একটি ধাতব গোলকের ব্যাসার্ধ 0.2m। এই গোলকে 4 C চার্জ দেওয়া হলো। একইসাথে, 0.4m ব্যাসার্ধের আরেকটি ধাতব গোলকে 8 C চার্জ দেওয়া হলো। দুটি গোলকই বিদ্যুৎ অপরিবাহী স্ট্যান্ডের উপর রাখা আছে এবং তারা পরস্পর থেকে যথেষ্ট দূরে অবস্থিত।
ক · জ্ঞানতড়িৎ বিভব কী?1
অসীম দূরত্ব থেকে একটি অতি ক্ষুদ্র ধনাত্মক টেস্ট চার্জকে তড়িৎ ক্ষেত্রের কোনো বিন্দুতে আনতে প্রতি একক টেস্ট চার্জের জন্য কৃত কাজকে ঐ বিন্দুর তড়িৎ বিভব বলে।
খ · অনুধাবনতড়িৎ বিভব একটি স্কেলার রাশি কেন ব্যাখ্যা করো।2
তড়িৎ বিভবকে কাজ এবং চার্জের অনুপাত হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয় (V=W/q)। কাজ একটি স্কেলার রাশি এবং চার্জও একটি স্কেলার রাশি। দুটি স্কেলার রাশির অনুপাতও একটি স্কেলার রাশি হয়। তড়িৎ বিভবের কোনো নির্দিষ্ট দিক নেই, কেবল মান আছে, তাই এটি একটি স্কেলার রাশি।
গ · প্রয়োগপ্রথম গোলকটির পৃষ্ঠে তড়িৎ বিভবের মান নির্ণয় করো।3
প্রথম গোলকের জন্য:
চার্জ (Q)=4C
ব্যাসার্ধ (r)=0.2m
কুলম্বের ধ্রুবক (k)=9x109Nm2/C2
তড়িৎ বিভব V=kQ/rV=0.29x109Nm2/C2×4CmV=36x109/0.2VV=180x109V=1.8x1011V
সুতরাং, প্রথম গোলকটির পৃষ্ঠে তড়িৎ বিভবের মান 1.8x1011V।
ঘ · উচ্চতর দক্ষতাযদি দুটি গোলককে একটি পরিবাহী তার দিয়ে সংযুক্ত করা হয়, তাহলে চার্জের প্রবাহ কোন গোলক থেকে কোন গোলকে হবে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।4
চার্জ সবসময় উচ্চ বিভব থেকে নিম্ন বিভবের দিকে প্রবাহিত হয়। তাই দুটি গোলককে তার দিয়ে সংযুক্ত করলে চার্জের প্রবাহের দিক নির্ভর করবে কোন গোলকের বিভব বেশি তার ওপর।
প্রথম গোলকের বিভব (V1):
V1=kQ1/r1=0.29x109×4=1.8x1011V
দ্বিতীয় গোলকের বিভব (V2):
চার্জ (Q2)=8C
ব্যাসার্ধ (r2)=0.4mV2=kQ2/r2=0.49x109×8=18x1010V=1.8x1011V
দেখা যাচ্ছে যে, V1=V2=1.8x1011V। যেহেতু দুটি গোলকের বিভব সমান, তাই তাদের মধ্যে কোনো বিভব পার্থক্য নেই। সুতরাং, যদি দুটি গোলককে একটি পরিবাহী তার দিয়ে সংযুক্ত করা হয়, তাহলে কোনো চার্জ প্রবাহিত হবে না।