நிலை மின்சாரம் – பிரச்சனைகளும் தீர்வுகளும்
மின் விசை
1. ஒரு புள்ளியில் A மின்சார புலம்புள்ளி A இல் மின்புலத்தின் அளவு = 0.5 NC-1புள்ளி A-இல் 0.25-C மின்னூட்டம் வைக்கப்பட்டால், அதன் மதிப்பு என்ன? மின் விசை மின்னூட்டத்தின் மீது செலுத்தப்பட்ட.
அறியப்பட்டது :
புள்ளி A இல் மின்புலம் = 0.5 NC-1
மின்சார கட்டணம் புள்ளி A இல் = 0.25 C
வான்டட்: மின் விசை
தீர்வு:
F = q E
F = (0.25 C)(0.5 NC-1)
எஃப் = 0.125 என்
2. 5 C மற்றும் 4 C ஆகிய இரண்டு மின்னூட்டங்கள் 3 மீட்டர் தொலைவில் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. கூலும் மாறிலி 9 × 10 எனில்9 Nm2 C-2இரண்டு மின்னூட்டங்கள் உணரும் மின் விசையின் எண்மதிப்பு என்ன?
அறியப்பட்டது :
மின்னூட்டம் 1 (q1) = 5 சி
மின்னூட்டம் 2 (q2) = 4 சி
மின்னூட்டம் 1 மற்றும் மின்னூட்டம் 2-க்கு இடையேயான தூரம் (r) = 3 மீட்டர்
கூலும் மாறிலி (k) = 9 × 109 Nm2 C-2
தேவை : மின் விசையின் அளவு (F)
தீர்வு:
3. மின் மின்னூட்டம் +q1 = 10 μC ; +q2 = 20 μC ; மற்றும் q3 கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, மின்னூட்டம் q பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. மின்னூட்டம் q மீது செலுத்தப்படும் மின் விசை2 = 0 எனில், q-வின் மின்னூட்டம் என்ன?3.
அறியப்பட்டது :
மின்னூட்டம் 1 (q1) = 10 μC = 10 x 10-6 C
மின்னூட்டம் 2 (q2) = 20 μC = 20 x 10-6 C
தேவை : q-வின் மின்னூட்டம் என்ன?3
தீர்வு:
+q மீது இரண்டு விசைகள் செயல்படுகின்றன.2.
முதல் விசை என்பது +q மின்னூட்டத்திற்கும் மின்னூட்டத்திற்கும் இடையிலான விலக்கு விசையாகும்.1 மற்றும் கட்டணம் +q2 அது F12வலப்புறமாக.
q மீது செயல்படும் நிகர மின் விசை2 = 0 எனில் q3 எதிர்மறையாக இருக்க வேண்டும்.
இரண்டாவது விசை என்பது +q மின்னூட்டத்திற்கும் மின்னூட்டத்திற்கும் இடையிலான கவர்ச்சி விசை ஆகும்.2 மற்றும் -q3 அது F23இடப்புறமாக.
இந்த இரண்டு விசைகளும் q மீது செயல்படுகின்றன.2ஒரே எண்மதிப்பைக் கொண்டிருந்தாலும், எதிர் திசையைக் கொண்டிருக்கும்.
நிகர விசை +q மீது செயல்படுகிறது2 = 0.
4. மூன்று மின்னூட்டங்கள் q1, q, மற்றும் q2 மின்னூட்டங்கள் ஒரு நேர்கோட்டில் அமைந்துள்ளன. q = 5.0 μC மற்றும் d = 30 cm எனில், q மின்னூட்டத்தின் மீது செயல்படும் மின் விசையின் அளவு மற்றும் திசை என்ன?
அறியப்பட்டது :
மின்னூட்டம் 1 (q1) = 30 μC = 30 x 10-6 C
மின்னூட்டம் 2 (q2) = 60 μC = 60 x 10-6 C
மின்னூட்டம் 3 (q) = 5 μC = 5 x 10-6 C
q-க்கு இடையிலான தூரம்1 மற்றும் q = d
q-க்கு இடையிலான தூரம்2 மற்றும் q = 2d
d = 30 செ.மீ = 0.3 மீட்டர்
d2 = (0.3)2 = 0.09
கூலும் மாறிலி (k) = 9 x 109 என் எம்2 C-2
தேவை : மின் коростр மீது செயல்படும் மின் விசையின் அளவு மற்றும் திசை.
