విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు

విద్యుత్ క్షేత్రం అనేది ఒక విద్యుత్ ఆవేశం ద్వారా సృష్టించబడి, ఆ విద్యుత్ ఆవేశం చుట్టూ ఉన్న ప్రదేశాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఈ విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావాన్ని ఇతర విద్యుత్ ఆవేశాలు మాత్రమే అనుభవిస్తాయి. ఒక విద్యుత్ ఆవేశం సృష్టించిన విద్యుత్ క్షేత్రంలో మరొక విద్యుత్ ఆవేశం ఉన్నప్పుడు, ఆ రెండవ విద్యుత్ ఆవేశం విద్యుత్ బలం రూపంలో ప్రభావాన్ని అనుభవిస్తుంది.

విద్యుత్ క్షేత్రాల గురించిన వ్యాసంలో వివరించినట్లుగా, విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క నిర్వచనాన్ని మానసికంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు, అలాగే మనసులో ఊహించుకోవచ్చు కూడా. విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని దృశ్యమానం చేయడానికి, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలను ప్రదర్శిస్తారు. విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు అంటే, ఒక విద్యుత్ ఆవేశం యొక్క ఉనికిని సూచించడానికి దాని చుట్టూ గీసిన రేఖల సముదాయం. విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ఉనికిని ప్రదర్శించడమే వీటి లక్ష్యం కాబట్టి, ఈ రేఖలకు మరియు విద్యుత్ క్షేత్రానికి మధ్య ఒక సంబంధం ఉంటుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల రేఖాచిత్రం ద్వారా విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క పరిమాణాన్ని మరియు దిశను వివరించవచ్చు.

విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క దిశ మరియు బలానికి, మరియు విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలకు మధ్య ఉన్న సంబంధం ఈ క్రింది విధంగా ఉంది:

మొదటవిద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క దిశ ధనావేశం నుండి దూరంగా మరియు రుణావేశం వైపు ఉంటుంది. అందువల్ల, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల దిశ కూడా ధనావేశం నుండి దూరంగా మరియు రుణావేశం వైపు ఉంటుంది. ఒకవేళ ధనావేశం రుణావేశానికి దగ్గరగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ధనావేశం నుండి రుణావేశం వైపు విస్తరించి ఉన్నట్లుగా చూపబడతాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, ఒకవేళ ధనావేశం రుణావేశానికి దగ్గరగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ప్రతి ధనావేశం నుండి ఒకదానికొకటి దూరంగా విస్తరించి ఉన్నట్లుగా చూపబడతాయి.

రెండవది , విద్యుత్ క్షేత్ర బలాన్ని విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల మధ్య దూరం ద్వారా సూచిస్తారు. విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల మధ్య దూరం ఎంత దగ్గరగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర బలం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల మధ్య దూరం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర బలం అంత తక్కువగా ఉంటుంది.

విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ఎంత దగ్గరగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్రం అంత బలంగా ఎందుకు ఉంటుంది? దీనిని అర్థం చేసుకోవడానికి, ఈ క్రింది వివరణను పరిగణించండి. ఒక గోళం మధ్యలో ఒక ధనావేశం ఉందని మరియు విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు గోళం యొక్క ఉపరితలాన్ని చొచ్చుకుపోతూ వివిధ దిశలలో బయటకు ప్రసరిస్తున్నాయని అనుకుందాం. విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల సంఖ్య N మరియు గోళం యొక్క ఉపరితల వైశాల్యం 4πr² అయితే² అప్పుడు యూనిట్ వైశాల్యానికి గీతల సంఖ్య లేదా గీతల సాంద్రత N/4πr అవుతుంది.²ఈ సూత్రం ఆధారంగా, ఒకే N కి, r చిన్నదిగా ఉంటే రేఖల మధ్య దూరం దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు r పెద్దదిగా ఉంటే రేఖల మధ్య దూరం దూరంగా ఉంటుంది. విద్యుత్ క్షేత్ర బలానికి సూత్రం E = kq/r² విద్యుత్ క్షేత్ర బలం దూరం యొక్క వర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుందని కూడా ఇది చూపిస్తుంది. r విలువ ఎంత తక్కువగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర బలం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరియు r విలువ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర బలం అంత తక్కువగా ఉంటుంది.
పై సమీక్ష ఆధారంగా, r విలువ తక్కువగా ఉంటే (ఆవేశానికి దగ్గరగా ఉంటే), విద్యుత్ క్షేత్ర బలం ఎక్కువగా ఉంటుందని మరియు రేఖల మధ్య దూరం కూడా తక్కువగా ఉంటుందని నిర్ధారించవచ్చు. దీనికి విరుద్ధంగా, r విలువ ఎక్కువగా ఉంటే (ఆవేశానికి దూరంగా ఉంటే), విద్యుత్ క్షేత్ర బలం తక్కువగా ఉంటుందని మరియు రేఖల మధ్య దూరం కూడా ఎక్కువగా ఉంటుందని నిర్ధారించవచ్చు.

మూడవదిగా , విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల సంఖ్య విద్యుత్ క్షేత్ర బలానికి అనుపాతంలో ఉంటుంది. విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర బలం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ఎంత తక్కువగా ఉంటే, విద్యుత్ క్షేత్ర బలం అంత తక్కువగా ఉంటుంది.

సమస్యల ఉదాహరణ

1. 2012/2013 SMA ఫిజిక్స్ జాతీయ పరీక్ష ప్రశ్నలు SA 55 నెం. 28

దగ్గరగా ఉన్న రెండు ఆవేశాలపై బలరేఖలను చూపించే కింది ఆవేశ పటం నుండి...
చర్చ

విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు, లేదా బల రేఖలు, ఒక ధనావేశం నుండి రుణావేశం వైపు గీయబడతాయి. ఒక ధనావేశాన్ని, ఒక రుణావేశాన్ని దగ్గరగా తీసుకువస్తే, బల రేఖలు సమాధానం A లో చూపిన విధంగా కనిపిస్తాయి.
సరైన సమాధానం A.

2. 2012/2013 SMA ఫిజిక్స్ జాతీయ పరీక్ష ప్రశ్నలు SA 60 నెం. 28

రెండు విద్యుత్ ఆవేశాలను ఒక అనుసంధాన రేఖలో దగ్గరగా తీసుకువచ్చినప్పుడు, విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు ఏర్పడతాయి. సరైన చిత్రం…
చర్చ
సరైన సమాధానం D.

3. 2012/2013 SMA ఫిజిక్స్ జాతీయ పరీక్ష ప్రశ్నలు SA 65 నెం. 28
రెండు ఆవేశాల మధ్య సరైన బలరేఖలు…

చర్చ
సరైన సమాధానం D.