ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్స్ అంటే ఏమిటి: గుణాలు మరియు వాటి ప్రాతినిధ్యం

ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్స్ యొక్క భావనను మైఖేల్ ఫెరడే పరిచయం చేశాడు, అతను 1791 సెప్టెంబర్ 22 న లండన్లో జన్మించాడు మరియు 1867 ఆగస్టు 25 న మోల్సేలోని హాంప్టన్ కోర్ట్ ప్యాలెస్లో మరణించాడు. భౌతిక శాస్త్రంలోని అనేక రంగాలలో, విద్యుత్ క్షేత్రాలు ముఖ్యమైనవి మరియు విద్యుత్ సాంకేతిక పరిజ్ఞానంలో ఈ రంగాలు ఆచరణాత్మకంగా ఉపయోగించబడతాయి. ఎలక్ట్రాన్లు మరియు అణు కేంద్రకం మధ్య ఆకర్షణీయమైన శక్తి, విద్యుత్ క్షేత్రాలు బాధ్యత వహిస్తాయి. ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ సిగ్నల్ బలం SI యూనిట్ v / m (మీటరుకు వోల్ట్) మరియు సమయం-మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రాల ద్వారా లేదా విద్యుత్ ఛార్జీలు, విద్యుత్ క్షేత్రాలు సృష్టించబడతాయి. ఎలక్ట్రిక్ దాఖలు చేసిన పంక్తుల సంక్షిప్త వివరణ మరియు ఫీల్డ్ లైన్ల ప్రాతినిధ్యం చర్చించబడతాయి.

ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్స్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్ ఒక విద్యుత్ ఛార్జ్ శక్తిని అనుభవించే ప్రాంతంగా నిర్వచించబడింది. ఛార్జ్ చేయబడిన వస్తువులు సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా ఉండవచ్చు, వ్యతిరేక ఛార్జీలు ఒకదానికొకటి ఆకర్షిస్తాయి మరియు ఛార్జీలు తిప్పికొట్టడం వంటివి. ఫీల్డ్ లైన్లు ఒకే ఛార్జ్ లేదా ఛార్జీల సమూహం సృష్టించిన విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క దృశ్యమాన ప్రాతినిధ్యాలు మరియు దీనిని ఇ-ఫీల్డ్ అని సంక్షిప్తీకరించారు. ఇది త్రిమితీయ భావన మరియు అందువల్ల ఇది విమానంలో చాలా గొప్ప ఖచ్చితత్వానికి visual హించబడదు. E అనే అక్షరం ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ వెక్టర్‌ను సూచిస్తుంది మరియు ఇది ప్రతి పాయింట్ వద్ద ఫీల్డ్ లైన్‌కు టాంజెంట్‌గా ఉంటుంది. ఈ రేఖల దిశ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ వెక్టర్ యొక్క దిశకు సమానం.

పాయింట్ ఛార్జ్ మరియు గ్రూప్ ఆఫ్ ఛార్జ్ కారణంగా ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ ఇంటెన్సిటీ

పాయింట్ ఛార్జీల కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత కూలంబ్ యొక్క చట్టాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా పొందవచ్చు. పాయింట్ ఛార్జ్ కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.

ఎలక్ట్రిక్-ఫీల్డ్-ఇంటెన్సిటీ-టు-పాయింట్-ఛార్జ్

కూలంబ్ చట్టం ప్రకారం, శక్తి ‘F’ గా వ్యక్తీకరించబడింది

F = q * q₀/ 4Πε₀r^{రెండు}r ̂ ……………………… eq (1)

పాయింట్ ఛార్జ్ కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత ఇలా వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

E = F / q₀r ……………………. eq (2)

Eq (2) లోని ప్రత్యామ్నాయ eq (1) పాయింట్ ఛార్జ్ మరియు విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత వ్యక్తీకరణను పొందుతుంది లోడ్ పరీక్ష

E = q * q₀/ 4Πε₀r^{రెండు}* 1 / q_{0 r}

E = q / 4Πε₀r^{రెండు}r ̂ ……………… eq (3)

ఇక్కడ r the అనేది యూనిట్ వెక్టర్

పాయింట్ ఛార్జ్ మరియు టెస్ట్ ఛార్జ్తో పాటు పాయింట్ ఛార్జ్ కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత ఒక సమీకరణం (3). ఛార్జీల సమూహం కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది

ఎలక్ట్రిక్-ఫీల్డ్-ఇంటెన్సిటీ-కారణంగా-గ్రూప్-ఛార్జీలు

ఎక్కడ q _1,ఏమిటి_{రెండు,}ఏమిటి_3,ఏమిటి_4,ఏమిటి_5,ఏమిటి₆………. ఏమిటి _n ఛార్జీలు మరియు r_1,r_{రెండు,}r_3,r_4,r_5,r₆………. r_n దూరాలు.

