વિધુતભારિત સુવાહકની સપાટી પર વિધુતક્ષેત્રનું સૂત્ર મેળવો.
આકૃતિમાં વિદ્યુતભારિત વાહકનું પૃષ્ઠ બતાવેલ છે. તેની વિદ્યુતભાર પૃષ્ઠ ઘનતા $\sigma$ છે.
સુવાહક્ની સપાટી પર $Pill\,box$ તરીકે ઓળખાતી નાના નળાકાર જેવી રચના ગાઉસિયન પૃષ્ઠ તરીકે વિચારો કે જેનો અડધો ભાગ વાહકની બહાર અને બાકીનો અડધો ભાગ વાહકની અંદર રહે.
સુવાહકમાં અંદર $\overrightarrow{ E }=0$ છે. આથી સુવાહકમાં રહેલા $Pill\,box$ ના અડધા ભાગ સાથે સંકળાયેલ ફલક્સ શૂન્ય થશે. જે પિલ-બોક્સના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $d s$ હોય તો, તેની બંધ સપાટી વડે ધેરાયેલો વિદ્યુતભાર,
$q=\sigma d s \ldots (1)$
વાહકના દરેક બિંદુએ $\overrightarrow{ E }$ પૃષ્ઠખંડને લંબ છે તેથી, $\overrightarrow{ E } \| d \vec{s}$ થશે.
પૃષ્ઠની અંદર $\vec{E}=0$ છે આથી સુવાહકમાં રહેલા નળાકાર પૃષ્ઠના આડધા ભાગ સાથે સંકળાયેલું ફલક્સ શૂન્ય થશે.
પૃષ્ઠની બહારના પિલ-બોક્સના આડછેદમાંથી બહાર આવતું ફલક્સ,
$\phi=\overrightarrow{ E } \cdot d \vec{s}= E d s \cos 0^{\circ}= E d s$
ગોસના પ્રમેય પરથી,
$\phi= E d s$
$\therefore \frac{q}{\varepsilon_{0}}= E d s$
સુવાહકના સમગ્ર કદમાં સ્થિત વિધુતસ્થિતિમાન અચળ હોય છે અને અંદરના ભાગમાં તેનું મૂલ્ય સપાટી પરના મૂલ્ય જેટલું જ હોય છે તેમ સમજાવો.
$R$ અને $2 R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે ધાતુના ગોળાની પૃષ્ઠવિજભાર ઘનતા $\sigma$ સમાન છે.તે બંનેને સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે અને પછી અલગ કરવામાં આવે છે.તો તેના પર નવી પૃષ્ઠવિજભાર ઘનતા કેટલી થશે?
ધાતુઓમાં સ્થિત વિધુતશાસ્ત્ર સમજાવો. બાહ્ય વિધુતક્ષેત્રમાં ધાતુઓને મૂકતાં થતી અસર સમજાવો
$R$ અને $2R$ ત્રિજ્યાના બે ધાતુના ગોળાઓ છે બંનેની સપાટી પર સમાન વિધુતભારની પૃષ્ઠ ઘનતા $\sigma $ છે તેમને સંપર્કમાં લાવીને અલગ કરવામાં આવે છે. તો તેમની સપાટી પર નવી વિધુતભારની પૃષ્ઠ ઘનતા કેટલી છે ?
$A$ અને $B$ બે વાહક ગોળાઓની ત્રિજ્યાઓ અનુક્રમે $1\, mm$ અને $2 \,mm$ છે અને તેઓ વિદ્યુતભારિત કરેલાં છે તથા $5\, cm$ અંતરે રાખેલા છે. હવે તેમને વાહક તારથી જોડતાં સમતોલન સ્થિતિમાં તેમની સપાટી પરનાં વિદ્યુતક્ષેત્રની તીવ્રતાઓનો ગુણોત્તર ...... છે.