विभवांतर समीकरणाबद्दल ३ प्रश्न
१. एका विद्युत प्रभाराला एकसमान विद्युत क्षेत्रात २√३ न्यूटन बलाने २० सेमी अंतरापर्यंत हलवले जाते. जर बलाची दिशा विद्युत प्रभाराच्या विस्थापनाशी ३० ° चा कोन करत असेल, तर विद्युत प्रभाराच्या सुरुवातीच्या आणि अंतिम स्थितीतील विद्युत स्थितिज ऊर्जेतील फरक किती असेल?
ज्ञात:
बल (F) = 2√3 N
अंतर (से) = 20 सेमी = 0.2 मी
कोन (θ) = ३० °
हवे आहे: विद्युत विभवांतर
उपाय:
a पासून b पर्यंत +q प्रभार हस्तांतरित करण्याचे कार्य हे a आणि b बिंदूंवरील विद्युत स्थितीज ऊर्जेच्या फरकाएवढे असते.
ΔEP = ΔW
जर प्रभार हस्तांतरण +q च्या दिशेच्या संदर्भात बल F ची दिशा θ कोनात असेल, तर a पासून b पर्यंत प्रभार हस्तांतरण +q चे कार्य खालीलप्रमाणे आहे:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 जूल
2. जर कपॅसिटरचा चार्ज आणि कपॅसिटी अनुक्रमे 5 µC आणि 20 µF असल्याचे ज्ञात असेल, तर कपॅसिटरमधील संभाव्य फरक निश्चित करा.
ज्ञात:
विद्युत प्रभार (q) = 5 µC = 5 x 10 -6 C
कपॅसिटर धारकता (C) = 20 µF = 20 x 10 -6 F
आवश्यक आहे: कपॅसिटर विभवांतर (V)
उपाय:
कपॅसिटरमधील विभवांतर, कपॅसिटरची धारकता आणि प्रभार यांचे सूत्र:
V = q / C = (5 x 10 -6 ) / 20 x 10 -6 = 5/20 = 0,25 व्होल्ट
३. QA = -४ µC आणि QB = ८ µC हे दोन बिंदू प्रभार १६ सेमी अंतरावर आहेत. दोन्ही प्रभारांच्या मध्यबिंदूवरील विद्युत विभवाचे निर्धारण करा.
ज्ञात:
विद्युत प्रभार 1 (Q A ) = 4 x 10 -6 C
विद्युत प्रभार 2 (Q B ) = 8 x 10 -6 C
अंतर (r) = 8 सेमी = 0,08 मीटर
कूलॉम्ब स्थिरांक (k) = 9 × 10 9 Nm 2 /C 2
C बिंदूवरील विद्युत विभवाचे (V C ) मूल्य हवे आहे.
उपाय:
V A = k Q / r = (9 × 10 9 )(4 x 10 -6 ) / 0,08 = (36 × 10 3 ) / 0,08 = -450 व्होल्ट
V B = k Q / r = (9 × 10 9 )(8 x 10 -6 ) / 0,08 = (72 × 10 3 ) / 0,08 = 900 व्होल्ट
C येथील विद्युत विभव (V C ) = 900 – 450 = 450 व्होल्ट
