बलको कन्डक्टरमा विद्युतीय क्षमता - समस्या र समाधानहरू
१. ४-μC खोक्रो बल कन्डक्टरको त्रिज्या ८-cm हुन्छ। बलको सतहमा विद्युतीय क्षमता निर्धारण गर्नुहोस्। (k = ९.१० ९ Nm २ .C -२ )
ज्ञात:
यो बिजुली चार्ज (Q) = ४ μC = ४ x १०-6 C 
बल (r) को त्रिज्या = ८ सेमी = ८ x १० -२ मिटर
कुलम्बको स्थिरांक (k) = ९.१० ९ Nm २ .C -२
चाहिएको: बलको सतहमा विद्युतीय क्षमता (V)
समाधान:
V = k Q / r
V = (९ x १० ९ )(६.४ x १० -९ ) / (९ x १० -२ )
V = (९ x १० ३ ) / (३ x १० -२ )
V = (९/३) x १० ३ x १० २
V = ३ x १० ५ भोल्ट
२. एउटा गोलाकार चालकको त्रिज्या ३-सेमी हुन्छ (१ μC = १० -६ C र k = ९.१० ९ Nm २ .C -२ )। यदि चालक धनात्मक रूपमा चार्ज गरिएको छ भने +१ μC छ भने बिन्दु A मा विद्युतीय क्षमता ... हुन्छ।
समाधान:
गोलाकार चालक भित्रको विद्युतीय क्षमता = गोलाकार चालकको सतहमा रहेको विद्युतीय क्षमता।
ज्ञात:
विद्युतीय चार्ज (Q) = १ μC = १ x १०-6 C 
गोलाकार चालक (r) को त्रिज्या = ३ सेमी = ३ x १० -२ मिटर
कुलम्बको स्थिरांक (k) = ९.१० ९ Nm २ .C -२
चाहिएको: बिन्दु A (V) मा विद्युतीय क्षमता
समाधान:
V = k Q / r
V = (९ x १० ९ )(६.४ x १० -९ ) / (९ x १० -२ )
V = (९ x १० ३ ) / (३ x १० -२ )
V = (९/३) x १० ३ x १० २
V = ३ x १० ५ भोल्ट
३. ९-सेमी त्रिज्या भएको खोक्रो धातुको बलमा ६.४ x १० -९ कुलम्ब विद्युतीय चार्ज हुन्छ, जुन तलको चित्रमा देखाइएको छ। बिन्दु O र बिन्दु P बीचको दूरी = ४ सेमी; बिन्दु P र बिन्दु Q बीचको दूरी = ५ सेमी; बिन्दु Q र बिन्दु R बीचको दूरी = १८ सेमी र k = ९.१० ९ एनएम २ .C -२ . बिन्दु P मा विद्युतीय क्षमता निर्धारण गर्नुहोस्।
समाधान
गोलाकार चालक भित्रको विद्युतीय क्षमता = गोलाकार चालकको सतहमा रहेको विद्युतीय क्षमता।
ज्ञात:
विद्युतीय चार्ज (Q) = ६.४ x १०-9 C
गोलाकार चालक (r) को त्रिज्या = OP + PQ = 4 cm + 5 cm = 9 cm = 9 x 10 -2 m
कुलम्बको स्थिरांक (k) = ९.१० ९ Nm २ .C -२
चाहिएको: बिन्दु P (V) मा विद्युतीय क्षमता
समाधान:
V = k Q / r
V = (९ x १० ९ )(६.४ x १० -९ ) / (९ x १० -२ )
V = १० ९ (६.४ x १० -९ ) / १० -२
V = ६.४ / १० -२
V = ६.४ x १० २
V = ९ x १०
V = १० भोल्ट
१. प्रश्न: विद्युतीय क्षमता भनेको के हो?
उत्तर: विद्युतीय सम्भाव्यता भनेको अन्तरिक्षको कुनै खास बिन्दुमा प्रति एकाइ चार्जमा हुने विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा हो।
२. प्रश्न: प्रवाहकीय बलको सतहमा विद्युतीय क्षमता कसरी निर्धारण गरिन्छ?
उत्तर: प्रवाहकीय बलको सतहमा विद्युतीय क्षमता एकरूप हुन्छ र यो सूत्र V = kQ/R द्वारा दिइएको छ, जहाँ Q बलमा रहेको चार्ज हो र R यसको त्रिज्या हो।
३. प्रश्न: चार्ज गरिएको चालक बलको सतहमा सबैतिर विद्युतीय सम्भाव्यता किन स्थिर हुन्छ?
उत्तर: इलेक्ट्रोस्टेटिक सन्तुलनमा रहेका कन्डक्टरहरूमा सतहमा लम्बवत विद्युतीय क्षेत्र हुन्छ। त्यसैले, सम्भाव्य स्थिर राखेर सतहमा चार्ज सार्ने काम गरिँदैन।
४. प्रश्न: कन्डक्टिङ बल भित्र सम्भाव्यता कसरी फरक हुन्छ?
उत्तर: एक समान चार्ज गरिएको प्रवाहकीय बल भित्र, विद्युतीय क्षमता फरक हुन्छ, तर खोक्रो प्रवाहकीय बलको अवस्थामा, भित्र क्षमता स्थिर रहन्छ र यसको सतहमा रहेको क्षमता बराबर हुन्छ।
५. प्रश्न: स्थिर चार्ज दिएमा, प्रवाहकीय बलको आकारले यसको सतह क्षमतालाई कसरी असर गर्छ?
उत्तर: V = kQ/R सूत्रको आधारमा ठूलो बल (ठूलो R) मा दिइएको चार्ज Q को लागि सानो सतह क्षमता हुनेछ।
६. प्रश्न: विद्युतीय क्षेत्रसँग विद्युतीय सम्भाव्यता कसरी सम्बन्धित छ?
उत्तर: विद्युतीय क्षमता र विद्युतीय क्षेत्र समीकरण E = -dV/dr द्वारा सम्बन्धित छन्, जहाँ dV सम्भाव्यतामा परिवर्तन हो र dr स्थितिमा परिवर्तन हो।
७. प्रश्न: इलेक्ट्रोस्टेटिक सन्तुलनमा हामी किन चालक बल भित्र विद्युतीय क्षेत्र राख्न सक्दैनौं?
उत्तर: कन्डक्टरमा रहेका इलेक्ट्रोनहरू कुनै पनि बाह्य विद्युत क्षेत्रलाई रद्द नगरेसम्म सर्छन्। सन्तुलन पुगेपछि, कन्डक्टर भित्रको विद्युत क्षेत्र शून्य हुन्छ।
८. प्रश्न: यदि कुनै प्रवाहकीय बलमा रहेको चार्जको मात्रा दोब्बर गरियो भने त्यसको विद्युतीय क्षमतामा के हुन्छ?
उत्तर: V = kQ/R सम्बन्ध दिएर, चार्ज Q लाई दोब्बर गर्नाले विद्युतीय सम्भाव्यता V लाई दोब्बर हुनेछ।
९. प्रश्न: विद्युतीय क्षमताको सूत्रमा 'k' शब्दको के महत्त्व छ?
उत्तर: 'k' कुलम्बको स्थिरांक हो, जुन भ्याकुममा लगभग ८.९९ x १०⁹ N.m²/C² हुन्छ।
१०. प्रश्न: विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा विद्युतीय सम्भाव्यताभन्दा कसरी फरक छ?
उत्तर: विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा भनेको विद्युत क्षेत्रमा रहेको चार्जको स्थितिको कारणले हुने ऊर्जा हो, जबकि विद्युतीय सम्भाव्यता भनेको प्रति एकाइ चार्जको विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा हो।
११. प्रश्न: के चार्ज गरिएको चालक बलले नजिकैका वस्तुहरूको विद्युतीय क्षमतालाई असर गर्छ?
उत्तर: हो, कुनै पनि चार्ज गरिएको वस्तुले यसको वरपर विद्युतीय क्षेत्र सिर्जना गर्छ, जसले नजिकैका वस्तुहरूको विद्युतीय क्षमतालाई असर गर्छ।
१२. प्रश्न: चार्ज गरिएको चालक बल नजिकको बिन्दुमा विद्युतीय क्षमता कसरी गणना गरिन्छ?