தீர்வு:
q மீது இரண்டு விசைகள் செயல்படுகின்றன, அதாவது F.1 வலப்புறமாக (q மற்றும் q1 நேர்மறையாக இருப்பதால் F1 q மற்றும் q இலிருந்து விலகி1) மற்றும் F2 இடதுபுறமாக (q மற்றும் q2 நேர்மறையாக இருப்பதால் F2 q மற்றும் q இலிருந்து விலகி2முதலில் F கணக்கிடப்பட்டது.1 மற்றும் எஃப்2.
நிகர விசை 7.5 நியூட்டன்கள். நிகர விசையின் திசை = F-இன் திசை1, q மின்னூட்டத்திற்கு வலதுபுறப் புள்ளி2.
மின்சார புலம்
5. ஒரு புள்ளி வசூலிக்க q என்பது மின்புலத்தில் P என்ற புள்ளியில் உள்ளது. உற்பத்தி நேர்மறை மின்னூட்டத்தால் (+) இழுக்கப்படும்போது, அது மின்னூட்டத்தை நோக்கிய திசையில் 0.05 N விசையை உணர்கிறது. மின்சாரத்தின் அளவு துறையில் at புள்ளி P என்பது 2 x 10 ஆகும்-2 NC-1, பிறகு என்ன இதற்கு காரணமான மின்னூட்டத்தின் அளவு மற்றும் வகை மின்சார துறையில்.
அறியப்பட்டது :
மின் விசை (F) = 0.05 N
மின்புலம் (E) = 2 x 10 -2 NC -1 = 0.02 NC -1
வான்டட்: மின்னூட்டத்தின் அளவு மற்றும் வகை
தீர்வு:
மின் விசை (F), மின் புலம் (E) மற்றும் மின் மின்னூட்டம் (q) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பை வெளிப்படுத்தும் ஒரு சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி மின் மின்னூட்டம் கணக்கிடப்படுகிறது:
F = q E
q = F / E = 0.05 N / 0.02 NC -1 = 2.5 கூலோம்
q என்ற மின்னூட்டம், நேர்மறை மின்னூட்டத்தின் திசையில் ஒரு மின்விசையை உணர்கிறது, இது ஒரு மின்புலத்தை உருவாக்குகிறது, எனவே q என்ற மின்னூட்டம் எதிர்மறையாகும்.
6. A மற்றும் B ஆகிய மின்னூட்டங்கள் 4 மீட்டர் தொலைவில் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. புள்ளி C, இரு மின்னூட்டங்களுக்கும் இடையில், புள்ளி A-விலிருந்து 1 மீட்டர் தொலைவில் உள்ளது. Q எனில்A = –300 μC, QB = 600 μC. 1/4 π ε0 = 9 × 109 என் எம்2 C– 2 எனில், இரு மின்னூட்டங்களாலும் புள்ளி C-இல் உருவாக்கப்படும் மின்புலத்தின் எண்மதிப்பு என்ன?
அறியப்பட்டது :
A மற்றும் B மின்னூட்டங்களுக்கு இடையேயான தூரம் (r)AB) = 4 மீட்டர்
புள்ளி C மற்றும் மின்னூட்டம் A ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தூரம் (r)AC) = 1 மீட்டர்
புள்ளி C மற்றும் மின்னூட்டம் B ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தூரம் (r)BC) = 3 மீட்டர்
மின்னூட்டம் A (qA) = –300 μC = -300 x 10-6 C = -3 x 10-4 கூலொம்ப்
மின்னூட்டம் B (qB) = 600 μC = 600 x 10-6 C = 6 x 10-4 கூலொம்ப்
மாறிலி (k) = 9 × 109 என் எம்2 C-2
தேவை : C என்ற புள்ளியில் மின்புலம்
தீர்வு:
புள்ளி C-இல் மின்னூட்டம் A-ஆல் உருவாக்கப்படும் மின்புலம்:
வசூலிக்க A இது எதிர்மறையாக இருப்பதால், மின்புலத்தின் திசையானது மின்னூட்டம் A-ஐ நோக்கியும், மின்னூட்டம் B-இலிருந்து விலகியும் (இடதுபுறமாக) இருக்கும்.
புள்ளி C இல் மின்னூட்டம் B ஆல் உருவாக்கப்படும் மின்புலம்:
மின்னூட்டம் B நேர்மறையானது, அதனால் மின்புலத்தின் திசையானது மின்னூட்டம் B-யிலிருந்து விலகி மின்னூட்டம் A-ஐ (இடதுபுறமாக) நோக்கியுள்ளது.
புள்ளி A இல் மின்புலத்தின் தொகுபயன்:
இ = இA + ஈB
E = (27 x 105) + (6 x 105)
மின் = 33 x 105 பொ / சி
மின்புலத்தின் திசையானது மின்னூட்டம் A-ஐ நோக்கியும், மின்னூட்டம் B-இலிருந்து விலகியும் (இடதுபுறமாக) உள்ளது.
7. 1 மில்லிகிராம் (mg) எடையுள்ள ஒரு தூசி காற்றில் மிதக்கிறது. தூசியின் மின்னூட்டம் 0.5 μC ஆகவும், புவியீர்ப்பு முடுக்கம் 10 m/s² ஆகவும் இருந்தால், தூசியைத் தாங்கும் மின்புலத்தின் அளவைக் கண்டறியவும்.
அறியப்பட்டது :
தூசியின் நிறை (m) = 1 mg = 1 x 10-6 kg
தூசியின் மின்னூட்டம் (q) = 0.5 μC = 0.5 x 10-6 C
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி2
தேவை : மின்சார புலம்
தீர்வு:
w = mg
w = தூசியின் எடை, m = தூசியின் நிறை, g = புவியீர்ப்பு முடுக்கம்
தூசியின் மீது புவியீர்ப்பு விசை செயல்படுகிறது:
w = mg = (1 x 10-6 கி.கி)(10 மீ/வி2) = 10 x 10-6 கி.கி மீ/வி2 = 10x10-6 நியூட்டன்
மின்புலத்தின் சமன்பாடு:
E = F/q
E = மின்புலம், F = மின்விசை, q = மின்னூட்டம்
மின்புலத்தின் சமன்பாட்டில் உள்ள F-க்கு பதிலாக, எடையின் சமன்பாட்டில் உள்ள w-ஐப் பிரதியிடவும்:
E = F/q = w/q
E = (10 x 10-6 N) / (0.5 x 10-6 C)
E = 10 N / 0,5 C
E = 20 N/C
8. இரண்டு மின்னூட்டங்கள் q1 = 32 μC மற்றும் q2 கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, q = -214 μC மற்றும் q ஆகியவை x என்ற தூரத்தில் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. q-விலிருந்து 10 செ.மீ தொலைவில் அமைந்துள்ள புள்ளி P-இல் மின்புலம் இல்லை.2x-ஐக் கண்டறியவும்.
அறியப்பட்டது :
மின்னூட்டம் 1 (Q1) = 32 μC
மின்னூட்டம் 2 (Q2) = -214 μC
q இலிருந்து புள்ளி P இன் தூரம்1 = x + 10 செ.மீ
q இலிருந்து புள்ளி P இன் தூரம்2 = 10 செ.மீ
வான்டட்: x
தீர்வு:
E1 Q மின்னூட்டத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்புலம்1Q-விலிருந்து விலகிச் செல்லும் மின்புலத்தின் திசை1 ஏனெனில் Q1 நேர்மறையானது. E2 Q ஆல் உருவாக்கப்படும் மின்புலம்2மின்புலத்தின் திசை Q-ஐ நோக்கிச் சுட்டிக்காட்டுகிறது.2 ஏனெனில் Q2 எதிர்மறையானது.
Q-விலிருந்து 10 செ.மீ தொலைவில் அமைந்துள்ள புள்ளி p-இல் நிகர விசை இல்லை.2
இருபடிச் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தவும்:
9. மின்னூட்டம் பெற்ற புள்ளி q, மின்புலத்தில் P என்ற புள்ளியில் அமைந்துள்ளது. உற்பத்தி + மின்னூட்டத்தால், 0.05 N விசையைக் கொண்டுள்ளது. மின்னூட்டம் +5 × l0 ஆக இருந்தால்-6 கூலும் எனில், புள்ளி C-இல் உள்ள மின்புலத்தின் எண்மதிப்பு என்ன?
