সিলেট বোর্ড ২০১৭ — স্থির তড়িৎ সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

যে অপরিবাহী (অন্তরক) মাধ্যমে তড়িৎক্ষেত্র প্রয়োগ করলে মাধ্যমের অণুগুলো সমবর্তিত হয় কিন্তু তড়িৎ প্রবাহিত হয় না, তাকে পরাবৈদ্যুতিক মাধ্যম বলে। যেমন: কাচ, অভ্র, কাগজ, মোম ইত্যাদি।

কোনো ধারকের গায়ে 0.06 μF - 210 V লেখা থাকার অর্থ হলো ধারকটির ধারকত্ব 0.06 μF, অর্থাৎ এর পাতদ্বয়ের মধ্যে 1 V বিভব পার্থক্য সৃষ্টি করতে 0.06×10⁻⁶ C চার্জ প্রয়োজন।

আর 210 V হলো ধারকটির সর্বোচ্চ কার্যকর বিভব পার্থক্য; এর চেয়ে বেশি বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করলে পাতদ্বয়ের মধ্যবর্তী পরাবৈদ্যুতিক মাধ্যম ভেঙে (ব্রেকডাউন) ধারকটি নষ্ট হয়ে যেতে পারে।

অতএব, ধারকটিতে নিরাপদে সর্বোচ্চ Q=CV=0.06×10⁻⁶×210=1.26×10⁻⁵ C চার্জ সঞ্চয় করা যায়।

আমরা জানি,

F=kq_Aq_Br²

বা, F=9×10⁹×9×16(0.28)²

বা, F=9×10⁹×1440.0784

∴ F=1.65×10¹³ N

অতএব, A এর উপর B এর বল 1.65×10¹³ N, যা বিকর্ষণধর্মী এবং B থেকে A এর দিকে ক্রিয়াশীল।

C বিন্দুতে 1 C চার্জ রাখলে এর উপর ক্রিয়াশীল বল নির্ণয় করি। চিত্র থেকে AC=0.12 m, তাই BC=0.28−0.12=0.16 m।

A এর জন্য C তে রাখা চার্জের উপর বল,

F_A=kq_Aqr21=9×10⁹×9×1(0.12)²

∴ F_A=5.625×10¹² N

এর দিক A থেকে B এর দিকে।

B এর জন্য বল,

F_B=kq_Bqr22=9×10⁹×16×1(0.16)²

∴ F_B=5.625×10¹² N

এর দিক B থেকে A এর দিকে।

∴ লব্ধি বল,

F=F_A−F_B=5.625×10¹²−5.625×10¹²=0

দেখা যায়, A ও B উভয় ধনাত্মক চার্জ C বিন্দুর 1 C চার্জকে সমান মানের (5.625×10¹² N) বলে পরস্পর বিপরীত দিকে বিকর্ষণ করে। ফলে বল দুটি পরস্পরকে নিষ্ক্রিয় করে এবং C বিন্দুটি একটি নিস্তড়িৎ বিন্দু।

অতএব, C বিন্দুতে 1 C চার্জ রাখলে চার্জটি কোনো লব্ধি বল অনুভব করবে না।