புள்ளி மின்துகளால் உருவாகும் மின்னழுத்தம்

புள்ளி மின்துகளால் உருவாகும் மின்னழுத்தம்

ஆதிப்புள்ளியில் நிலையாக வைக்கப்பட்டுள்ளq மின்னூட்ட மதிப்பு கொண்ட நேர் மின்துகள் ஒன்றைக் கருதவும். புள்ளி P அதிலிருந்து r தொலைவில் உள்ளது (படம் 1.21).

முக்கிய குறிப்புகள்

(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.

ஈர்ப்புப் புலத்தைப் பொருத்தவரை உயர் ஈர்ப்பு அழுத்தப் புள்ளியிலிருந்து தாழ்வு ஈர்ப்பு அழுத்தம் கொண்ட புள்ளிக்கு நிறையானது நகர்கிறது. அதேபோல், அதிக நிலை மின்னழுத்தம் கொண்ட புள்ளியிலிருந்து குறைந்த நிலை மின்னழுத்தம் கொண்ட புள்ளிக்கு ஒரு நேர் மின்துகள் நகர்கிறது. ஆனால், எதிர் மின் துகளோ குறைந்த நிலை மின்னழுத்தத்தில் இருந்து அதிக நிலை மின்னழுத்தத்திற்கு நகர்கின்றது. இந்த ஒப்பீடுகள் படம் 1.23 ல் காட்டப்பட்டுள்ளன.

(iii) q₁,q₂,q₃………….q_n ஆகிய பல மின்துகள்கள்அடங்கிய அமைப்பினால் ஒரு புள்ளியில் (P) உருவாகும் மின்னழுத்தமானது தனித்தனி மின்துகள்களால் ஏற்படும் மின்னழுத்தங்களின் கூடுதலுக்குச் சமமாகும்.

இங்கு r₁,r₂,r₃,........r_n ஆகியவை புள்ளி P யிலிருந்து மின்துகள்கள் q₁, q₂, q₃,.......q_n 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.