$a$ અને $b$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે વિદ્યુતભારીત વાહક ગોળાઓને એક તાર વડે જોડવામાં આવે છે. બંને ગોળાઓની સપાટી પરના વિદ્યુતક્ષેત્રોનો ગુણોત્તર શું હશે? આ પરિણામનો ઉપયોગ કરીને સમજાવો કે વાહકના તીક્ષ્ણ અને અણીદાર છેડાઓ પર વિદ્યુતભારની ઘનતા તેના સપાટ ભાગો કરતા વધારે કેમ હોય છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(B) ધારો કે $a$ અને $b$ એ બે વાહક ગોળાઓ $A$ અને $B$ ની ત્રિજ્યાઓ છે. ધારો કે $Q_A$ અને $Q_B$ તેમના પરના વિદ્યુતભારો છે,અને $V_A$ અને $V_B$ તેમના પોટેન્શિયલ છે.
ગોળાઓ તાર દ્વારા જોડાયેલા હોવાથી,તેઓ સમાન પોટેન્શિયલ પ્રાપ્ત કરે છે,તેથી $V_A = V_B = V$.
વાહક ગોળાનું પોટેન્શિયલ $V = \frac{Q}{4 \pi \epsilon_0 R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આમ,$V = \frac{Q_A}{4 \pi \epsilon_0 a} = \frac{Q_B}{4 \pi \epsilon_0 b}$,જે સૂચવે છે કે $\frac{Q_A}{Q_B} = \frac{a}{b}$.
ગોળાની સપાટી પરનું વિદ્યુતક્ષેત્ર $E = \frac{Q}{4 \pi \epsilon_0 R^2}$ છે.
વિદ્યુતક્ષેત્રોનો ગુણોત્તર $\frac{E_A}{E_B} = \frac{Q_A / (4 \pi \epsilon_0 a^2)}{Q_B / (4 \pi \epsilon_0 b^2)} = \frac{Q_A}{Q_B} \times \frac{b^2}{a^2}$ છે.
$\frac{Q_A}{Q_B} = \frac{a}{b}$ મૂકતા,આપણને $\frac{E_A}{E_B} = \frac{a}{b} \times \frac{b^2}{a^2} = \frac{b}{a}$ મળે છે.
પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma = \frac{Q}{4 \pi R^2} = \epsilon_0 E$ હોવાથી,$\sigma \propto E$ થાય છે. વાહક માટે,પોટેન્શિયલ સમગ્ર સપાટી પર સમાન રહે છે. તીક્ષ્ણ બિંદુની વક્રતા ત્રિજ્યા ખૂબ જ નાની $(R \to 0)$ હોય છે,જેનો અર્થ છે કે ત્યાં વિદ્યુતક્ષેત્ર ખૂબ જ વધારે $(E \propto 1/R)$ હોય છે અને પરિણામે તે બિંદુ પર પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma$ ખૂબ જ વધારે હોય છે.

Explore More

Similar Questions

ત્રણ સમાન વીજભારરહિત ધાતુના ગોળાઓ એક સમબાજુ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ પર છે. એક પછી એક,એક નાના ગોળાને વાહક તાર દ્વારા એક મોટા વીજભારિત ધાતુના ગોળા સાથે જોડવામાં આવે છે. મોટા ગોળાનું કેન્દ્ર સમબાજુ ત્રિકોણના સમતલને લંબ અને તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી સીધી રેખા પર છે (આકૃતિ જુઓ). પરિણામે,પ્રથમ નાના ગોળા પર $q_1$ અને બીજા પર $q_2$ $(q_2 < q_1)$ વીજભાર આવે છે. ત્રીજા ગોળા પર આવતો વીજભાર $q_3$ કેટલો હશે? (ધારો કે $l >> R$,$l >> r$,$d >> R$,$d >> r$):

$a$ અને $b$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે ગોળાઓને વિદ્યુતભારિત કરી એક તાર વડે જોડવામાં આવે છે. તો ગોળાઓની સપાટી પરના વિદ્યુતક્ષેત્રનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

Difficult
View Solution

એક ધાતુના ઘનને $(+Q)$ જેટલો ધન વિદ્યુતભાર આપવામાં આવે છે. તો નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?

આકૃતિમાં $a$ આંતરિક ત્રિજ્યા અને $b$ બાહ્ય ત્રિજ્યા ધરાવતો એક ખાલી જાડો વાહક ગોળો દર્શાવેલ છે. જો એવું અવલોકન કરવામાં આવે કે ગોળાની અંદરની સપાટી પર સમાન વિદ્યુતભાર ઘનતા $-\sigma$ છે અને બહારની સપાટી પર સમાન વિદ્યુતભાર ઘનતા $+\sigma$ છે, તો ગોળાના સ્થિતિમાનને લગતું સાચું વિધાન પસંદ કરો.

Difficult
View Solution

આકૃતિમાં $a$ ત્રિજ્યાનો એક નક્કર ધાતુનો ગોળો દર્શાવેલ છે જે $2a$ ત્રિજ્યાના કેન્દ્રિત પાતળા ધાતુના કવચથી ઘેરાયેલો છે. શરૂઆતમાં બંને પર $Q$ જેટલો વિદ્યુતભાર છે. જ્યારે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ બંનેને વાહક તાર દ્વારા જોડવામાં આવે છે, ત્યારે આ પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થતી ઉષ્માનું પ્રમાણ કેટલું હશે?

Difficult
View Solution

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