పాయింట్ p వద్ద ఛార్జీల సమూహం కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత ఇవ్వబడుతుంది

ఇ = ఇ₁+ ఇ_{రెండు}+ ఇ₃+ ఇ₄+ ……… + ఇ_n……………………. eq (4)

పాయింట్ ఛార్జ్ కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత పై eq (3) లో వ్యక్తీకరించబడిందని మనకు తెలుసు

IS₁= q₁/ 4Πε₀r₁^{రెండు}r₁

IS_{రెండు}= q_{రెండు}/ 4Πε₀r_{రెండు}^{రెండు}r_{రెండు}

IS3= q₃/ 4Πε₀r₃^{రెండు}r₃………… ISn= q_n/ 4Πε₀r_n^{రెండు}r_n

ప్రత్యామ్నాయం ఇ_1,IS_{రెండు,}IS_3,IS_4,……… IS_n eq (4) లోని విలువలు పొందుతాయి

E = q₁/ 4Πε₀r₁^{రెండు}r₁+ q_{రెండు}/ 4Πε₀r_{రెండు}^{రెండు}r_{రెండు}+ q₃/ 4Πε₀r₃^{రెండు}r3+ ……… .. + qn/ 4Πε₀r_n^{రెండు}r_n

ఇ = 1 / 4Πε₀[ఏమిటి₁/ r₁^{రెండు}r₁+ q_{రెండు}/ r_{రెండు}^{రెండు}r_{రెండు}+ q₃/ r₃^{రెండు}r₃+ ……… .. + q_n/ r_n^{రెండు}r_n] …………………………. eq (5)

ఛార్జీల సమూహం కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత ఒక సమీకరణం (5)

ఫీల్డ్ లైన్స్ యొక్క ప్రాతినిధ్యం

Q> 0 కోసం: Q సున్నా (q> 0) కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఛార్జ్ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు ఫీల్డ్ లైన్లు రేడియల్‌గా బాహ్యంగా ఉంటాయి. Q> 0 కోసం ఫీల్డ్ పంక్తులు క్రింది చిత్రంలో చూపించబడ్డాయి.

విద్యుత్-ఫీల్డ్-లైన్-ఛార్జ్-సున్నా కంటే ఎక్కువ

Q కోసం<0: Q సున్నా కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు (q<0), the charge is negative and the field lines are radially inward. The field lines for q<0 are shown in the below figure.

-q- సున్నా కంటే తక్కువ

ఛార్జీలు లేదా డిపోల్ కాకుండా: ఛార్జీలు కాకుండా ఫీల్డ్ రేఖల ప్రాతినిధ్యం లేదా ద్విధ్రువం క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది.

ఛార్జీల వలె కాకుండా ఎలక్ట్రిక్-ఫీల్డ్-లైన్లు

ఇలాంటి ఛార్జీల కోసం

ఉంటే | q1 | = | q2 |: ఛార్జ్ చేస్తే q₁మరియు q_{రెండు}సమానంగా ఉంటాయి, తటస్థ బిందువు మరియు క్షేత్ర తీవ్రత సారూప్య ఛార్జీలకు సున్నా మరియు ఇది q మధ్యలో ఉంటుంది₁మరియు q_{రెండు}ఛార్జీలు.

ఛార్జ్- q1-is-equal-to-q2

ఉంటే | q1 |> | q2 |: ఛార్జ్ చేస్తే q₁q కంటే ఎక్కువ_{రెండు}, తటస్థ బిందువు ‘p’ ఛార్జ్ వైపు మారుతుంది q_{రెండు}చిన్న పరిమాణం.

యూనిఫాం ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్: ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్రంలో క్షేత్ర రేఖలు సానుకూల చార్జ్ నుండి ప్రారంభమై ప్రతికూల చార్జ్‌కు వెళతాయి. క్షేత్ర రేఖలు సమానంగా ఉంటాయి మరియు ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్రంలో పంక్తులు సమాంతరంగా ఉంటాయి.

ఏకరీతి-విద్యుత్-క్షేత్రం

లక్షణాలు

విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల లక్షణాలు

• ఫీల్డ్ లైన్లు సానుకూల చార్జ్ నుండి ప్రారంభమవుతాయి మరియు నెగటివ్ ఛార్జ్ వద్ద ముగుస్తాయి
• ఫీల్డ్ లైన్లు నిరంతరంగా ఉంటాయి
• క్షేత్ర రేఖలు ఎప్పుడూ కలుస్తాయి (కారణం: అవి ఒకదానితో ఒకటి కలుస్తే, సాధ్యం కాని చోట విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క రెండు దిశలు ఉంటాయి)
• బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రాంతంలో, పంక్తులు ఒకదానికొకటి చాలా దగ్గరగా ఉంటాయి, అయితే బలహీనమైన విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల ప్రాంతంలో చాలా దూరంలో ఉన్నాయి
• ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖ యొక్క ప్రాంతంలో, సమానమైన సమాంతర రేఖలు ఉన్నాయి
• క్షేత్ర రేఖలు కండక్టర్ యొక్క ఉపరితలంపై ఎల్లప్పుడూ సాధారణమైనవి

ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్స్ గీయడానికి నియమాలు

ఫీల్డ్ లైన్లు గీయడానికి నియమాలు

• ఇచ్చిన పాయింట్ ఛార్జీల సమూహం కోసం, ఫీల్డ్ లైన్లు ఎల్లప్పుడూ సానుకూల ఛార్జ్ నుండి ఉద్భవించి ప్రతికూల చార్జ్‌లో ముగుస్తాయి. ఒకవేళ కొంత అదనపు ఛార్జ్ ఉంటే కొన్ని పంక్తులు ప్రారంభమవుతాయి లేదా నిరవధికంగా ముగుస్తాయి.
  ఉదాహరణకు, పై చిత్రంలో q₁q కంటే ఎక్కువ_{రెండు}. పంక్తులు q లో ఉద్భవించాయి_{రెండు}, కాబట్టి q వసూలు చేయండి_{రెండు}సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు ఛార్జ్ q లో ఉంటుంది₁కొన్ని పంక్తులు అనంతమైన దూరం నుండి వస్తున్నాయి.
• డ్రా అయిన పంక్తుల సంఖ్య ప్రతికూల చార్జ్‌తో ముగుస్తుంది లేదా సానుకూల చార్జ్‌ను వదిలివేయడం ఛార్జ్ యొక్క పరిమాణానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
  కాబట్టి ఎక్కువ చార్జ్ పాజిటివ్ చార్జ్ అయితే దాని నుండి ఎక్కువ పంక్తులు వస్తాయి లేదా అది నెగటివ్ చార్జ్ అయితే దానిలో ముగుస్తుంది.
• ఫీల్డ్ లైన్లు ఎప్పుడూ ఒకదానికొకటి దాటవు

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖల రకాలు ఏమిటి?

ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్రం మరియు ఏకరీతి కాని విద్యుత్ క్షేత్రం రెండు రకాల విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు. విద్యుత్ క్షేత్రం స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు ఫీల్డ్ లైన్ ఒక ఏకరీతి విద్యుత్ క్షేత్రంగా చెప్పబడుతుంది మరియు ప్రతి దశలో క్షేత్రం సక్రమంగా లేనప్పుడు ఏకరీతి కాని విద్యుత్ క్షేత్రంగా చెప్పబడుతుంది.

2). మీరు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఎలా చేస్తారు?

స్థిర ఛార్జీల ద్వారా, విద్యుత్ క్షేత్రం ఉత్పత్తి అవుతుంది, మరియు కదిలే ఛార్జీల ద్వారా అయస్కాంత క్షేత్రం ఉత్పత్తి అవుతుంది.

3). విద్యుత్ క్షేత్రం ఎలా ఉత్పత్తి అవుతుంది?

విద్యుత్ క్షేత్రం చార్జ్డ్ కణాల ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఫీల్డ్ యొక్క దిశలో, సానుకూల చార్జీలు వేగవంతం అవుతాయి మరియు ఫీల్డ్ యొక్క వ్యతిరేక దిశలో, ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు వేగవంతమవుతాయి.

4). పాయింట్ ఛార్జీల కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత ఏమిటి?

పాయింట్ ఛార్జ్ మరియు టెస్ట్ ఛార్జ్తో పాటు పాయింట్ ఛార్జ్ కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత వ్యక్తీకరించబడింది

E = q / 4Πε₀r^{రెండు}r

ఇక్కడ E అనేది విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత, r the యూనిట్ వెక్టర్ మరియు q ఛార్జ్.

5). విద్యుత్ క్షేత్ర రేఖలు క్షేత్ర బలాన్ని ఎలా సూచిస్తాయి?

ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్ల బలం సోర్స్ ఛార్జ్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ఫీల్డ్ లైన్లు దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు విద్యుత్ ఫీల్డ్ బలంగా ఉంటుంది.

ఈ వ్యాసంలో, విద్యుత్ క్షేత్రం పాయింట్ ఛార్జ్ మరియు ఛార్జ్ సమూహం కారణంగా తీవ్రత, ఫీల్డ్ లైన్ల ప్రాతినిధ్యం, లక్షణాలు ఫీల్డ్ లైన్లు మరియు ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ లైన్లను గీయడానికి నియమాలు చర్చించబడతాయి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, విద్యుత్ క్షేత్రంలో పరీక్ష ఛార్జ్ మరియు పాయింట్ ఛార్జ్ ఎంత?