$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી તકતી (disc) ની સપાટી પર $Q$ જેટલો વિદ્યુતભાર સમાન રીતે વિતરિત થયેલ છે,તો તેની અક્ષ પર વિદ્યુત સ્થિતિમાનની ગણતરી કરો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે તકતીના કેન્દ્ર $O$ થી $x$ અંતરે તેની અક્ષ પર એક બિંદુ $P$ છે. તકતીની પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma = \frac{Q}{\pi R^2}$ છે.
તકતી પર $r$ ત્રિજ્યા અને $dr$ પહોળાઈની એક પાતળી રિંગ (વલય) વિચારો. આ રિંગનું ક્ષેત્રફળ $dA = 2\pi r dr$ છે.
આ રિંગ પરનો વિદ્યુતભાર $dq = \sigma dA = \sigma (2\pi r dr)$ છે.
આ રિંગના દરેક બિંદુનું $P$ થી અંતર $\sqrt{r^2 + x^2}$ છે.
આ રિંગને કારણે બિંદુ $P$ પર સ્થિતિમાન $dV = \frac{k dq}{\sqrt{r^2 + x^2}} = \frac{1}{4\pi \epsilon_0} \frac{\sigma (2\pi r dr)}{\sqrt{r^2 + x^2}}$ થાય.
કુલ સ્થિતિમાન $V$ શોધવા માટે,$r = 0$ થી $r = R$ સુધી સંકલન કરતા:
$V = \int_0^R \frac{\sigma 2\pi r dr}{4\pi \epsilon_0 \sqrt{r^2 + x^2}} = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} \int_0^R \frac{r dr}{\sqrt{r^2 + x^2}}$.
ધારો કે $u = r^2 + x^2$,તેથી $du = 2r dr$,અથવા $r dr = \frac{du}{2}$.
$V = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} \int_{x^2}^{R^2+x^2} \frac{du/2}{\sqrt{u}} = \frac{\sigma}{4\epsilon_0} [2\sqrt{u}]_{x^2}^{R^2+x^2} = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} [\sqrt{R^2 + x^2} - x]$.
$\sigma = \frac{Q}{\pi R^2}$ મૂકતા,આપણને મળે:
$V = \frac{Q}{2\pi \epsilon_0 R^2} [\sqrt{R^2 + x^2} - x]$.

Explore More

Similar Questions

$1.6 \times 10^{-7} \text{ C}$ જેટલો વિદ્યુતભાર $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોલીય વાહકની સપાટી પર સમાન રીતે વિતરિત થયેલ છે. ગોલીય વાહકની અંદરના વિદ્યુતસ્થિતિમાન અને તેની સપાટી પરના વિદ્યુતક્ષેત્રનો ગુણોત્તર . . . . . . છે.

એક સમાન રીતે વિદ્યુતભારીત ગોલીય કવચની બહાર,સપાટી પર અને અંદરના બિંદુએ સ્થિતિમાન માટેનું સૂત્ર લખો.

વિદ્યુતભારિત ગોળીય કવચના કેન્દ્રથી $r$ અંતર પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન $V$ આધારિત છે. નીચે પૈકી કયો આલેખ આ સંબંધ દર્શાવે છે?

જો બે બિંદુઓ વચ્ચે $0.25 \text{ C}$ નો વિદ્યુતભાર લઈ જવા માટે $4 \times 10^{20} \text{ eV}$ ઉર્જાની જરૂર પડતી હોય,તો તેમની વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત કેટલા વોલ્ટ $(V)$ હશે?

એક ઇલેક્ટ્રોનને સ્થિર સ્થિતિમાંથી જ્યાં સ્થિતિમાન $-60\, V$ છે ત્યાંથી બીજા બિંદુએ જ્યાં સ્થિતિમાન $-20\, V$ છે ત્યાં લઈ જવા માટે કરવામાં આવતું કાર્ય .....$eV$ છે.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo