- Home
- Standard 12
- Physics
એક સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર એક ડાઇઇલેક્ટ્રિકથી ભરેલું છે. ડાઇઇલેક્ટ્રિકની સાપેક્ષ પરમિટિવિટી લાગુ પાડેલ વોલ્ટેજ $(U)$ સાથે બદલાય છે. જ્યાં $\varepsilon = \alpha U$ અને $\alpha = 2{V^{ - 1}}$ તેના જેવું બીજું એક ડાઇઇલેક્ટ્રિક સિવાયના કેપેસિટરને ${U_0} = 78\,V$ સુધી ચાર્જ કરેલું છે. હવે તેને ડાઇઈલેક્ટ્રિકવાળા કેપેસિટર સાથે જોડેલું છે, તો કેપેસિટર પરના અંતિમ વોલ્ટેજ શોધો.
Solution
ધારોકે, ડાઈઇલેક્ટ્રિક વગરના કૅપેસિટરનું કૅપેસિટન્સ $C$ છે તેથી કૅપેસિટર પરનો વિદ્યુતભાર,
$Q _{1}= CU$
$\ldots (1)$
જ્યાં $U$ એ કૅપેસિટર પરનું અંતિમ સ્થિતિમાન છે.
જે કૅપેસિટરમાં સાપેક્ષ પરમિટિવિટી $\varepsilon$ વાળું ડાઈઈલેક્ટ્રિક ભરવામાં આવે તો તેનું કૅપેસિટન્સ $\in C$ થાય છે તેથી કેપેસિટર પરનો વિદ્યુતભાર,
$Q _{2}=\in CU =a U \times CU =a CU ^{2} \quad \ldots (2)$ $[\because \in=a U ]$
પ્રારંભમાં કેપેસિટર પરનો વિદ્યુતભાર,
$Q _{0}= CU _{0}$
વિદ્યુતભારના સંરક્ષણના નિયમ પરથી,
$Q _{0}= Q _{1}+ Q _{2}$
$CU _{0}= CU +a CU ^{2}$
$\therefore a U ^{2}+ U – U _{0}=0$
હવે $a=2 V ^{-1}$ અને $U _{0}=78 V$ મૂકતાં,
$\therefore 2 U ^{2}+ U -78=0$
જે $U$ નું દ્રીઘાત સમીકરણ છે.
$\therefore 2 U ^{2}+13 U -12 U -78=0$
$\therefore U (2 U +13)-6(2 U +13)=0$
$\therefore(2 U +13)( U -6)=0$
$\therefore 2 U +13=0$ અथવ $U -6=0$
$\therefore U =-\frac{13}{2}$ અથવા $\therefore U =6 V$