நிலை மின்னியல்: பல்வேறு வினாக்களுக்கான கேள்வி பதில்கள், சிறு வினாக்கள்

அலகு 1

நிலை மின்னியல்

I. சரியான விடையைத் தேர்ந்தெடுத்து எழுதுக.

1. −q மின்னூட்ட மதிப்புள்ள இரு புள்ளி மின்துகள்கள் படத்தில் உள்ளவாறு வைக்கப்பட்டுள்ளன. இவற்றுக்கு நடுவில் P என்ற புள்ளியில் +q மதிப்புள்ள மூன்றாவது மின்துகள் வைக்கப்படுகிறது. P லிருந்து அம்புக்குறியிட்டு காட்டப்பட்டுள்ள திசைகளில் சிறிய தொலைவுகளுக்கு +q மின்துகள் நகர்த்தப்பட்டால் எந்தத் திசை அல்லது திசைகளில், இடப்பெயர்ச்சியைப் பொருத்து, +q ஆனது சமநிலையில் இருக்கும்?

(a) A1 மற்றும் A2

(b) B1 மற்றும் B2

(c) இரு திசைகளிலும்

(d) சமநிலையில் இருக்காது 

தீர்வு:

B1 மற்றும் B2 திசையில் மின்னழுத்தம் சுழி ஆகும்

விடை: (b) B1 மற்றும் B2

2. பின்வரும் மின்துகள் நிலையமைப்புகளில் எது சீரான மின்புலத்தை உருவாக்கும்?

(a) புள்ளி மின்துகள் 

(b) சீரான மின்னூட்டம் பெற்ற முடிவிலா கம்பி 

(c) சீரான மின்னூட்டம் பெற்ற முடிவிலா சமதளம் 

(d) சீரான மின்னூட்டம் பெற்ற கோளகக் கூடு 

விடை: 

(c) சீரான மின்னூட்டம் பெற்ற முடிவிலா சமதளம் 

3. பின்வரும் மின்புலக் கோடுகளின் வடிவமைப்பிலிருந்து இம்மின் துகள்களின் மின்னூட்ட விகிதம் என்ன ?

(a) 1/5

(b) 25/11

(c) 5

(d) 11/25

தீர்வு :

குறிப்பு: மின்னூட்டங்களில் உருவாகும் கோடுகளின் எண்ணிக்கையை அளவிடவும்.

விடை: (d) 11/25

4. 2 × 105 N C−1 மதிப்புள்ள மின்புலத்தில் 30° ஒருங்கமைப்பு கோணத்தில் மின் இருமுனை ஒன்று வைக்கப்பட்டுள்ளது. அதன்மீது செயல்படும் திருப்புவிசையின் மதிப்பு 8 Nm. மின் இருமுனையின் நீளம் 1 cm எனில் அதிலுள்ள ஒரு மின்துகளின் மின்னூட்ட எண்மதிப்பு

(a) 4 mC

(b) 8 mC

(c) 5 mC

(d) 7 mC

தீர்வு :

 τ = PE sinθ

τ = (q × 10-2) E sin30° 

8 = (q × 10-2) × 2 × 105 × (1/2) 

 q = 8×10-3C 

விடை: (b) 8 mC

5. மின்துகள்களை உள்ளடக்கிய நான்கு காஸியன் பரப்புகள் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு காஸியன் பரப்பையும் கடக்கும் மின்பாய மதிப்புகளை தரவரிசையில் எழுதுக.

(a) D < C < B < A 

(b) A < B = C < D

(c) C < A = B < D 

(d) D > C > B > A

தீர்வு:

விடை: (a) D < C < B < A 

குறிப்பு: மின்புலப்பாயம் மின்னூட்டங்களின் மதிப்பை பொறுத்தது. 

6. நீருக்குள் வைக்கப்பட்டுள்ள மூடிய பரப்பின் மொத்த மின்பாய மதிப்பு ……………….

(a) 80q / ε0

(b) q / 40ε0

(c) q / 80ε0

(d) q / 160ε0

விடை: (b) q / 40ε0

7. q1 மற்றும் q2 ஆகிய நேர் மின்னூட்ட அளவு கொண்ட இரு ஒரே மாதிரியான மின்கடத்துப் பந்துகளின் மையங்கள் r இடைவெளியில் பிரிக்கப்பட்டு உள்ளன. அவற்றை ஒன்றோடொன்று தொடச் செய்துவிட்டு பின்னர் அதே இடைவெளியில் பிரித்து வைக்கப்படுகின்றன, எனில் அவற்றிற்கு இடையேயான விசை (NSEP 04−05)

(a) முன்பை விடக் குறைவாக இருக்கும்

(b) அதேயளவு இருக்கும்

(c) முன்பை விட அதிகமாக இருக்கும்

(d) சுழி

விடை: (c) முன்பை விட அதிகமாக இருக்கும்

8. பின்வரும் மின்துகள் அமைப்புகளின் நிலை மின்னழுத்த ஆற்றல்களை இறங்கு வரிசையில் எழுதுக.

(a) 1 = 4 < 2 < 3 

b) 2 = 4 < 3 < 1

(c) 2 = 3 < 1 < 4

(d) 3 < 1 < 2 < 4

விடை: (a) 1 = 4 < 2 < 3

9. வெளிப்பரப்பின் ஒரு பகுதியில் மின்புலம், நிலவுகிறது. V0 என்பது ஆதிப்புள்ளியில் மின்னழுத்தம், VA என்பது x = 2 m தொலைவில் மின்னழுத்தம் எனில் மின்னழுத்த வேறுபாடு V = V0 − VA இன் மதிப்பு _____________.

a) 10 V 

(b) − 20 V

(c) + 20 V

(d) − 10 V

விடை: (c) + 20 V

10. R ஆரமுடைய மின்கடத்துப் பொருளாலான, மெல்லிய கோளகக் கூட்டின் பரப்பில் Q மின்னூட்ட அளவுள்ள மின்துகள்கள் சீராகப் பரவியுள்ளன. எனில், அதனால் ஏற்படும் நிலை மின்னழுத்தத்திற்கான சரியான வரைபடம் எது?

விடை:

தீர்வு:

ஒரு கோளகக் கூட்டின் உள்ளே மின்புலம் சுழி ஆனால் மின்னழுத்தம் உள்ளே அனைத்து புள்ளிகளிலும் V = q/4πεor மதிப்பை பெறும். கோளத்தின் வெளியே எதிர் விகிதத்தில் குறையும்.

11. A மற்றும் B ஆகிய இரு புள்ளிகள் முறையே 7V மற்றும் −4V மின்னழுத்தத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ளன எனில் A லிருந்து B க்கு 50 எலக்ட்ரான்களை நகர்த்தச் செய்யப்படும் வேலை 

(a) 8.80 × 10−17J 

(b) −8.80 × 10−17J

(c) 4.40 × 10−17J

(d) 5.80 × 10−17J

விடை: (a) 8.80 × 10−17J 

தீர்வு:

WA→B = (VA – VB) q

= (7 + 4)ne

= 11 × 50 × 1.6 × 10-19

= 8.8 × 10-17

12. ஒரு மின்தேக்கிக்கு அளிக்கப்படும் மின்னழுத்த வேறுபாடு V லிருந்து 2V ஆக அதிகரிக்கப்படுகிறது எனில், பின்வருவனவற்றுள் சரியான முடிவினைத் தேர்ந்தெடுக்க. 

(a) Q மாறாமலிருக்கும், C இரு மடங்காகும் 

(b) Q இரு மடங்காகும், C இரு மடங்காகும்

(c) C மாறாமலிருக்கும், Q இரு மடங்காகும்

(d) Q மற்றும் C இரண்டுமே மாறாமலிருக்கும்

விடை: (c) C மாறாமலிருக்கும், Q இரு மடங்காகும்

13. இணைத்தட்டு மின்தேக்கி ஒன்று V மின்னழுத்த வேறுபாட்டில் Q அளவு மின்னூட்டம் கொண்ட மின்துகள்களை சேமிக்கிறது. தட்டுகளின் பரப்பளவும் தட்டுகளுக்கு இடையேயான தொலைவும் இருமடங்கானால் பின்வருவனவற்றுள் எந்த அளவு மாறுபடும். 

(a) மின் தேக்குத்திறன் 

(b) மின்துகள்

(c) மின்னழுத்த வேறுபாடு

(d) ஆற்றல் அடர்த்தி

விடை: (d) ஆற்றல் அடர்த்தி

14. மூன்று மின்தேக்கிகள் படத்தில் உள்ளவாறு முக்கோண வடிவ அமைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. A மற்றும் C ஆகிய புள்ளிகளுக்கிடையே உள்ள இணைமாற்று மின்தேக்குத்திறன்

(a) 1 μF

(b) 2 μF 

(c) 3 μF

(d) 1/4 μF

விடை: (b) 2 μF 

15. 1 cm மற்றும் 3 cm ஆரமுள்ள இரு உலோகக் கோளங்களுக்கு முறையே −1×10−2 C மற்றும் 5 × 10−2 C அளவு மின்னூட்டங்கள் கொண்ட மின்துகள்கள் அளிக்கப்படுகின்றன. இவ்விரு கோளங்களும் ஒரு மின்கடத்து கம்பியினால் இணைக்கப்பட்டால் பெரிய கோளத்தில், இறுதியாக இருக்கும் மின்னூட்ட மதிப்பு (AIIPMT −2012)

(a) 3 × 10−2 C 

(b) 4 × 10−2 C 

(c) 1 × 10−2 C

(d) 2 × 10−2 C

விடை: (a) 3 × 10−2 C 

தீர்வு:

மொத்த மின்னூட்ட மதிப்பு, 

Q=q1 +q2 = 4 × 10-2 C

பெரிய கோளத்தின் மின்னூட்ட மதிப்பு,

q2 = Q( r2 / r1+r2 )

= 4 × 10-2 ×  3/4

q2=3 × 10-2 C

II. சிறு வினாக்கள் 

1. மின்னூட்டத்தின் குவாண்டமாக்கல் என்றால் என்ன? 

எந்தவொரு பொருளில் உள்ள மின்னூட்டத்தின் மதிப்பும் அடிப்படை மின்னூட்டத்தின் முழு மடங்காகவே இருக்கும்.

q = ne

n என்பது ஒரு முழுவெண் 

 e = எலக்ட்ரானின் மின்னூட்ட மதிப்பு

= 1.6 × 10−19C.

2. கூலூம் விதியின் வெக்டர் வடிவத்தை எழுதி அதிலுள்ள ஒவ்வொரு குறியீடும் எதைச் சுட்டுகின்றது என்பதைக் கூறுக.

புள்ளி மின்துகள் q2 வின் மீது புள்ளி மின்துகள் q1 செயல்படுத்தும் விசையானது

இங்கு என்பது q லிருந்து q வை நோக்கி வரையப்படும் ஓரலகு வெக்டர். K = தகவு மாறிலி

εo வெற்றிடத்தின் விடுதிறன்

3. கூலூம் விசைக்கும் புவிஈர்ப்பு விசைக்கும் இடையேயான வேறுபாடுகளைக் கூறுக.

4. மேற்பொருந்துதல் தத்துவத்தைப் பற்றி சிறு குறிப்பு வரைக.

• குறிப்பிட்ட மின்துகள் மீது செயல்படும் மொத்த விசையானது மற்ற அனைத்து மின்துகள்கள் அதன்மீது செயல்படும் விசைகளின் வெக்டர் கூடுதலுக்கு சமமாகும். 

• q1, q2, q3 …………………….. qn ஆகிய மின்னூட்ட மதிப்புகளையுடைய n மின்துகளை உள்ளடக்கிய அமைப்பு ஒன்றை கருதுக.

• q1 ன் மீது q2 லிருந்து செலுத்தும் விசை

• இங்கு என்பது q2 லிருந்து q1 ஐ இணைக்கும் கோட்டின் திசையில் அமையும். 

• q1 ன் மீது q3 செலுத்தும் விசை

• இதே போல், q1 என் மீது மற்ற அனைத்து மின் துகள்களாலும் செலுத்தப்படும் மொத்த விசை 

5. மின்புலம் – வரையறு.

புள்ளி ஒன்றின் ஓரலகு மின்னூட்டத்தால் உணரப்படும் விசை மின்புலம் என வரையறுக்கப்படுகிறது.

• அலகு : NC−1 

• வெக்டார் அலகு. 

6. மின்புலக் கோடுகள் என்றால் என்ன?

புறவெளியில் ஒரு பகுதியில் அமைந்துள்ள மின்புலத்தைக் காண்பிக்கும் வண்ணம் வரையப்படும் தொடர் கோடுகளே மின்புலக் கோடுகள் ஆகும்.

7. மின்புலக் கோடுகள் ஒன்றையொன்று வெட்டிக் கொள்ளாது நிறுவுக.

• அவ்வாறு வெட்டிக்கொண்டால், ஒரே புள்ளியில் இருவேறு மின்புல வெக்டர்கள் உள்ள நிலை ஏற்படும்.

• அந்த வெட்டுப்புள்ளியில் வைக்கப்படும் ஒரு மின் துகளானது ஒரே நேரத்தில் இருவேறு திசைகளில் நகர வேண்டும்.

• இது இயற்கையில் நடக்காத ஒன்று. எனவே மின்புலக் கோடுகள் ஒன்றையொன்று வெட்டிக் கொள்வதில்லை.

8. மின் இருமுனை – வரையறு. அதன் மின் இருமுனை திருப்புத்திறனின் எண் மதிப்பிற்கான சமன்பாடு மற்றும் திசை ஆகியவற்றை குறிப்பிடவும்.

மின் இருமுனை : சிறிய இடைவெளியில் பிரித்து வைக்கப்பட்ட இரு சமமான, வேறின மின்துகள்கள் மின் இருமுனையை உருவாக்குகின்றன. எ.கா: நீர், அம்மோனியா.

மின் இருமுனை திருப்புத்திறனின் எண் மதிப்பிற்கான சமன்பாடு மற்றும் திசை: 

• மின் இருமுனையின் திருப்புத்திறன் எண் மதிப்பானது அம்மின்துகள்களுள் ஏதேனும் ஒன்றின் மின்னூட்ட மதிப்பினை அவற்றிற்கிடையே உள்ள தொலைவினால் பெருக்க கிடைப்பதாகும்.

இங்கு என்பது ஆதிப்புள்ளியிலிருந்து +q க்கு வரையப்படும் நிலை வெக்டர் என்பது ஆதிப்புள்ளியிலிருந்து −q க்கு வரையப்படும் நிலை வெக்டர்

• வெக்டர் அளவு

• அலகு: Cm.

• திசை: −q விலிருந்து +q நோக்கி அமையும்,

9. புள்ளி மின் துகளின் தொகுப்பிற்கான மின் இருமுனை திருப்புத்திறனின் பொதுவான வரையறை தருக.

 n புள்ளி மின்துகள்கள் அடங்கிய தொகுப்பிற்கு மின் இருமுனை திருப்புத்திறன்

இங்கு என்பது ஆதிப்புள்ளியிலிருந்து மின்துகள் qi க்கு வரையப்படும் நிலை வெக்டர். 

10. நிலை மின்னழுத்தம் − வரையறு.

ஓரலகு நேர்மின்னூட்டம் கொண்ட மின்துகளை சீரான திசைவேகத்துடன் கொண்டு வர புறவிசை ஒன்றினால் செய்யப்படும் வேலை மின்னழுத்தம் ஆகும். 

11. சம மின்னழுத்தப்பரப்பு என்றால் என்ன?

பரப்பு ஒன்றின் அனைத்து புள்ளிகளும் ஒரே மின்னழுத்த மதிப்பை பெற்றால், அப்பரப்பு சமமின்னழுத்த பரப்பு ஆகும். 

12. சம மின்னழுத்தப்பரப்பின் பண்புகள் யாவை?

• ஒரே மின்னழுத்த பரப்பில், மின்துகள் ஒன்றை இரு புள்ளிகளுக்கு நகர்த்த செய்யப்படும் வேலை சுழியாகும். 

• சம மின்னழுத்த பரப்புக்கு செங்குத்தாகவே மின்புலம் அமையும்.

13. மின்புலம், நிலை மின்னழுத்தம் – இடையிலான தொடர்பைத் தருக.

• E = - dv/dx

• மின்புலமானது எதிர்குறியிடப்பட்ட மின்னழுத்த சரிவுக்கு சமம்.

14. நிலை மின்னழுத்த ஆற்றல் – வரையறு.

இரு மின்துகளை முடிவிலாத் தொலைவிலிருந்து ஒரே அமைப்பாக இணைப்பதற்கு செய்யப்படும் வேலை, நிலை மின்னழுத்த ஆற்றல் என வரையறுக்கப்படுகிறது. 

15. மின்பாயம் – வரையறு.

மின்புலக் கோடுகளுக்கு குறுக்கே அமைந்த குறிப்பிட்ட பரப்பு ஒன்றின் வழியே பாயும் மின்புலக் கோடுகளின் எண்ணிக்கை மின்பாயம் எனப்படும். இதன் அலகு Nm2C−1. மின்பாயம் ஒரு ஸ்கேலர் அளவு ஆகும்.

16. நிலை மின்னழுத்த ஆற்றல் அடர்த்தி என்றால் என்ன ?

ஓரலகு பருமனில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள ஆற்றலை, நிலை மின்னழுத்த ஆற்றல் அடர்த்தி (UE) என வரையறுக்கலாம்.

17. நிலைமின் தடுப்புறை பற்றி சிறு குறிப்பு வரைக.

• இது புறமின்புலத்திலிருந்து, வெளியின் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியை தனிமைப்படுத்தும் நிகழ்வு ஆகும்.

• இந்நிகழ்வு, கடத்தியின் உட்பகுதியில் மின்புலம் சுழியாகும் என்பதன் அடிப்படையில் அமைகிறது.

• கடத்தி ஒன்றின் உட்புறமுள்ள குழிவுப்பகுதி ஒன்றை கருதுவோம். 

• கடத்திக்கு வெளியே ஏற்படும் மாறுபாடுகள் எதுவாயினும் உள்ளே மின்புலம் வழியாகவே இருக்கும்.

• இவ்விளைவினை செய்துகாட்ட பாரடே கூண்டு என்றொரு அமைப்பு உள்ளது.

• அவ்வமைப்பு உலோகத்தண்டால் செய்த கூண்டு ஆகும்.

• வெளியே உருவாக்கப்படும் செயற்கை மின்னலால் தாக்கப்படும் போது கூண்டிற்குள் உள்ள மனிதர் எந்த பாதிப்புக்கும் உள்ளாவதில்லை. 

18. மின்முனைவாக்கம் என்றால் என்ன?

மின்காப்பு பொருளில் ஓரலகு பருமனில் (தூண்டப்படும்) மொத்த இருமுனை திருப்புத்திறனை மின்முனைவாக்கம் என்பர்.

χe = மின் ஏற்புத்திறன் எனப்படும்.

19. மின்காப்பு வலிமை என்றால் என்ன?

மின்காப்பு முறிவு ஏற்படும் முன் மின்காப்பு ஒன்று தாங்கக்கூடிய பெரும் மின்புலம் மின்காப்பு வலிமை எனப்படும். காற்றின் மின்காப்பு வலிமை 

3 × 106 Vm−1 

20. மின்தேக்குத்திறன் – வரையறு. அதன் அலகைத் தருக.

ஒரு மின்கடத்து தட்டில் உள்ள மின்துகளின் மின்னூட்ட மதிப்பிற்கும் கடத்திகளுக்கு இடையே நிலவும் மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்கும் இடையே உள்ள விகிதம் மின்தேக்குத்திறன் என வரையறுக்கப்படுகிறது.

அலகு: பாரட்,

நடைமுறை அலகு: மைக்ரோ பாரட், மைக்கோபாரட்

21. ஒளிவட்ட மின்னிறக்கம் என்றால் என்ன?

கடத்தியின் கூர்முனைப்பகுதியிலுள்ள காற்றை அயனியாக்கம் செய்வதால் மின்துகள்களின் மொத்த மின்னோட்ட மதிப்பு குறைவது கூர்முனைச் செயல்பாடு (அ) ஒளிவட்ட மின்னிறக்கம் எனப்படும்.

பயன்கள்: 

• மின்னல் தாங்கி

• வான்−டி−கிராப் மின்னியற்றி