വൈദ്യുത മണ്ഡലം

ഇതും പഠിക്കുക വൈദ്യുത മണ്ഡല ചോദ്യങ്ങളുടെ ചർച്ച. ദാൻ ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ഉദാഹരണ ചോദ്യങ്ങൾ

ദൂരത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന വൈദ്യുതബലത്തെക്കുറിച്ച് മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നതിനായി, ഒരു ഫീൽഡ് എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിച്ചു. ബ്രിട്ടീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ മൈക്കൽ ഫാരഡെ (1791–1867) ആണ് വൈദ്യുത മണ്ഡലം എന്ന ആശയം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്.

മനസ്സിലാക്കൽ

ഒരു ഗ്ലാസ് വടി തുടക്കത്തിൽ വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷമാണെന്ന് കരുതുക. ഒരു തുണി ഉപയോഗിച്ച് തടവിയ ശേഷം, ഗ്ലാസ് വടി വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ആകും. ഗ്ലാസ് വടിയിൽ വൈദ്യുത ചാർജ്, അതേ സമയം ഗ്ലാസ് വടിക്ക് ചുറ്റും ഒരു ഫീൽഡ് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ഗ്ലാസ് വടി നിഷ്പക്ഷമാകുകയാണെങ്കിൽ, ഫീൽഡ് സ്ഥലത്തുനിന്ന് അപ്രത്യക്ഷമാകും. അതിനാൽ ഒരു ഫീൽഡിന്റെ നിലനിൽപ്പ് ഒരു വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കാനാവാത്തതാണ്. ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം വായു പോലുള്ള ഒരു തരം പദാർത്ഥമോ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ പോലുള്ള ഒരു തരം തരംഗമോ അല്ല, മറിച്ച് ഒരു വൈദ്യുത ചാർജ് സൃഷ്ടിച്ച് വൈദ്യുത ചാർജിന് ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥലത്തെ ബാധിക്കുന്ന ഒന്നാണ്, അവിടെ അതിന്റെ സ്വാധീനം മറ്റ് വൈദ്യുത ചാർജുകൾക്ക് മാത്രമേ അനുഭവപ്പെടൂ.

ഒരു സ്ഥലത്തിൽ ഒരു ഫീൽഡ് ഉണ്ടോ എന്ന് പരിശോധിക്കാൻ, അവിടെ ഒന്ന് ഉണ്ടെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നു ടെസ്റ്റ് ലോഡ് ആ സ്ഥലത്ത്. ടെസ്റ്റ് ചാർജ് എന്നത് വളരെ ചെറിയ ഒരു ചാർജ് (Q) ആണ്, അത് വളരെ ചെറിയ ഒരു ഫീൽഡ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അതിനാൽ അവഗണിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ടെസ്റ്റ് ചാർജിന് മറ്റ് വൈദ്യുത ചാർജുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഫീൽഡിന്റെ സ്വാധീനം അനുഭവിക്കാൻ കഴിയും. ഒരു വൈദ്യുത ഫീൽഡ് നിലവിലുണ്ടോ എന്ന് അന്വേഷിക്കാൻ മാത്രമാണ് ടെസ്റ്റ് ചാർജ് ഉള്ളത്. ഒന്ന് ഉണ്ടെങ്കിൽ, ടെസ്റ്റ് ചാർജ് തീർച്ചയായും ഒരു രൂപത്തിൽ ഒരു സ്വാധീനം അനുഭവിക്കും വൈദ്യുത ബലം നേരെമറിച്ച്, അത് അവിടെ ഇല്ലെങ്കിൽ, ടെസ്റ്റ് ചാർജ് അനുഭവപ്പെടില്ല. വൈദ്യുത ബലം.

വശത്തുള്ള ചിത്രം നോക്കൂ.
ചിത്രം 1-ൽ, ചാർജ് +q₁ +q ചാർജ് ചെയ്യുക₂ ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥലത്ത് ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഒരു ടെസ്റ്റ് ചാർജ് +q സ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ_o ബഹിരാകാശത്തിലെ ഒരു ബിന്ദുവിൽ, പരീക്ഷണ ചാർജ് +q_o വൈദ്യുതബലം അനുഭവപ്പെടുന്നു. F₁ ചാർജ് +q പ്രയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുതബലം എന്താണ്?₁ ടെസ്റ്റ് ചാർജിൽ +q_o എഫ്₂ ചാർജ് +q പ്രയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുതബലം എന്താണ്?₂ ടെസ്റ്റ് ചാർജിൽ +q_oചിത്രം 2-ൽ, ടെസ്റ്റ് ചാർജ് നീക്കം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഫീൽഡ് നിലനിൽക്കുകയും ആ പോയിന്റിൽ നിന്ന് അപ്രത്യക്ഷമാകാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. E₁ ഒരു വൈദ്യുത ചാർജ് +q ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഫീൽഡ് ആണോ?₁ ഇ₂ ഒരു വൈദ്യുത ചാർജ് +q ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഫീൽഡ് ആണോ?₂.

