- Home
- Standard 12
- Physics
$R$ અવરોધમાંથી ડિસ્ચાર્જિંગ થતાં કેપેસિટરનું કેપેસિટન્સ $C$ બને, ધારો કે $t_1$ કેપેસિટરનાં પ્રારંભિક મૂલ્યના અડધે સુધી ઘટવા માટે કેપેસિટરમાં સંગ્રહિત ઊર્જા માટે લીધેલો સમય છે અને તે પ્રારંભિક મૂલ્યનાં $1$ ચતુર્થાંશ થવા માટેનો લીધેલો સમય $t_2$ છે. તો $t_1/t_2$ ગુણોત્તર શોધો.
$1$
$2$
$0.25$
$0.5$
Solution
C is the capacitance, $R$ is the resistor, $t$ is time taken.
The function of time is given by
$U =\frac{1}{2} \frac{ q ^2}{ c }$ Where $u$ is the initial velocity, $q$ is the charge.
The charges are the function of time
$q=q_0 e^{\frac{-t}{r}}$
Where $T$ is the relaxation time,
So,
$T=R c$
$U =\frac{1}{2} \frac{ q _0^2 e ^{\frac{-2 t }{ T }}}{ c }$
$U=U_0 e^{\frac{-2 t}{T}}$
at $t = t _1, U =\frac{ U _0}{2}$
$\frac{ U _0}{2}= U _0 e ^{\frac{-2 t }{ T }}$
$\frac{1}{2}=e^{\frac{-2 t}{T}}$
Taking log both sides
$t _1=\frac{ T }{2} \log (2)$
Now,
$q=q_0 e^{\frac{-t}{T}}$
At $t = t { }^2$
$q=\frac{q_0}{4}$
$\frac{q_0}{4}=q_0 e^{\frac{-t_2}{T}}$
$\frac{1}{4}=e^{\frac{-t_2}{T}}$
Again, taking log both sides,
$t _2=2 T \log (2)$
Now,
$\frac{ t _1}{ t _2}=\frac{\frac{ T }{2} \log (2)}{2 T \log (2)}$
$\frac{t_1}{t_2}=\frac{1}{4}$
Thus, the ratio will be $\frac{ t _1}{ t _2}=\frac{1}{4}$