r ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ (ಚಾರ್ಜ್‌ಗೆ ಹತ್ತಿರ), ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೇಖೆಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವೂ ಹತ್ತಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, r ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ (ಚಾರ್ಜ್‌ನಿಂದ ದೂರ), ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೇಖೆಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವೂ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಮೂರನೆಯದಾಗಿ , ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಸಮಸ್ಯೆಗಳ ಉದಾಹರಣೆ

1. 2012/2013 SMA ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು SA 55 ಸಂಖ್ಯೆ 28

ಎರಡು ಚಾರ್ಜ್‌ಗಳ ಮೇಲಿನ ಬಲರೇಖೆಗಳು ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುವ ಕೆಳಗಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಚಿತ್ರದಿಂದ...
ಚರ್ಚೆ

ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ಅಥವಾ ಬಲದ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದಿಂದ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಕಡೆಗೆ ಎಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿದರೆ, ಬಲದ ರೇಖೆಗಳು ಉತ್ತರ A ಯಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಎ.

2. 2012/2013 SMA ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು SA 60 ಸಂಖ್ಯೆ 28

ಎರಡು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸುವ ರೇಖೆಯಲ್ಲಿ ಹತ್ತಿರ ತರಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ರೇಖೆಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಸರಿಯಾದ ಚಿತ್ರ...
ಚರ್ಚೆ
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.

3. 2012/2013 SMA ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು SA 65 ಸಂಖ್ಯೆ 28
ಎರಡು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಸರಿಯಾದ ಬಲರೇಖೆಗಳು...

ಚರ್ಚೆ
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.