ഫീൽഡ് ശക്തി

ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം എന്നത് ഒരു വെക്റ്റർ അളവാണ്, അതിന് കാന്തിമാനവും ദിശയും ഉണ്ട്. ഒരു ബിന്ദുവിലെ വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തിയെ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്, ആ ബിന്ദുവിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു പോസിറ്റീവ് ടെസ്റ്റ് ചാർജിൽ ഒരു വൈദ്യുത ചാർജ് ചെലുത്തുന്ന വൈദ്യുത ബലത്തെ ടെസ്റ്റ് ചാർജിന്റെ കാന്തിമാനത്താൽ ഹരിച്ചാണ്.
കെറ്റെറാൻഗൻ :
E = ഫീൽഡ് ശക്തി
F = വൈദ്യുത ബലം
q = ടെസ്റ്റ് ചാർജിന്റെ വ്യാപ്തി
കെറ്റെറാൻഗൻ :
Q = വൈദ്യുത ചാർജ്
r = വൈദ്യുത ചാർജും ടെസ്റ്റ് ചാർജും തമ്മിലുള്ള ദൂരം
(വായിക്കുക: എപ്സിലോൺ പൂജ്യം) = ശൂന്യസ്ഥലത്തിന്റെ പെർമിറ്റിവിറ്റി = 8,854 x 10^-12 C²/എൻഎം²
k = കൂലോംബ് സ്ഥിരാങ്കം = 9 x 10⁹ Nm²/C²

വൈദ്യുതബലത്തിന്റെ യൂണിറ്റ് ന്യൂട്ടൺ ആണ്, വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ യൂണിറ്റ് കൂലോംബ് ആണ്, അതിനാൽ ഫീൽഡിന്റെ യൂണിറ്റ് ന്യൂട്ടൺ/കൂലോംബ് ആണ്, ചുരുക്കത്തിൽ N/C.

ആരഹ്

 
വശത്തുള്ള ചിത്രം നോക്കൂ.
പാഡ ചിത്രം 1a, ഒരു പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രിക് ചാർജ് (+Q) ഒരു പോസിറ്റീവ് ടെസ്റ്റ് ചാർജിൽ (+q) ഒരു ഇലക്ട്രിക് ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നു, ഇവിടെ ഇലക്ട്രിക് ബലത്തിന്റെ (F) ദിശ +Q ചാർജിൽ നിന്ന് അകലെയാണ്.
പാഡ ചിത്രം 1b, ടെസ്റ്റ് ചാർജ് നീക്കം ചെയ്യുമ്പോൾ, ആ ഘട്ടത്തിൽ വൈദ്യുത ചാർജ് Q ൽ നിന്ന് അകലെ ദിശയിലുള്ള ഒരു ഫീൽഡ് (E) ഉണ്ട്.
പാഡ ചിത്രം 2a, ഒരു നെഗറ്റീവ് വൈദ്യുത ചാർജ് (-Q) ഒരു പോസിറ്റീവ് ടെസ്റ്റ് ചാർജിൽ (+q) ഒരു വൈദ്യുത ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നു, അവിടെ വൈദ്യുത ബലത്തിന്റെ (F) ദിശ -Q ചാർജിനെ സമീപിക്കുന്നു.
പാഡ ചിത്രം 2b, ടെസ്റ്റ് ചാർജ് നീക്കം ചെയ്യുമ്പോൾ, ആ ഘട്ടത്തിൽ ഒരു ഫീൽഡ് (E) ഉണ്ട്, അതിന്റെ ദിശ വൈദ്യുത ചാർജ് -Q ന് അടുത്താണ്.
മുകളിലുള്ള ചിത്രവും വിശദീകരണവും അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഫീൽഡിന്റെ ദിശ പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രിക് ചാർജിൽ നിന്ന് അകലെയും നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രിക് ചാർജിലേക്ക് ആണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം.

പ്രശ്നങ്ങളുടെ ഉദാഹരണം

1. ബിന്ദു A ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. ബിന്ദു A യിലെ വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി 0,4 N/C ആണ്. 0,2 C ചാർജുള്ള ഒരു വസ്തു ബിന്ദു A യിൽ സ്ഥാപിച്ചാൽ, ഒരു കൂലോംബ് ബലം...
എ. 0,2 എൻ
ബി. 0,4 എൻ
സി. 0,6 എൻ
ഡി. 0,7 എൻ
ഇ. 0,8 എൻ
ചർച്ച :
അറിയപ്പെടുന്നത് :
ഇ = 0,4 എൻ/സി
q = 0,2 സി
ചോദിച്ചു :
വൈദ്യുത ബലം?
ജവാബ് :
എഫ് = ക്യു ഇ = (0,2 സി)(4 എൻ/സി) = 0,8 എൻ
ശരിയായ ഉത്തരം E ആണ്.

2. ഒരു ചാർജ്ജ് ചെയ്ത പോയിന്റ് q ചാർജ് (+) സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൽ A എന്ന ബിന്ദുവിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതിനാൽ ചാർജ് q ലേക്ക് ദിശയിൽ 0,1 N ബലം അനുഭവപ്പെടുന്നു. A എന്ന ബിന്ദുവിലെ ഫീൽഡ് ശക്തി 0,02 N/C ആണെങ്കിൽ, ചാർജ് q യുടെ വ്യാപ്തിയും തരവും...
എ. 5,0 സി, പോസിറ്റീവ്
ബി. 5,0 സി, നെഗറ്റീവ്
സി. 4,0 സി, പോസിറ്റീവ്
ഡി. 2,5 സി, നെഗറ്റീവ്
E. 2,5 C, പോസിറ്റീവ്
ചർച്ച :
അറിയപ്പെടുന്നത് :
F = 0,1N
ഇ = 0,02 എൻ/സി
ചോദിച്ചു :
ചാർജ് q ന്റെ വ്യാപ്തിയും ദിശയും എന്താണ്?
ജവാബ് :
ചാർജിന്റെ വ്യാപ്തി q:
എഫ് = ക്യു ഇ
q = F / E = 0,1 N : 0,02 N/C = 5C
ചാർജ് തരം q:
കൂലോംബ് ബലത്തിന്റെ ദിശ ചാർജ് q ലേക്ക് ആയതിനാൽ ചാർജ് q ന് ഒരു പോസിറ്റീവ് മൂല്യം ഉണ്ടായിരിക്കണം.