એક વિદ્યુત ડાયપોલને કારણે તેના કેન્દ્રથી $r$ અંતરે આવેલા સામાન્ય બિંદુ $P$ પર વિદ્યુત સ્થિતિમાનનું સૂત્ર તારવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે એક વિદ્યુત ડાયપોલ $+q$ અને $-q$ વિદ્યુતભારો ધરાવે છે જે $2a$ અંતરે અલગ થયેલા છે. ધારો કે $O$ એ ડાયપોલનું મધ્યબિંદુ છે. આપણે $O$ થી $r$ અંતરે આવેલા બિંદુ $P$ પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન શોધવું છે,જ્યાં રેખા $OP$ એ ડાયપોલની અક્ષ સાથે $\theta$ ખૂણો બનાવે છે.
ધારો કે $r_1$ એ બિંદુ $P$ નું $+q$ વિદ્યુતભારથી અંતર છે અને $r_2$ એ બિંદુ $P$ નું $-q$ વિદ્યુતભારથી અંતર છે.
ડાયપોલને કારણે બિંદુ $P$ પરનું કુલ વિદ્યુત સ્થિતિમાન $V$ એ વ્યક્તિગત વિદ્યુતભારોને કારણે ઉદ્ભવતા સ્થિતિમાનનો બેઝિક સરવાળો છે:
$V = V_1 + V_2 = \frac{kq}{r_1} - \frac{kq}{r_2} = kq \left( \frac{1}{r_1} - \frac{1}{r_2} \right)$
ડાયપોલ અને બિંદુ $P$ દ્વારા બનતા ત્રિકોણમાં કોસાઇનનો નિયમ વાપરતા:
$r_1^2 = r^2 + a^2 - 2ar \cos \theta$
$r_2^2 = r^2 + a^2 + 2ar \cos \theta$
જ્યારે $r \gg a$ હોય,ત્યારે દ્વિપદી વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરીને $r_1$ અને $r_2$ નું આશરે મૂલ્ય મેળવી શકાય:
$r_1 \approx r - a \cos \theta$
$r_2 \approx r + a \cos \theta$
આ કિંમતોને સ્થિતિમાનના સૂત્રમાં મૂકતા:
$V = kq \left( \frac{1}{r - a \cos \theta} - \frac{1}{r + a \cos \theta} \right) = kq \left( \frac{r + a \cos \theta - (r - a \cos \theta)}{r^2 - a^2 \cos^2 \theta} \right)$
$V = \frac{kq(2a \cos \theta)}{r^2} = \frac{kp \cos \theta}{r^2}$,જ્યાં $p = 2aq$ એ ડાયપોલ મોમેન્ટ છે.

Explore More

Similar Questions

એક પદાર્થના અણુનો કાયમી વિદ્યુત ડાયપોલ મોમેન્ટ $10^{-29} \; C \; m$ છે. આ પદાર્થના એક મોલને $10^{6} \; V \; m^{-1}$ ના મજબૂત સ્થિર વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા (નીચા તાપમાને) ધ્રુવીભૂત કરવામાં આવે છે. ક્ષેત્રની દિશા અચાનક $60^{\circ}$ ના ખૂણે બદલાય છે. ડાયપોલ્સને ક્ષેત્રની નવી દિશામાં ગોઠવવામાં પદાર્થ દ્વારા મુક્ત થતી ઉષ્મા ($J$ માં) નો અંદાજ લગાવો. સરળતા માટે,નમૂનાનું $100 \%$ ધ્રુવીકરણ ધારો.

$6.0 \times 10^{-6} \, Cm$ ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવતો એક વિદ્યુત ડાયપોલ $1.5 \times 10^3 \, NC^{-1}$ ના સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં એવી રીતે મૂકવામાં આવ્યો છે કે ડાયપોલ મોમેન્ટ વિદ્યુતક્ષેત્રની દિશામાં હોય. આ ક્ષેત્રમાં ડાયપોલને $180^{\circ}$ જેટલો ફેરવવા માટે કરવું પડતું કાર્ય $......... \, mJ$ હશે.

$ (3\hat{i} + 4\hat{j}) \times 10^{-30} \, \text{C-m} $ જેટલી ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવતી એક ઇલેક્ટ્રિક ડાયપોલને $ 4000 \hat{i} \, \text{N/C} $ ના વિદ્યુતક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. એક બાહ્ય એજન્ટ ડાયપોલને ધીમેથી ફેરવે છે જ્યાં સુધી તેની ડાયપોલ મોમેન્ટ $ (-4\hat{i} + 3\hat{j}) \times 10^{-30} \, \text{C-m} $ ન થાય. બાહ્ય એજન્ટ દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય કેટલું હશે?

બે વિદ્યુત ડાયપોલ $A$ અને $B$ જેમના ડાયપોલ મોમેન્ટ અનુક્રમે $\overrightarrow {{d_A}} = - 4\,qa\,\hat i$ અને $\overrightarrow {{d_B}} = 2\,qa\,\hat i$ છે,તેમને $x-$ અક્ષ પર $R$ જેટલા અંતરે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ મૂકવામાં આવ્યા છે. $A$ થી કેટલા અંતરે બંને સમાન વિદ્યુતસ્થિતિમાન ઉત્પન્ન કરશે?

સ્થિતવિદ્યુત સ્થિતિઊર્જાનો $SI$ એકમ અને તેનું પારિમાણિક સૂત્ર 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