అలాగే నేర్చుకోండి విద్యుత్ క్షేత్ర ప్రశ్నల చర్చ డాన్ విద్యుత్ క్షేత్రం ఉదాహరణ ప్రశ్నలు
దూరంలో పనిచేయగల విద్యుత్ బలాన్ని సులభంగా అర్థం చేసుకోవడానికి, క్షేత్రం అనే భావనను ప్రవేశపెట్టారు. విద్యుత్ క్షేత్రం అనే భావనను బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త మైఖేల్ ఫారడే (1791–1867) అభివృద్ధి చేశారు.
అర్థం చేసుకోవడం
ఒక గాజు కడ్డీ మొదట విద్యుత్ పరంగా తటస్థంగా ఉందని అనుకుందాం. దానిని ఒక గుడ్డతో రుద్దిన తర్వాత, ఆ గాజు కడ్డీ విద్యుత్ ఆవేశం పొందుతుంది. ఆ గాజు కడ్డీకి విద్యుత్ ఛార్జ్అదే సమయంలో, గాజు కడ్డీ చుట్టూ ఒక క్షేత్రం ఏర్పడుతుంది. గాజు కడ్డీ తటస్థంగా మారితే, ఆ క్షేత్రం ఆ ప్రదేశం నుండి అదృశ్యమవుతుంది. కాబట్టి, ఒక క్షేత్రం యొక్క ఉనికి, ఒక విద్యుత్ ఆవేశం యొక్క ఉనికి నుండి విడదీయరానిది. విద్యుత్ క్షేత్రం అనేది గాలి వంటి ఒక రకమైన పదార్థం కాదు, లేదా విద్యుదయస్కాంత తరంగాల వంటి ఒక రకమైన తరంగం కూడా కాదు. అది ఒక విద్యుత్ ఆవేశం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడి, దాని చుట్టూ ఉన్న ప్రదేశాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. దీని ప్రభావాన్ని కేవలం ఇతర విద్యుత్ ఆవేశాలు మాత్రమే అనుభవిస్తాయి.
ఒక ప్రదేశంలో క్షేత్రం ఉందో లేదో పరీక్షించడానికి, అక్కడ ఒకటి ఉందని భావించబడుతుంది. పరీక్ష లోడ్ ఆ ప్రదేశంలో. పరీక్షా ఆవేశం (Q) అనేది చాలా చిన్న ఆవేశం, అది చాలా చిన్న క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు అందువల్ల దానిని విస్మరించవచ్చు. అయితే, ఇతర విద్యుత్ ఆవేశాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన క్షేత్రం యొక్క ప్రభావాన్ని పరీక్షా ఆవేశం అనుభూతి చెందగలదు. విద్యుత్ క్షేత్రం ఉందో లేదో పరిశోధించడానికి మాత్రమే పరీక్షా ఆవేశం ఉంటుంది. ఒకవేళ అది ఉంటే, పరీక్షా ఆవేశం ఖచ్చితంగా ఈ రూపంలో ప్రభావాన్ని అనుభవిస్తుంది. విద్యుత్ శక్తి దీనికి విరుద్ధంగా, అది అక్కడ లేకపోతే, పరీక్ష ఛార్జ్ అనుభవించబడదు విద్యుత్ శక్తి.
పక్కన ఉన్న చిత్రాన్ని చూడండి.
పటం 1లో, ఆవేశం +q1 మరియు ఛార్జ్ +q2 +q అనే పరీక్షా ఆవేశాన్ని ఉంచినప్పుడు, అది పరిసర ప్రదేశంలో విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.o అంతరిక్షంలోని ఒక బిందువు వద్ద, పరీక్షా ఆవేశం +qo విద్యుత్ బలాన్ని అనుభవిస్తున్న F1 +q ఆవేశం ద్వారా ప్రయోగించబడిన విద్యుత్ బలం1 పరీక్ష ఛార్జ్ +q వద్దo మరియు F2 +q ఆవేశం ద్వారా ప్రయోగించబడిన విద్యుత్ బలం2 పరీక్ష ఛార్జ్ +q వద్దoపటం 2లో, పరీక్షా ఆవేశాన్ని తొలగించినప్పుడు, క్షేత్రం ఆ బిందువు వద్దే ఉండి, అదృశ్యం కాదు. E1 +q విద్యుత్ ఆవేశం వలన ఉత్పత్తి అయ్యే క్షేత్రం1 మరియు E2 +q విద్యుత్ ఆవేశం వలన ఉత్పత్తి అయ్యే క్షేత్రం2.
క్షేత్ర బలం
విద్యుత్ క్షేత్రం అనేది పరిమాణం మరియు దిశ రెండింటినీ కలిగి ఉండే ఒక సదిశ రాశి. ఒక బిందువు వద్ద ఉంచిన ధన పరీక్షా ఆవేశంపై ఒక విద్యుత్ ఆవేశం ప్రయోగించిన విద్యుత్ బలాన్ని, ఆ పరీక్షా ఆవేశం యొక్క పరిమాణంతో భాగించగా వచ్చే విలువను ఆ బిందువు వద్ద విద్యుత్ క్షేత్ర బలం అని నిర్వచిస్తారు.
