ગાઉસના નિયમનો ઉપયોગ કર્યા વિના,સમાન રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા $\lambda$ ધરાવતા લાંબા પાતળા તારને કારણે ઉદ્ભવતા વિદ્યુતક્ષેત્રનું સૂત્ર મેળવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) સમાન રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા $\lambda$ ધરાવતો એક લાંબો પાતળો તાર $XY$ ધ્યાનમાં લો.
તારના મધ્યબિંદુ $O$ થી $l$ જેટલા લંબ અંતરે આવેલું બિંદુ $A$ ધ્યાનમાં લો.
તાર $XY$ ને કારણે બિંદુ $A$ પરનું વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ છે.
તાર પર $O$ થી $x$ અંતરે એક નાનો ખંડ $dx$ ધ્યાનમાં લો (એટલે કે $OZ = x$).
આ ખંડ પરનો વિદ્યુતભાર $dq = \lambda dx$ છે.
આ ખંડને કારણે બિંદુ $A$ પરનું વિદ્યુતક્ષેત્ર:
$dE = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{\lambda dx}{(AZ)^{2}}$
અહીં $AZ = \sqrt{l^{2} + x^{2}}$ હોવાથી:
$dE = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{\lambda dx}{l^{2} + x^{2}}$
વિદ્યુતક્ષેત્રને બે લંબ ઘટકોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. $dE \cos \theta$ એ લંબ ઘટક છે અને $dE \sin \theta$ એ સમાંતર ઘટક છે. જ્યારે આખા તારને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે,ત્યારે સમાંતર ઘટકો $dE \sin \theta$ સંમિતિને કારણે એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે. માત્ર લંબ ઘટક $dE \cos \theta$ જ બિંદુ $A$ પરના કુલ વિદ્યુતક્ષેત્રમાં ફાળો આપે છે.
તેથી,અસરકારક વિદ્યુતક્ષેત્ર $dE_{1}$:
$dE_{1} = dE \cos \theta = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{\lambda dx \cos \theta}{l^{2} + x^{2}} \dots (1)$
$\Delta AZO$ માં,$\tan \theta = \frac{x}{l} \Rightarrow x = l \tan \theta$. વિકલન કરતા,$dx = l \sec^{2} \theta d\theta \dots (2)$
વળી,$l^{2} + x^{2} = l^{2} + l^{2} \tan^{2} \theta = l^{2} \sec^{2} \theta \dots (3)$
$(2)$ અને $(3)$ ને $(1)$ માં મૂકતા:
$dE_{1} = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{\lambda (l \sec^{2} \theta d\theta) \cos \theta}{l^{2} \sec^{2} \theta} = \frac{\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} \cos \theta d\theta$
અનંત લંબાઈના તાર માટે,$\theta$ ની સીમા $-\frac{\pi}{2}$ થી $\frac{\pi}{2}$ છે. સંકલન કરતા:
$E = \int_{-\pi/2}^{\pi/2} \frac{\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} \cos \theta d\theta = \frac{\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} [\sin \theta]_{-\pi/2}^{\pi/2}$
$E = \frac{\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} [1 - (-1)] = \frac{2\lambda}{4 \pi \epsilon_{0} l} = \frac{\lambda}{2 \pi \epsilon_{0} l}$

Explore More

Similar Questions

જો $5 \, cm$ બાજુવાળા ધાતુના સમઘન પર $6 \, \mu C$ વિદ્યુતભાર હોય,તો તેની પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા કેટલી થાય?

આકૃતિ એક અવાહક સ્ટેન્ડ પર રહેલા વિદ્યુતભારીત વાહકને દર્શાવે છે. જો બિંદુ $P$ પર વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma$ હોય,સ્થિતિમાન $V$ હોય અને વિદ્યુતક્ષેત્રની તીવ્રતા $E$ હોય,તો બિંદુ $Q$ પર આ રાશિઓના મૂલ્યો શું હશે?

જો કદ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\rho$ હોય,તો $\Delta V$ કદ પરનો વિદ્યુતભાર કેટલો હશે?

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોળામાં વિદ્યુતભારનું વિતરણ કદ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\rho (r) = \frac{A}{r^2} e^{-2r/a}$ મુજબ થયેલું છે,જ્યાં $A$ અને $a$ અચળાંકો છે. જો $Q$ એ આ વિદ્યુતભાર વિતરણનો કુલ વિદ્યુતભાર હોય,તો ત્રિજ્યા $R$ કેટલી થાય?

રેખીય,પૃષ્ઠ અને કદ વિદ્યુતભાર ઘનતાની વ્યાખ્યા આપો અને તેમના $SI$ એકમો લખો.

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