அறியப்பட்டது :
மின் விசை (F) = 0.05 நியூட்டன்கள்
மின் மின்னூட்டம் (Q) = +5 × l0-6 கூலும் = 0.000005
தேவை : புள்ளி P இல் மின்புலம்
தீர்வு:
E = F / Q
E = 0.05 நியூட்டன் / 0.000005 கூலும்
E = 5 நியூட்டன் / 0.0005 கூலும்
E = 10,000 நியூட்டன்/கூலும்
E = 104 பொ / சி
E = 104 NC-1
- நிலையான மின்சாரம் என்றால் என்ன? பதில்நிலை மின்சாரம் என்பது பொருட்களின் மேற்பரப்பில் மின்னூட்டம் குவிவதைக் குறிக்கிறது. மின்னோட்டத்தைப் போல மின்னூட்டங்கள் நகர்வதோ அல்லது பாய்வதோ இல்லாமல், ஒரே பகுதியில் நிலைத்திருப்பதால் இது "நிலை மின்சாரம்" என்று அழைக்கப்படுகிறது.
- நிலை மின்சாரம் எவ்வாறு உருவாகிறது? பதில்: நிலை மின்னூட்டம் என்பது பெரும்பாலும் ட்ரைபோஎலக்ட்ரிக் மின்னேற்றம் எனும் செயல்முறையின் மூலம் உருவாகிறது. இதில், சில பொருட்கள் மற்றொரு பொருளுடன் உராய்வுத் தொடர்பில் வரும்போது மின்னூட்டம் பெறுகின்றன. தலைமுடியில் பலூனைத் தேய்ப்பதோ அல்லது ரப்பர் அடிப்பாகம் கொண்ட காலணிகளை அணிந்து கம்பளத்தின் மீது நடப்பதோ நிலை மின்னூட்டங்கள் உருவாக வழிவகுக்கும்.
- கம்பளத்தின் மீது நடந்துவிட்டு, கதவின் கைப்பிடியைத் தொடும்போது சில சமயங்களில் உங்களுக்கு ஏன் மின் அதிர்ச்சி ஏற்படுகிறது? பதில்கம்பளத்தின் மீது நடப்பது, குறிப்பாக வறண்ட சூழ்நிலைகளில், உங்கள் உடலில் நிலை மின்னூட்டங்கள் உருவாகக் காரணமாகலாம். நீங்கள் ஒரு கதவுக் கைப்பிடியையோ அல்லது மற்றொரு கடத்தியையோ தொடும்போது, அந்த மின்னூட்டங்கள் விரைவாக வெளியேறி, நிலை மின்னதிர்ச்சியை ஏற்படுத்தக்கூடும்.
- ஈரப்பதம் நிலை மின்னூட்டத்தை எவ்வாறு பாதிக்கிறது? பதில்ஈரப்பதம் நிலை மின்னூட்டம் உருவாவதைக் குறைக்க உதவுகிறது. காற்றில் உள்ள நீர் மூலக்கூறுகள் மின்னூட்டங்களைச் சிதறடிக்க உதவும். வறண்ட நாட்களில், நிலை மின்னூட்டம் உருவாவதற்கும் மின் அதிர்ச்சிகளுக்கும் அதிக வாய்ப்புள்ளது.
- மற்ற பொருட்களை விட சில பொருட்கள் ஏன் நிலை மின்னூட்டத்தை எளிதில் உருவாக்குகின்றன? பதில்பொருட்கள் எலக்ட்ரான்களைத் தக்கவைக்கும் அல்லது கடத்தும் திறனில் வேறுபடுகின்றன. ரப்பர் அல்லது சில பிளாஸ்டிக்குகள் போன்ற சில பொருட்கள், மற்றவற்றை விட எளிதாக எலக்ட்ரான்களைப் பெறுகின்றன அல்லது இழக்கின்றன. இதனால், அவற்றில் நிலை மின்னூட்டம் உருவாகும் வாய்ப்பு அதிகமாகிறது.
