विद्युतीय क्षमताको उदाहरण

विद्युतीय सम्भाव्यता प्रश्नका ५ उदाहरणहरू

१. निर्धारण गर्नुहोस् विद्युतीय क्षमता चार्ज q = 5,0 μC बाट 1 cm टाढाको बिन्दुमा। Coulomb को स्थिरांक (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, १ μC = १०^-6 C.
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
चार्ज (r) बाट दूरी = १ सेमी = १/१०० मिटर = ०.०१ मिटर = १०^-2 m
चार्ज (q) = ५.० μC = ५.० x १०^-6 कौलम्ब
सोधियो: विद्युतीय क्षमता (V)
उत्तरहरू:

विद्युतीय क्षमता:

विद्युतीय क्षमता ४.५ x १० छ⁶ वाल्ट

२. चार्ज Q₁ = ५.० μC र चार्ज Q₂ = ६.० μC। कुलम्बको स्थिरांक (k) = ९ x १०⁹ Nm²C^-2, १ μC = १०^-6 C. बिन्दु A दुईको बीचमा छ कार्गोबिन्दु A मा विद्युतीय क्षमता निर्धारण गर्नुहोस्!
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
चार्ज Q₁ = -५.० μC = -५.० x १०^-6 C
बिन्दु A बाट Q को दूरी₁ = १० सेमी = ०.१ मिटर = १०^-1 m
चार्ज Q₂ = ६.० μC = ६.० x १०^-6 C
बिन्दु A बाट Q को दूरी₂ = १० सेमी = ०.१ मिटर = १०^-1 m
कुलम्बको स्थिरांक (k) = १.३८ x १०⁹ Nm²C^-2
सोधियो: बिन्दु A मा विद्युतीय क्षमता
उत्तरहरू:

विद्युतीय क्षमता २:

विद्युतीय क्षमता २:

बिन्दु A मा विद्युतीय क्षमता:

V = V₂ - V₁
V = (५४ – ४५) x १०⁴
V = ९ x १०⁴
बिन्दु A मा विद्युतीय सम्भाव्यता 9 x 10 छ।⁴ वाल्ट

३. चार्ज q₁ = ५.० μC र चार्ज q₂ = ६.० μC। कुलम्बको स्थिरांक (k) = ९ x १०⁹ Nm²C^-2, १ μC = १०^-6 C. बिन्दु A मा विद्युतीय क्षमता निर्धारण गर्नुहोस्!
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
चार्ज Q₁ = -५.० μC = -५.० x १०^-6 C
बिन्दु A बाट Q को दूरी₁ = ४० सेमी = ०.४ मिटर = ४ x १०^-1 m
चार्ज Q₂ = ६.० μC = ६.० x १०^-6 C
बिन्दु A बाट Q को दूरी₂ = ४० सेमी = ०.४ मिटर = ४ x १०^-1 m
कुलम्बको स्थिरांक (k) = ९ x १०⁹ Nm²C^-2
सोधियो: बिन्दु A मा विद्युतीय क्षमता
उत्तरहरू:

विद्युतीय क्षमता २:

विद्युतीय क्षमता २:

बिन्दु A मा विद्युतीय क्षमता:

V = V₁ + V₂
V = (-११.२५ + १०.८) x १०⁴
V = -०.४५ x १०⁴
V = -०.४५ x १०³
बिन्दु A मा विद्युतीय सम्भाव्यता -४.५ x १० छ।³ वाल्ट

४. SMA/MA भौतिकशास्त्र U-ZC-२०१३/२०१४ नम्बर २८ को लागि राष्ट्रिय परीक्षा प्रश्नहरू
निम्न चित्रमा देखाइए अनुसार एउटा खोक्रो चालक क्षेत्र ५०० µC को धनात्मक विद्युतीय चार्जले चार्ज गरिएको छ:
तलका मध्ये कुन कथन सही छ?
A. बिन्दु P मा विद्युतीय सम्भाव्यता = बिन्दु R मा विद्युतीय सम्भाव्यताको २ गुणा
B. बिन्दु Q मा विद्युतीय सम्भाव्यता बिन्दु P मा जस्तै छ।
C. बिन्दु T मा विद्युतीय सम्भाव्यता = बिन्दु Q मा विद्युतीय सम्भाव्यताको २ गुणा
D. बिन्दु P मा विद्युतीय सम्भाव्यता बिन्दु T मा जस्तै छ।
E. बिन्दु P, Q, र R मा विद्युतीय सम्भाव्यता समान छ।
छलफल
खोक्रो चालक क्षेत्र भएकोले, गोलाकार क्षेत्र भित्र कुनै विद्युतीय चार्ज हुँदैन। अनुसार गौसको नियमको प्रयोग, यदि खोक्रो गोलामा विद्युतीय चार्ज छैन भने खोक्रो गोलामा विद्युतीय क्षेत्र हुँदैन।