उत्तर: यो सूत्र V = kQ/r प्रयोग गरेर गणना गरिन्छ, जहाँ r भनेको बलको केन्द्रबाट बिन्दुसम्मको दूरी हो।
१३. प्रश्न: यदि दुई समान चालक बलहरू, एउटा चार्ज गरिएको र अर्को चार्ज नभएको, सम्पर्कमा ल्याइयो र त्यसपछि अलग गरियो भने, प्रत्येकको क्षमतालाई के हुन्छ?
उत्तर: चार्ज दुई बलहरू बीच समान रूपमा वितरित हुनेछ, जसले गर्दा तिनीहरूको क्षमता समान हुनेछ।
१४. प्रश्न: कन्डक्टिङ बलको क्षमतालाई असर गर्न ग्राउन्डिङ प्रक्रियाको भूमिका के हो?
उत्तर: कन्डक्टरलाई ग्राउन्ड गर्नाले यसको सम्भाव्यता शून्य नभएसम्म यसलाई पृथ्वीसँग चार्ज आदानप्रदान गर्न अनुमति दिन्छ।
१५. प्रश्न: ग्राउन्डेड कन्डक्टिङ बल भित्र विद्युतीय सम्भाव्यता किन शून्य हुन्छ?
उत्तर: जब ग्राउन्डेड हुन्छ, कन्डक्टरले पृथ्वीसँग चार्ज आदानप्रदान गर्छ जबसम्म यसको भित्रको विद्युतीय क्षेत्र शून्य हुँदैन, जसले गर्दा सम्भाव्यता शून्य हुन्छ।
१६. प्रश्न: के चालकको आकारले यसको सतह क्षमतालाई असर गर्छ?
उत्तर: दिइएको चार्जको लागि, वितरण आकार अनुसार फरक हुन सक्छ, तर इलेक्ट्रोस्टेटिक सन्तुलनमा, कुनै पनि चालकको सतहमा सम्भाव्यता स्थिर रहन्छ।
१७. प्रश्न: गोलाकार नभएको चालकमा चार्जको वितरण कसरी फरक हुन्छ?
उत्तर: गोलाकार नभएको सुचालकमा, विद्युत क्षेत्र रेखाहरूको सांद्रताको कारणले गर्दा चार्ज तीक्ष्ण बिन्दुहरू वा किनारहरूमा बढी जम्मा हुने गर्छ।
१८. प्रश्न: चराहरू किन उच्च भोल्टेजको बिजुलीको तारमा बसेर करेन्ट नलाग्न सक्छन्?
उत्तर: चराहरूले सर्किट पूरा नगरेको कारणले गर्दा उनीहरूलाई करेन्ट लाग्दैन। तिनीहरूको शरीरभरि विद्युतीय क्षमता स्थिर रहन्छ किनकि तिनीहरूले केवल एउटा तार छुन्छ, त्यसैले कुनै सम्भाव्य भिन्नता हुँदैन।
१९. प्रश्न: चार्ज गरिएको चालक बल नजिकै डाइलेक्ट्रिक पदार्थको उपस्थितिले यसको विद्युतीय क्षमतालाई कसरी असर गर्छ?
उत्तर: डाइइलेक्ट्रिक पदार्थले कन्डक्टर नजिकको विद्युतीय क्षेत्रलाई असर गर्छ, जसले सम्भाव्यतालाई असर गर्न सक्छ। सामान्यतया, डाइइलेक्ट्रिकले प्रभावकारी विद्युतीय क्षेत्रलाई कम गर्छ।
२०. प्रश्न: चार्ज गरिएको चालक बलबाट असीमित टाढाको बिन्दुमा विद्युतीय क्षमता कति हुन्छ?
उत्तर: चार्ज गरिएको स्रोतबाट असीमित रूपमा टाढा जाँदा विद्युतीय क्षमता शून्यमा पुग्छ।
विद्युतीय क्षमताको सूक्ष्मताहरू बुझ्नु, विशेष गरी बल जस्ता कन्डक्टरहरूसँग, इलेक्ट्रोस्टेटिक्स र वास्तविक-विश्व अनुप्रयोगहरूमा धेरै घटनाहरूमा अन्तर्दृष्टि प्रदान गर्दछ।
