ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕು - ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಪರಿಹಾರಗಳು

1. ಬಿಂದು ಚಾರ್ಜ್‌ನಿಂದ 5 ಸೆಂ.ಮೀ ದೂರದಲ್ಲಿರುವ A ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ Q = +10 μC. k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

ತಿಳಿದಿದೆ:

ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ (Q) = +10 μC = +10 x 10 ^-6 C

ಬಿಂದು A ಮತ್ತು ಬಿಂದು ಚಾರ್ಜ್ Q (r _{A )} ನಡುವಿನ ಅಂತರ = 5 ಸೆಂ.ಮೀ = 0.05 ಮೀ = 5 x 10 ^-2 ಮೀ

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² ಸಿ ⁻²

ಬೇಕಾಗಿರುವುದು: A ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕು

ಪರಿಹಾರ:

A ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು:

ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶದಿಂದ ದೂರದಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು A ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

[ಐಆರ್‌ಪಿ]

2. ಬಿಂದು ಚಾರ್ಜ್ Q = -2 0 μC ನಿಂದ 10 ಸೆಂ.ಮೀ ದೂರದಲ್ಲಿರುವ P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ . k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C.

ತಿಳಿದಿದೆ:

ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ (q) = -20 μC = -20 x 10 ^-6 C

_{ಬಿಂದು P ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ (r P )} ನಡುವಿನ ಅಂತರ = 10 cm = 0.1 m = 1 x 10 ^-1 m

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² ಸಿ ⁻²

ಬೇಕಾಗಿರುವುದು: P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕು

ಪರಿಹಾರ:

A ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು:

ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.

[ಐಆರ್‌ಪಿ]

3. ಎರಡು ಬಿಂದು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಗಳನ್ನು 40 ಸೆಂ.ಮೀ ಅಂತರದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎರಡು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಗಳ ನಡುವಿನ P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ, ಅಂದರೆ A ಬಿಂದುವಿನಿಂದ 20 ಸೆಂ.ಮೀ ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕು ಎಷ್ಟು?

ತಿಳಿದಿದೆ:

ಚಾರ್ಜ್ A (q _A ) = -2 μC = -2 x 10 ^-6 C

ಚಾರ್ಜ್ ಬಿ (q _ಬಿ ) = + 4 μC = +4 x 10 ^-6 ಸಿ

_{ಚಾರ್ಜ್ A ಮತ್ತು P (r AP )} ಬಿಂದುವಿನ ನಡುವಿನ ಅಂತರ = 20 cm = 0.2 m = 2 x 10 ^-1 m

ಚಾರ್ಜ್ B ಮತ್ತು P ಬಿಂದುವಿನ ನಡುವಿನ ಅಂತರ (r _BP ) = 20 cm = 0.2 m = 2 x 10 ^-1 m

ಬೇಕಾಗಿರುವುದು: P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕು.

ಪರಿಹಾರ:

ಚಾರ್ಜ್ A ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಿಂದುಗಳ ದಿಕ್ಕು Q _A ಕಡೆಗೆ (ಎಡಕ್ಕೆ) ಇರುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರಣ B ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಿಂದುಗಳ ದಿಕ್ಕು Q _B ಯಿಂದ (ಎಡಕ್ಕೆ) ದೂರವಿರುತ್ತದೆ.

A ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ:

ಇ = ಇ _ಎ + ಇ _ಬಿ

ಇ = (4.5 x 10 ⁵ ) + (9 x 10 ⁵ )

ಇ = ೧೩.೫ x ೧೦ ^೫ ಎನ್/ಸಿ

ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು Q _{A ಕಡೆಗೆ} (ಎಡಕ್ಕೆ) ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

[ಐಆರ್‌ಪಿ]

4. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣವು ... ನಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

A ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು B ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಎರಡೂ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಗಳ ನಡುವೆ P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣವು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ .

ತಿಳಿದಿದೆ:

ಚಾರ್ಜ್ A (q _A ) = + 20 μC = +20 x 10 ⁻⁶ C

ಚಾರ್ಜ್ ಬಿ (q _ಬಿ ) = +40 μC = +40 x 10 ⁻⁶ ಸಿ

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² ಸಿ ⁻²

ಚಾರ್ಜ್ A ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ B ನಡುವಿನ ಅಂತರ = 20 ಸೆಂ.ಮೀ.

ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ A ಮತ್ತು ಬಿಂದು P (r _AP ) ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ = a

ಚಾರ್ಜ್ B ಮತ್ತು P ಬಿಂದುವಿನ ನಡುವಿನ ಅಂತರ (r _BP ) = 20 – a

ಬೇಕಾಗಿದೆ : ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣವು ಶೂನ್ಯವಾಗಿದ್ದು….

ಪರಿಹಾರ:

ಬಿಂದು P ನಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ A ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ

ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರಣ A ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಿಂದುಗಳ ದಿಕ್ಕು ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರಣ A ಯಿಂದ (ಬಲಕ್ಕೆ) ದೂರವಿರುತ್ತದೆ.

ಬಿಂದು P ನಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ B ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣ:

ಚಾರ್ಜ್ B ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಿಂದುಗಳ ದಿಕ್ಕು ಚಾರ್ಜ್ B ಯಿಂದ ದೂರವಿರುತ್ತದೆ (ಎಡಕ್ಕೆ).

P = 0 ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ:

a ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ನಾವು ವರ್ಗ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣವು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಚಾರ್ಜ್ A ನಿಂದ 8 cm ಅಥವಾ ಚಾರ್ಜ್ B ನಿಂದ 12 cm ದೂರದಲ್ಲಿದೆ.

[ಐಆರ್‌ಪಿ]

5. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಇಲ್ಲಿ w ಬಿಂದು P ಆಗಿದೆ ಆದ್ದರಿಂದ P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ? (k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

ಪರಿಹಾರ

TP ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಪರೀಕ್ಷಾ ಶುಲ್ಕವಿದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಿ, P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. Q₁ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು Q₂ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ P ಬಿಂದುವು Q ನ ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿರಬೇಕು.₂ ಅಥವಾ Q ನ ಎಡಕ್ಕೆ₁. P ಬಿಂದುವು Q ನ ಎಡಕ್ಕಿದ್ದರೆ₁; Q ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ₁ P ಎಡಕ್ಕೆ ಇರುವ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ (Q ನಿಂದ ದೂರದಲ್ಲಿ₁) ಮತ್ತು Q ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ₂ ಬಲಕ್ಕೆ P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ (Q ಕಡೆಗೆ₁). ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಎರಡು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಪರಸ್ಪರ ನಿರ್ಮೂಲನೆಯಾಗುವುದರಿಂದ P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ತಿಳಿದಿದೆ:

ಪ್ರ ₁ = +9 μC = +9 x 10 ⁻⁶ ಸಿ

ಪ್ರಶ್ನೆ ₂ = -4 μC = -4 x 10 ⁻⁶ ಸಿ

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² ಸಿ ⁻²

ಚಾರ್ಜ್ 1 ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ 2 ನಡುವಿನ ಅಂತರ = 3 ಸೆಂ.ಮೀ.

Q ₁ ಮತ್ತು P ಬಿಂದುವಿನ ನಡುವಿನ ಅಂತರ (r _1P ) = a

Q ₂ ಮತ್ತು P ಬಿಂದುವಿನ ನಡುವಿನ ಅಂತರ (r _2P ) = 3 + a

ಬೇಕಾಗಿರುವುದು : P ಬಿಂದುವಿನ ಸ್ಥಳ ಆದ್ದರಿಂದ P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಪರಿಹಾರ:

P ಬಿಂದುವು Q ₁ ರ ಎಡಭಾಗದಲ್ಲಿದೆ.

P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ Q ₁ ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ :

ಪರೀಕ್ಷಾ ಆವೇಶವು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು Q ₁ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಆದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ಎಡಕ್ಕೆ ಇರುತ್ತದೆ.

P ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ Q ₂ ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ :

ಪರೀಕ್ಷಾ ಆವೇಶವು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿದ್ದು Q ₂ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕು ಬಲಕ್ಕೆ ಇರುತ್ತದೆ.

A ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ:

ವರ್ಗ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒಂದು : ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ

ಎ = -1.25, ಬಿ = -13.5, ಸಿ = -20.25

_{Q 2 ಮತ್ತು P ಬಿಂದುವಿನ} ನಡುವಿನ ಅಂತರ (r _2P ) = 3 + a = 3 – 1.8 = 1.2 ಸೆಂ.ಮೀ.

_{P ಬಿಂದುವು Q 1} ರ 1.2 ಸೆಂ.ಮೀ ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿದೆ.

[ಐಆರ್‌ಪಿ]