विद्युतीय क्षेत्र समीकरण मार्फत व्यक्त गरिएको विद्युतीय क्षमताको भिन्नतासँग यसको सम्बन्ध छ V_ab = पूर्व घ, जहाँ V_ab = दुई बिन्दुहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता, E = विद्युत क्षेत्र र d = दुई बिन्दुहरू बीचको दूरी। E = 0 त्यसैले Vab = 0। विद्युत क्षेत्र शून्य छ त्यसैले सम्भाव्य भिन्नता शून्य छ। शून्य सम्भाव्य भिन्नताको अर्थ खोक्रो क्षेत्र भित्र विद्युत सम्भाव्यतामा कुनै भिन्नता छैन। अर्को शब्दमा, खोक्रो क्षेत्र भित्रका सबै बिन्दुहरूमा विद्युत सम्भाव्यता समान हुन्छ। खोक्रो क्षेत्र भित्र विद्युत सम्भाव्यताको परिमाण गोलाको सतहमा विद्युत सम्भाव्यता जस्तै हुन्छ।

गोलाको सतहबाट जति टाढा जान्छ, त्यस बिन्दुमा विद्युतीय सम्भाव्यता त्यति नै कम हुन्छ। यो विद्युतीय सम्भाव्यता भिन्नताको समीकरणमा आधारित छ। V_ab = k Q/r, कहाँ r = बलको केन्द्रबाट सम्भाव्य भिन्नता गणना गरिएको बिन्दुसम्मको दूरीयस समीकरणको आधारमा, दूरी (r) सम्भाव्य भिन्नता (V) सँग व्युत्क्रम समानुपातिक हुन्छ।_ab), त्यसैले बलको केन्द्रबाट कुनै बिन्दुको दूरी जति बढी हुन्छ, बलको केन्द्र र त्यो बिन्दु बीचको विद्युतीय सम्भाव्यता भिन्नता त्यति नै कम हुन्छ। बिन्दु R बलको केन्द्रको नजिक हुन्छ जबकि बिन्दु T बलको केन्द्रबाट टाढा हुन्छ, त्यसैले बिन्दु R र बलको केन्द्र बीचको सम्भाव्यता भिन्नता बढी हुन्छ, जबकि बिन्दु T र बलको केन्द्र बीचको सम्भाव्यता भिन्नता कम हुन्छ। अर्को शब्दमा, बिन्दु R मा विद्युतीय सम्भाव्यता बिन्दु T मा विद्युतीय सम्भाव्यता भन्दा बढी हुन्छ।

नोट: बीच छुट्याउनुहोस् विद्युतीय क्षमता संग विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता. विद्युतीय क्षमता मानमा गणना गर्न सकिँदैन, जबकि विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता सूत्र प्रयोग गरेर मानमा गणना गर्न सकिन्छ V_ab = k Q/rयदि कुनै ठाउँमा विद्युतीय क्षेत्र छ भने, त्यस ठाउँको प्रत्येक बिन्दुमा विद्युतीय सम्भाव्यता हुन्छ, जबकि विद्युतीय सम्भाव्यता भिन्नता दुई फरक बिन्दुहरूको तुलना गरेर गणना गरिन्छ। अर्को शब्दमा, एउटै बिन्दुमा विद्युतीय सम्भाव्यता हुन्छ तर त्यस बिन्दुमा कुनै विद्युतीय सम्भाव्यता भिन्नता हुँदैन।

सहि उत्तरहरू B र E हुन्।

४. SMA/MA भौतिकशास्त्र U-ZC-२०१३/२०१४ नम्बर २८ को लागि राष्ट्रिय परीक्षा प्रश्नहरू
चित्रमा देखाइए अनुसार एउटा खोक्रो चालक गोलाको चार्ज ४ µC र त्रिज्या १० सेमी हुन्छ। गोलामा रहेको विद्युतीय क्षमता (V) बारे कुन कथन सही छ?
ए. भी_A > वी_B
बि. भी_B > वी_A
सी. भी_A = V_B
डि.भी._A < भि_C
ई.भी._B < भि_C
छलफल
प्रश्न नम्बर १ मा भएको व्याख्याको आधारमा, V_A = V_B, V_A > वी_C र V_B > वी_C.
सही उत्तर C हो।