కండక్తోర్ యొక్క ఆక్రమణాత్మక ప్రాంతంలో ఎందుకు శుల్కాలు సమానంగా ఉంటాయ?

ఒక చాలకంలోని ఆటండిన ప్రదేశాలలో ఆవేశాల సముహీకరణ విద్యుత్తాటానికి సంబంధించిన అనేక మూల సిద్ధాంతాలను ఉపయోగించి వివరణం చేయవచ్చు. ఇక్కడ వివరించబోతున్నామ:

1. విద్యుత్తాట శక్తి మరియు వక్రతా వ్యాసార్థం మధ్య సంబంధం

చాలకం యొక్క ఉపరితలంపై విద్యుత్తాట రేఖలు ఉపరితలంకు లంబంగా ఉండాలి. ఇది చాలకం యొక్క ఉపరితలంపైన ఏదైనా బిందువులో విద్యుత్తాట శక్తి 

E వక్రతా వ్యాసార్థం 

R కు తలప్రతిలోమానంగా ఉంటుందని అర్థం. గణితశాస్త్రానికి, దీనిని ఈ విధంగా వ్యక్తం చేయవచ్చు:

E∝ 1/R

ఆటండిన ప్రదేశాలలో, వక్రతా వ్యాసార్థం 

R చిన్నది, కాబట్టి విద్యుత్తాట శక్తి 

E ఎక్కువ. వ్యతిరేకంగా, సమానమైన లేదా నేమీయమైన ప్రదేశాలలో, వక్రతా వ్యాసార్థం 

R ఎక్కువ, మరియు విద్యుత్తాట శక్తి E తక్కువ.

2. ఆవేశ సాంద్రత మరియు విద్యుత్తాట శక్తి మధ్య సంబంధం

గాస్ నియమం ప్రకారం, చాలకం యొక్క ఉపరితలంపైన ఆవేశ సాంద్రత σ విద్యుత్తాట శక్తి 

E:σ∝E

చాలకం యొక్క ఆటండిన ప్రదేశాలలో విద్యుత్తాట శక్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఈ ప్రదేశాలలో ఆవేశ సాంద్రత కూడా ఎక్కువ ఉంటుంది. ఇది ఆటండిన ప్రదేశాలలో అధిక ఆవేశాల సముహీకరణం జరుగుతుందని అర్థం.

3. పోటెన్షియల్ శక్తి నిమ్నత

చాలకం లోపలి విద్యుత్తాట శూన్యం, కాబట్టి చాలకం యొక్క ఉపరితలంపై పోటెన్షియల్ సమానం. ఈ అవస్థను సాధించడానికి, ఆవేశాలు చాలకం యొక్క ఉపరితలంపై విభజించబడతాయి, మొత్తం పోటెన్షియల్ శక్తిని నిమ్నం చేయడానికి. ఆటండిన ప్రదేశాలలో, శక్తియైన విద్యుత్తాట ఈ ప్రదేశాలలో ఇతర ఆవేశాలను దూరం చేస్తుంది, ఇది వ్యవస్థా యొక్క పోటెన్షియల్ శక్తిని నిమ్నం చేస్తుంది.

4. విద్యుత్తాట రేఖల విభజన

చాలకం యొక్క ఉపరితలంపై విద్యుత్తాట రేఖలు ఉపరితలంకు లంబంగా ఉండాలి. ఆటండిన ప్రదేశాలలో, వక్రతా వ్యాసార్థం చిన్నది, విద్యుత్తాట రేఖలు ఎక్కువగా సముహీకరించబడతాయి, ఇది ఆవేశాల సముహీకరణానికి విధంగా ఉంటుంది. వ్యతిరేకంగా, సమానమైన లేదా నేమీయమైన ప్రదేశాలలో, విద్యుత్తాట రేఖలు ఎక్కువగా విస్తరించబడతాయి, ఫలితంగా ఆవేశ సాంద్రత తక్కువ ఉంటుంది.

5. ప్రాయోజిక ఉదాహరణ: కొరోనా డిస్చార్జ్

కొరోనా డిస్చార్జ్ ఆటండిన ప్రదేశాలలో ఆవేశ సముహీకరణ యొక్క ఒక టైపికల్ ఉదాహరణ. చాలకం యొక్క ఆటండిన భాగంలో ప్రయోజనం చేస్తే, విద్యుత్తాట శక్తి ఎక్కువ ఉంటుంది, ఇది చుట్టుముఖంలోని వాయు అణువులను ఆయన్నం చేయగలదు, కొరోనా డిస్చార్జ్ లేదా స్పార్క్ డిస్చార్జ్ లాంటి పరిణామాలకు కారణం చేయగలదు. ఈ ఘటన ఉన్నత-వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లు, లైట్నింగ్ రాధలు, మరియు ఇతర సంబంధిత పరికరాలలో సాధారణంగా కనిపిస్తుంది.

సారాంశం

చాలకం యొక్క ఆటండిన ప్రదేశాలలో ఆవేశాల సముహీకరణ కారణాలు:

• విద్యుత్తాట శక్తి వక్రతా వ్యాసార్థానికి తలప్రతిలోమానం: ఆటండిన ప్రదేశాలలో, వక్రతా వ్యాసార్థం చిన్నది, విద్యుత్తాట శక్తి ఎక్కువ.

• ఆవేశ సాంద్రత విద్యుత్తాట శక్తికి నేమీయం: ఎక్కువ విద్యుత్తాట శక్తి ఉన్న ప్రదేశాలలో ఆవేశ సాంద్రత ఎక్కువ.

• పోటెన్షియల్ శక్తి నిమ్నత: ఆటండిన ప్రదేశాలలో ఆవేశాలు సముహీకరించడం వల్ల వ్యవస్థా యొక్క మొత్తం పోటెన్షియల్ శక్తి నిమ్నం చేయబడుతుంది.

• విద్యుత్తాట రేఖల విభజన: ఆటండిన ప్రదేశాలలో విద్యుత్తాట రేఖలు ఎక్కువగా సముహీకరించబడతాయి, ఇది ఆవేశ సముహీకరణకు కారణం చేస్తుంది.

• ఈ సిద్ధాంతాలు కలిసి చాలకం యొక్క ఆటండిన ప్రదేశాలలో ఆవేశాల సముహీకరణకు కారణం చేస్తాయి, ఇది పరిశీలించబడే ఘటన.