நிலை மின்னியல் - புள்ளி மின்துகளால் உருவாகும் மின்னழுத்தம் | 12th Physics : UNIT 1 : Electrostatics
புள்ளி மின்துகளால் உருவாகும் மின்னழுத்தம்
ஆதிப்புள்ளியில் நிலையாக வைக்கப்பட்டுள்ளq
மின்னூட்ட மதிப்பு கொண்ட நேர் மின்துகள் ஒன்றைக் கருதவும். புள்ளி P அதிலிருந்து r
தொலைவில் உள்ளது (படம் 1.21).
(i) மூல மின்துகள் q நேர்க்குறி உடையது எனில்,V >
0. மூல மின்துகள் q எதிர்க்குறி கொண்டது எனில் V-யும் எதிர்க்குறி கொண்டிருக்கும்.
(ii) தொலைவு அதிகரிக்கும்போது நேர் மின்துகளினால் உருவாகும் மின்னழுத்தம் குறைகிறது என்பதை சமன்பாடு (1.33) மூலம் அறியலாம். அதே சமயம், எதிர் மின்துகளை பொருத்தவரை, தொலைவு அதிகரிக்கும்போது மின்னழுத்தமும் அதிகரிக்கிறது. முடிவிலாத் தொலைவில் (r = ∞) நிலை மின்னழுத்தம் சுழி (V = 0) ஆகும்.
(iii) q1,q2,q3………….qn
ஆகிய பல மின்துகள்கள்அடங்கிய அமைப்பினால் ஒரு புள்ளியில் (P) உருவாகும் மின்னழுத்தமானது
தனித்தனி மின்துகள்களால் ஏற்படும் மின்னழுத்தங்களின் கூடுதலுக்குச் சமமாகும்.
இங்கு r1,r2,r3,........rn
ஆகியவை புள்ளி P யிலிருந்து மின்துகள்கள் q1, q2, q3,.......qn
ஆகியவற்றின் தொலைவுகள் [படம் 1.24].
எடுத்துக்காட்டு
1.12
(அ) பின்வரும் படத்தில், P மற்று Q புள்ளிகளில்
காணப்படும் மின்னழுத்தத்தைக் கணக்கிடுக.
(ஆ) அதிலுள்ள +9 μC மின்துகளுக்கு
பதிலாக -9 μC வைக்கப்பட்டால், P மற்றும் Q புள்ளிகளில்நிலை
மின்னழுத்தத்தைக் காண்க?
(இ) முடிவிலாத் தொலைவிலிருந்து புள்ளி Q க்கு,
+2 μC மதிப்பு
கொண்ட சோதனை மின்துகள் ஒன்றைக் கொண்டு வர செய்யப்பட வேண்டிய வேலையைக் கணக்கிடுக.
(+9μC ஆதிப்புள்ளியில்
நிலையாக வைக்கப்பட்டுள்ளது என்றும் +2μC மின்துகள்
முடிவிலாத் தொலைவிலிருந்து புள்ளிக்கு நகர்த்தப்படுகிறது என எடுத்துக் கொள்ளவும்.)
தீர்வு
(அ) புள்ளி P ல் உருவாகும் மின்னழுத்தம்
புள்ளி Qல் ஏற்படும் மின்னழுத்தம்
இங்கு, புள்ளி P ன் மின்னழுத்தத்தை விட புள்ளி
Q ன் மின்னழுத்தம் குறைவாக உள்ளதைக் கவனிக்கவும். ஆகவே, ஒரு நேர் மின்துகளை புள்ளி
P ல் வைத்தால் அது புள்ளி Q வை நோக்கி நகரும். மாறாக ஒரு எதிர் மின்துகளை புள்ளி P
இல் வைத்தால் அது +9 μC மின்துகளை நோக்கி நகரும்.
புள்ளி P மற்றும் Qக்கு இடையிலான மின்னழுத்த
வேறுபாடு
(ஆ) +9 μC மின்துகளுக்கு
பதிலாக -9 μC மின்துக்களை வைத்தால், அப்புள்ளிகளில் உருவாகும்
மின்னழுத்தங்கள் முறையே,
இங்கு புள்ளி Pன் மின்னழுத்தத்தை விட புள்ளி
Q ன் மின்னழுத்தம் அதிகமாக உள்ளதைக் கவனிக்கவும்.
புள்ளி P மற்றும் புள்ளி Q க்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாடு
(இ) மின்துகள் ஒன்றினால் ஒரு புள்ளியில் உருவாகும்
மின்னழுத்தமானது ஓரலகு மின்னூட்டம் கொண்ட நேர்மின்துகளை முடிவிலாத் தொலைவிலிருந்து
அப்புள்ளிக்கு எடுத்துவர, புற விசையினால் செய்யப்பட்ட வேலைக்குச் சமமாகும். எனவே q
மின்னூட்டம் கொண்ட துகளை முடிவிலாத் தொலைவிலிருந்து அப்புள்ளிக்கு எடுத்து வரச் செய்யப்படும்
வேலை,
எடுத்துக்காட்டு
1.13
+q மின்னூட்டம் கொண்ட நேர்மின்துகள் ஆதிப்புள்ளியில்
வைக்கப்பட்டுள்ளது. அதிலிருந்து 9 m தொலைவில் இன்னொரு புள்ளி மின்துகள் -2q வைக்கப்பட்டுள்ளது.
இம்மின் துகள்களுக்கு இடையில் மின்னழுத்தம் சுழியாக உள்ள புள்ளியைக் கண்டுபிடிக்கவும்.
தீர்வு
மேற்பொருந்துதல் தத்துவத்தின்படி, ஒரு புள்ளியில்
உருவாகும் மொத்த மின்னழுத்தமானது தனித்தனி மின் துகள்களால் அப்புள்ளியில் ஏற்படும்
மின்னழுத்தங்களின் கூடுதலுக்குச் சமம்.
மொத்த மின்னழுத்த மதிப்பு சுழியாகும் புள்ளி,
+q மின்துகளிலிருந்து x தொலைவில் உள்ளதாகக் கருதவும் (படம்)
புள்ளி P ல் மொத்த மின்னழுத்தம் சுழி. இதைப்
பின்வருமாறு எழுதலாம்.