సమాచారం :
E = క్షేత్ర బలం
F = విద్యుత్ బలం
q = పరీక్షా ఆవేశం యొక్క పరిమాణం
సమాచారం :
Q = విద్యుత్ ఆవేశం
r = విద్యుత్ ఆవేశం మరియు పరీక్షా ఆవేశం మధ్య దూరం
(ఎప్సిలాన్ సున్నా అని చదవండి) = శూన్య ప్రదేశం యొక్క పెర్మిటివిటీ = 8,854 x 10-12 C2/ఎన్ఎమ్2
k = కూలంబ్ స్థిరాంకం = 9 x 109 ఎన్ఎమ్ల2/C2
విద్యుత్ బలం యొక్క ప్రమాణం న్యూటన్ మరియు విద్యుత్ ఆవేశం యొక్క ప్రమాణం కూలంబ్, కాబట్టి క్షేత్రం యొక్క ప్రమాణం న్యూటన్/కూలంబ్, దీనిని N/C అని సంక్షిప్తంగా పిలుస్తారు.
దిశ
పక్కన ఉన్న చిత్రాన్ని చూడండి
పాడా చిత్రం 1ఎఒక ధన విద్యుత్ ఆవేశం (+Q) ఒక ధన పరీక్షా ఆవేశం (+q) పై విద్యుత్ బలాన్ని ప్రయోగిస్తుంది, ఇక్కడ విద్యుత్ బలం (F) యొక్క దిశ +Q ఆవేశం నుండి దూరంగా ఉంటుంది.
పాడా చిత్రం 1బిపరీక్షా ఆవేశాన్ని తొలగించినప్పుడు, ఆ బిందువు వద్ద విద్యుత్ ఆవేశం Q నుండి వ్యతిరేక దిశలో ఉండే క్షేత్రం (E) ఉంటుంది.
పాడా చిత్రం 2ఎఒక రుణాత్మక విద్యుత్ ఆవేశం (-Q) ఒక ధనాత్మక పరీక్షా ఆవేశం (+q) పై విద్యుత్ బలాన్ని ప్రయోగిస్తుంది, ఇక్కడ విద్యుత్ బలం (F) యొక్క దిశ -Q ఆవేశం వైపుగా ఉంటుంది.
పాడా చిత్రం 2బిపరీక్షా ఆవేశాన్ని తొలగించినప్పుడు, ఆ బిందువు వద్ద -Q విద్యుత్ ఆవేశానికి దగ్గరగా ఉండే దిశలో ఒక క్షేత్రం (E) ఉంటుంది.
పైన ఉన్న చిత్రం మరియు వివరణ ఆధారంగా, క్షేత్రం యొక్క దిశ ధన విద్యుత్ ఆవేశం నుండి దూరంగా మరియు రుణ విద్యుత్ ఆవేశం వైపు ఉందని నిర్ధారించవచ్చు.
సమస్యల ఉదాహరణ
1. A బిందువు ఒక విద్యుత్ క్షేత్రంలో ఉంది. A బిందువు వద్ద విద్యుత్ క్షేత్ర బలం 0,4 N/C. 0,2 C ఆవేశం ఉన్న ఒక వస్తువును A బిందువు వద్ద ఉంచితే, ఒక కూలంబ్ బలం...
ఎ. 0,2 ఎన్
బి. 0,4 ఎన్
సి. 0,6 ఎన్
డి. 0,7 ఎన్
E. 0,8 N
చర్చ :
ఇది తెలిసినది :
E = 0,4 N/C
q = 0,2 C
అడిగారు :
విద్యుత్ బలం?
జవాబ్ :
F = q E = (0,2 C)(4 N/C) = 0,8 N
సరైన సమాధానం E.
2. ఆవేశిత బిందువు q (+) ఆవేశం ద్వారా జనించిన విద్యుత్ క్షేత్రంలో A బిందువు వద్ద ఉన్న ఒక ఆవేశం, q ఆవేశం దిశలో 0,1 N బలాన్ని అనుభవిస్తుంది. A బిందువు వద్ద క్షేత్ర బలం 0,02 N/C అయితే, q ఆవేశం యొక్క పరిమాణం మరియు రకం...
ఎ. 5,0 సి, ధనాత్మకం
బి. 5,0 సి, ప్రతికూల
సి. 4,0 సి, ధనాత్మకం
D. 2,5 C, ప్రతికూల
E. 2,5 C, ధనాత్మకం
చర్చ :
ఇది తెలిసినది :
F = 0,1N
E = 0,02 N/C
అడిగారు :
q ఆవేశం యొక్క పరిమాణం మరియు దిశ ఏమిటి?
జవాబ్ :
q ఆవేశం యొక్క పరిమాణం:
F = q E
q = F / E = 0,1 N : 0,02 N/C = 5C
ఛార్జ్ రకం q:
కూలంబ్ బలం యొక్క దిశ ఆవేశం q వైపు ఉంటుంది, కాబట్టి ఆవేశం q తప్పనిసరిగా ధనాత్మక విలువను కలిగి ఉండాలి.
