દરેક પ્લેટની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ $\mathrm{S}$ હોય તેવી બે સમાન વાહક પ્લેટો $\alpha $ અને $\beta $ જડિત કરેલી છે અને તેમના પર અનુક્રમે $-\mathrm{q}$ અને $\mathrm{q}$ વિધુતભાર છે. જ્યાં $Q{\rm{ }}\, > \,{\rm{ }}q{\rm{ }}\, > \,{\rm{ }}0.$ એક ત્રીજી પ્લેટ $\gamma $ ને આ બે પ્લેટોની વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે તે મુક્ત રીતે ગતિ કરી શકે છે તથા તેના પર $\mathrm{q}$ વિધુતભાર છે જે આકૃતિમાં દર્શાવ્યું છે. ત્રીજી પ્લેટને મુક્ત કરતાં તે $\beta $ પ્લેટ સાથે અથડાય છે. એવું ધારવામાં આવે છે કે અથડામણ સ્થિતિસ્થાપક છે અને $\beta $ અને $\gamma $ પ્લેટો પરના વિધુતભારને વહેંચાવા માટે અથડામણો વચ્ચેનો પૂરતો સમય છે.
$(a)$ અથડામણ પહેલા $\gamma $ પ્લેટ પર લાગતું વિધુતક્ષેત્ર શોધો.
$(b)$ અથડામણ બાદ $\beta $ અને $\gamma $ પ્લેટો પરના વિધુતભાર શોધો.
$(c)$ અથડામણ પછી $\gamma $ પ્લેટનો $\mathrm{B}$ પ્લેટથી $\mathrm{d}$ અંતરે હોય ત્યારનો વેગ શોધો.
$(a)$ અथડામણ પહેલા $\gamma$ પ્લેટ પરનું ચોખ્ખું વિદ્યુતક્ષેત્ર એ $\alpha$ અને $\beta$ પ્લેટના લીધે $\gamma$ પ્લેટ પાસે મળતાં વિદ્યુતક્ષેત્રોનો સરવાળો છે.
$\alpha$ પ્લેટના લીધે $\gamma$ પ્લેટ પાસે વિદ્યુતક્ષેત્ર, $E _{1}=\frac{- Q }{ S \left(2 \in_{0}\right)} \rightarrow$ ડાબી તરફ
$\beta$ પ્લેટના લીધે $\gamma$ પ્લેટ પાસે વિદ્યુત ક્ષેત્ર,
$E _{2}=\frac{q}{ S \left(2 \epsilon_{0}\right)} \rightarrow$ જમણી તરફ
$\therefore \gamma$ પ્લેટ પર અથડામણ પહેલાં કુલ વિદ્યુતક્ષેત્ર
$E = E _{1}+ E _{2}$
$=\frac{q- Q }{ S \left(2 \in_{0}\right)} \rightarrow$ ડાબી તરફ $Q >q$
$(b)$અથડામણ દરમિયાન $\beta$ અને $\gamma$ પ્લેટો ભેગી થઈ જાય છે. તેથી તેમનું વિદ્યુતસ્થિતિમાન સમાન.
ધારોકે, $\beta$ પ્લેટ પરનો વિદ્યુતભાર $q_{1}$ અને પ્લેટ $\gamma$ પરનો વિદ્યુતભાર $q_{2}$ છે. આ બે પ્લેટો વચ્ચેના કોઈ બિંદુ $O$ પાસે વિદ્યુતક્ષેત્ર શૂન્ય હોવું જ જોઈએ.
$\alpha$ પ્લેટના લીધે $O$ પાસે વિદ્યુતક્ષેત્ર,
$=\frac{- Q }{ S \left(2 \epsilon_{0}\right)} \rightarrow$ ડાબી તરફ
$\beta$ પ્લેટના લીધે $O$ પાસે વિદ્યુતક્ષેત્ર,
$=\frac{q_{1}}{ S \left(2 \epsilon_{0}\right)} \rightarrow$ જમણી તરફ
$\gamma$ પ્લેટના લીધે $O$ પાસે વિદ્યુતક્ષેત્ર,
$\frac{q_{2}}{S\left(2 \epsilon_{0}\right)} \rightarrow$ ડાબી તરફ
પણ $O$ પાસેનું વિદ્યુતક્ષેત્ર $O$ છે તથી,
$\frac{ Q +q_{2}}{ S \left(2 \epsilon_{0}\right)}=\frac{q_{1}}{ S \left(2 \epsilon_{0}\right)}$
$\therefore Q +q_{2}=q_{1}$
$\therefore Q =q_{1}-q_{2}$
અથડામણમાં કોઈ વિદ્યુતભારનો ધટાડો થતો નથી.
તેથી $Q +q=q_{1}+q_{2} \quad \ldots (2)$
$\lambda_1$ અને $\lambda_2$ રેખીય ઘનતા ધરાવતા બે સમાંતર અનંત લંબાઇના તાર વચ્ચેનું અંતર $R$ છે.તો એક તાર દ્વારા બીજા તારની એકમ લંબાઇ દીઠ કેટલું બળ લાગે?
એક પોલા વિધુતભારિત સુવાહકની સપાટી પર એક નાનું છિદ્ર કાપેલ છે. દર્શાવો કે તે છિદ્રમાં વિધુતક્ષેત્ર $\left( {\sigma /2{\varepsilon _0}} \right)\hat n$ છે. જ્યાં, ${\hat n}$ બહાર તરફની લંબ દિશામનો એકમ સદિશ છે. અને $\sigma $ છિદ્રની નજીક વિધુતભારની પૃષ્ઠઘનતા છે.
$6\,m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોળાની કદ વિદ્યુતભાર ઘનતા $2\,\mu\,C / cm ^3$ છે. ગોળાની સપાટીમાંથી બહાર આવતી પ્રતિ એકમ પૃષ્ઠ ક્ષેત્રફળ દીઠ બળ રેખાઓની સંખ્યા $..........\times 10^{10} NC ^{-1}$ હશે.
[Given : Permittivity of vacuum $\left.\epsilon_{0}=8.85 \times 10^{-12} C ^{2} N ^{-1}- m ^{-2}\right]$
$\rho (r)\,\, = \,\,{\rho _0}\left( {\frac{5}{4}\, - \,\,\frac{r}{R}} \right)$ એ વિદ્યુતભારની ઘનતા સાથે બદલાતું ગોળીય સંમિત વિદ્યુતભારનું વિતરણ આપે છે. જે $r = R$, અને $\rho (r)\,\, = \,\,0$ માટે $r > R$ જ્યાં $r$ એ ઉગમબિંદુથી અંતર છે. ઉગમબિંદુથી $r$ અંતરે $(r < R)$ વિદ્યુતક્ષેત્ર ....... દ્વારા આપવામાં આવે છે.