- மின்நோக்கியின் பின்னணியில் உள்ள தத்துவம் என்ன? பதில்நிலை மின்னூட்டத்தின் இருப்பைக் கண்டறியப் பயன்படும் ஒரு கருவியே மின்நோக்கி (electroscope) ஆகும். இது பொதுவாக, இரண்டு மெல்லிய உலோகத் தகடுகளுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு உலோகத் தண்டைக் கொண்டிருக்கும். மின்னூட்டம் பெற்ற ஒரு பொருளைத் தண்டின் அருகே கொண்டு வரும்போது, ஒத்த மின்னூட்டங்களுக்கு இடையேயான விலக்க விசையின் காரணமாக அந்தத் தகடுகள் விலகிச் செல்கின்றன. இது நிலை மின்னூட்டம் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.
- புவி இணைப்பு நிலை மின்னூட்டங்களை எவ்வாறு நீக்குகிறது? பதில்புவி இணைப்பு, அதிகப்படியான மின்னூட்டங்கள் மின்னூட்டங்களின் ஒரு மாபெரும் களஞ்சியமான பூமிக்குச் செல்ல ஒரு பாதையை வழங்குகிறது. நிலை மின்னூட்டம் பெற்ற ஒரு பொருள் புவியுடன் இணைக்கப்படும்போது, கூடுதல் மின்னூட்டங்கள் நடுநிலையாக்கப்பட்டு, நிலை மின்னூட்டக் குவிப்பு குறைகிறது அல்லது முற்றிலுமாக நீக்கப்படுகிறது.
- தானியக் களஞ்சியத்திலோ அல்லது விமானத்திற்கு எரிபொருள் நிரப்பும்போதோ தீப்பொறிகளை நீங்கள் ஏன் காணலாம், மேலும் இது ஏன் ஆபத்தானது? பதில்தானியங்கள் நகரும்போதோ அல்லது மேற்பரப்புகளில் உராய்வதாலோ நிலை மின்னூட்டம் உருவாகலாம், எரிபொருளின் ஓட்டத்திற்கும் இதுவே பொருந்தும். நிலை மின்னூட்டம் அதிகமாகக் குவியும்போது, அது ஒரு தீப்பொறியாக வெளியேறக்கூடும். எளிதில் தீப்பற்றக்கூடிய வாயுக்கள், தூசி அல்லது திரவங்கள் உள்ள சூழல்களில் (உதாரணமாக, தானியக் களஞ்சியத்தில் அல்லது விமானங்களுக்கு எரிபொருள் நிரப்பும்போது), இந்தத் தீப்பொறிகள் எளிதில் தீப்பற்றக்கூடிய பொருட்களைப் பற்றவைத்து, வெடிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
- நிலைமின் எதிர்ப்புத் தெளிப்பான்கள் அல்லது தயாரிப்புகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன? பதில்நிலைமின் எதிர்ப்புத் தெளிப்பான்கள் மற்றும் தயாரிப்புகளில், பொதுவாக மேற்பரப்புகளை சிறிதளவு மின்கடத்தும் தன்மையுடையதாக மாற்றும் பொருட்கள் அடங்கியிருக்கும். அவ்வாறு செய்வதன் மூலம், அவை நிலைமின் மின்னூட்டங்கள் உருவாவதைத் தடுக்கின்றன அல்லது உருவாகும் மின்னூட்டங்களைக் கலைக்க உதவுகின்றன.
-
டிரைபோஎலக்ட்ரிக் தொடர் என்றால் என்ன? பதில்டிரைபோஎலக்ட்ரிக் தொடர் என்பது, ஒரு பொருளை மற்றொரு பொருளுடன் தேய்க்கும்போது அது நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை மின்னூட்டம் பெறும் போக்கின் அடிப்படையில் தரவரிசைப்படுத்தும் ஒரு பட்டியலாகும். இந்தப் பட்டியலின் மேல் மட்டத்தில் உள்ள பொருட்கள் நேர்மறை மின்னூட்டம் பெறும் போக்கைக் கொண்டுள்ளன, அதேசமயம் கீழ் மட்டத்தில் உள்ளவை எதிர்மறை மின்னூட்டம் பெறும் போக்கைக் கொண்டுள்ளன.
