তড়িৎ বলরেখার মাধ্যমে তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য ও এর দিক ব্যাখ্যা

প্রতিবার কুলম্বের সূত্র থেকে বল বের না করে একটি নতুন রাশি, তড়িৎ ক্ষেত্র $E$, ব্যবহার করা যায়। কোনো বিন্দুতে $q$ চার্জ রাখলে তা যে বল অনুভব করে:

$F=Eq$, অর্থাৎ $E=\dfrac{F}{q}$

এখানে $F$ বল (N), $q$ চার্জ (C) এবং $E$ তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য, একক N/C। বল ভেক্টর এবং চার্জ স্কেলার, তাই $E$ একটি ভেক্টর রাশি; এর মান ও দিক দুটিই আছে। $q$ বিন্দু চার্জ থেকে $r$ দূরত্বে $E=k\dfrac{q}{r^{2}}$।

তড়িৎ বলরেখা

তড়িৎ ক্ষেত্র দেখা যায় না, তাই বোঝানোর জন্য কাল্পনিক তড়িৎ বলরেখা আঁকা হয়; মাইকেল ফ্যারাডে প্রথম এটি করেন। নিয়মগুলো:

1. বলরেখা ধনাত্মক চার্জ থেকে বের হয় এবং ঋণাত্মক চার্জে এসে শেষ হয়। কোনো বিন্দুতে বলরেখার স্পর্শকের দিকই তড়িৎ ক্ষেত্রের দিক।
2. চার্জ যত বেশি, প্রতি একক ক্ষেত্রফলে বলরেখা তত বেশি।
3. বলরেখা যত ঘন, তড়িৎ ক্ষেত্রের মান তত বেশি।
4. একটি বলরেখা অন্য বলরেখাকে ছেদ করে না।

বিপরীত চার্জের বলরেখা এক চার্জ থেকে অন্যটিতে গিয়ে শেষ হয়, যেন দুটি চার্জ পরস্পরকে টানছে। দুটি ধনাত্মক চার্জের বলরেখা পরস্পর থেকে দূরে বেঁকে যায়, আর মাঝের একটি বিন্দুতে তড়িৎ ক্ষেত্র শূন্য হয়।

উদাহরণ: $2\ \mu$C চার্জ থেকে $0.3$ m দূরে $E=\dfrac{9\times10^{9}\times2\times10^{-6}}{0.09}=2\times10^{5}$ N/C, দিক চার্জ থেকে বাইরের দিকে। ঐ বিন্দুতে $1\ \mu$C চার্জ রাখলে বল $F=Eq=2\times10^{5}\times10^{-6}=0.2$ N।

সাধারণ ভুল হলো বলরেখাকে চার্জের চলার পথ ভাবা। বলরেখা শুধু কোনো বিন্দুতে ধনাত্মক চার্জ কোন দিকে বল অনুভব করবে তা দেখায়; চার্জ সবসময় ঐ রেখা ধরে চলে না।

মনে রাখো: তড়িৎ ক্ষেত্র $E=\dfrac{F}{q}$ (N/C) একটি ভেক্টর; বলরেখা ধনাত্মক থেকে ঋণাত্মক চার্জের দিকে যায়, আর বলরেখা যত ঘন ক্ষেত্র তত প্রবল।