ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಸಮೀಕರಣದ ಬಗ್ಗೆ 3 ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು
1. ಒಂದು ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರಣವನ್ನು 2√3 N ಬಲದೊಂದಿಗೆ 20 ಸೆಂ.ಮೀ ದೂರದಲ್ಲಿ ಏಕರೂಪದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಲದ ದಿಕ್ಕು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶದ ಸ್ಥಳಾಂತರಕ್ಕೆ 30 o ಕೋನದಲ್ಲಿದ್ದರೆ , ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರಣದ ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂತಸ್ಥಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನು?
ತಿಳಿದಿರುವ:
ಬಲ (F) = 2√3 N
ದೂರ (ಗಳು) = 20 ಸೆಂ.ಮೀ = 0.2 ಮೀ
ಕೋನ (θ) = 30 o
ಬೇಕಾಗಿದೆ: ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ ವ್ಯತ್ಯಾಸ
ಪರಿಹಾರ:
a ನಿಂದ b ಗೆ ಚಾರ್ಜ್ +q ಅನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುವ ಕೆಲಸವು a ಮತ್ತು b ಬಿಂದುಗಳಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂತಸ್ಥಶಕ್ತಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ΔEP = ΔW
ಚಾರ್ಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆ +q ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಬಲ F ನ ದಿಕ್ಕು θ ಕೋನದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, a ಯಿಂದ b ಗೆ ಚಾರ್ಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆ +q ನ ಕೆಲಸ ಹೀಗಿರುತ್ತದೆ:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 ಜೌಲ್
2. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಕ್ರಮವಾಗಿ 5 µC ಮತ್ತು 20 µF ಎಂದು ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ವಿಭವ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ.
ತಿಳಿದಿರುವ:
ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ (q) = 5 µC = 5 x 10 -6 C
ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (C) = 20 µF = 20 x 10 -6 F
ಬೇಕಾಗಿದೆ: ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ವಿಭವ ವ್ಯತ್ಯಾಸ (V)
ಪರಿಹಾರ:
ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ಗೆ ಸೂತ್ರ:
V = q / C = (5 x 10 -6 ) / 20 x 10 -6 = 5/20 = 0,25 ವೋಲ್ಟ್ಗಳು
3. ಎರಡು ಬಿಂದು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಗಳು QA = -4 µC ಮತ್ತು QB = 8 µC ಗಳು 16 ಸೆಂ.ಮೀ ಅಂತರದಲ್ಲಿವೆ. ಎರಡು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಅರ್ಧ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ.
ತಿಳಿದಿರುವ:
ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ 1 (Q A ) = 4 x 10 -6 C
ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ 2 (Q B ) = 8 x 10 -6 C
ದೂರ (r) = 8 ಸೆಂ.ಮೀ = 0,08 ಮೀ
ಕೂಲಂಬ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (k) = 9 × 10 9 Nm 2 /C 2
ಬೇಕಾಗಿರುವುದು: C (V C ) ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ
ಪರಿಹಾರ:
V A = k Q / r = (9 × 10 9 )(4 x 10 -6 ) / 0,08 = (36 × 10 3 ) / 0,08 = -450 ವೋಲ್ಟ್ಗಳು
V B = k Q / r = (9 × 10 9 )(8 x 10 -6 ) / 0,08 = (72 × 10 3 ) / 0,08 = 900 ವೋಲ್ಟ್ಗಳು
C (V C ) ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ = 900 – 450 = 450 ವೋಲ್ಟ್ಗಳು
