$(a)$ किसी चालक $A$ जिसमें चित्र $(a)$ में दर्शाए अनुसार कोई कोटर / गुहा (Cavity) है, को $Q$ आवेश दिया गया है। यह दर्शाइए कि समस्त आवेश चालक के बाह्य पुष्ठ पर प्रतीत होना चाहिए।
$(b)$ कोई अन्य चालक $B$ जिस पर आवेश $q$ है, को कोटर / गुहा (Cavity) में इस प्रकार धँसा दिया जाता है कि चालक $B$ चालक $A$ से विध्युतरोधी रहे। यह दर्शाइए कि चालक $A$ के बाह्य पृष्ठ पर कुल आवेश $Q+q$ है [ चित्र $(b)$]।
$(c)$ किसी सुग्राही उपकरण को उसके पर्यावरण के प्रबल स्थिर वैध्यूत क्षेत्रों से परिरिक्षित किया जाना है। संभावित उपाय लिखिए।
$(a)$ किसी चालक $A$ जिसमें चित्र $(a)$ में दर्शाए अनुसार कोई कोटर / गुहा (Cavity) है, को $Q$ आवेश दिया गया है। यह दर्शाइए कि समस्त आवेश चालक के बाह्य पुष्ठ पर प्रतीत होना चाहिए।
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$(a)$ Let us consider a Gaussian surface that is lying wholly within a conductor and enclosing the cavity. The electric field intensity $E$ inside the charged conductor is zero. Let $q$ is the charge inside the conductor and is $\epsilon_{0}$ the permittivity of free space. According to Gauss's law, Flux,
$\phi=E . d s=\frac{q}{\epsilon_{0}}$
Here, $E =0 \Rightarrow \frac{q}{\epsilon_{0}}=0 \Rightarrow q=0$
$\left[\text { as } \epsilon_{0} \neq 0\right]$
Therefore, charge inside the conductor is zero. The entire charge $Q$ appears on the outer surface of the conductor.
$(b)$ The outer surface of conductor $A$ has a charge of amount $Q$. Another conductor $B$ having charge $+ q$ is kept inside conductor $A$ and it is insulated from $A$. Hence, a charge of amount $- q$ will be induced in the inner surface of conductor $A$ and $+q$ is induced on the outer surface of conductor $A$. Therefore, total charge on the outer surface of conductor $A$ is $Q+q$
$(c)$ A sensitive instrument can be shielded from the strong electrostatic field in its environment by enclosing it fully inside a metallic surface. A closed metallic body acts as an electrostatic shield.
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मान लीजिये एक आवेश रहित एवं सुचालक खोखला गोला है, जिसकी आंतरिक त्रिज्या $r$ एवं बाहरी त्रिज्या $2 r$ है । अब एक बिंदु आवेश $+Q$ को केंद्र से $r / 2$ दूरी पर गोले में रखा जाता है। और गोले की बाहरी सतह को भूसंकित (earthed) कर दिया जाता है। $P$ एक बाहरी बिन्दु है जो कि बिन्दु आवेश $+Q$ और केंद्र को जोड़नेवाली रेखा पर, बिन्दु आवेश $+Q$ से $2 r$ दूरी पर स्थित है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है । एक परीक्षण आवेश $+q$, जो $P$ पर स्थित है, पर लगने वाले बल का मान होगा:
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ताँबे तथा एल्यूमीनियम के दो एकसमान चालक एकसमान विद्युत क्षेत्र में रखे हैं। ऐल्यूमीनियम पर प्रेरित आवेश का परिमाण होगा
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$\mathrm{R}_{1}$ तथा $\mathrm{R}_{2}$ त्रिज्या के दो आवेशित गोलीय चालक एक तार से जोड़ दिए जाते हैं। गोलों के पृष्ठ आवेश घनत्वों $\left(\sigma_{1} / \sigma_{2}\right)$ का अनुपात होता है :
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$R$ एवं $2 R$ त्रिज्याओं वाले दो विलगित ठोस धात्विक गोलो को इस प्रकार आवेशित किया जाता है, कि दोनों का आवेश घनत्व $\sigma$ है। इसकें बाद गोलो को किसी पतले चालक तार द्वारा जोड़ा जाता है। माना बड़े गोले पर नया आवेश घनत्व $\sigma^{\prime}$ है, तो अनुपात $\frac{\sigma^{\prime}}{\sigma}$ होगा :
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$10\, cm$ त्रिज्या वाले एक चालक गोले को $10\,\mu \,C$ आवेश दिया गया है। $20\, cm$ त्रिज्या वाले अनावेशित दूसरे गोले को इससे स्पर्श कराते हैं। कुछ समय पश्चात् यदि गोलों को अलग-अलग कर दिया जाये तब गोलों पर पृष्ठ आवेश घनत्वों का अनुपात होगा
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