$3$ परावैध्यूतांक तथा $10^{7} V m ^{-1}$ की परावैध्यूत सामर्थ्य वाले एक पदार्थ से $1\, kV$ वोल्टता अनुमतांक के समांतर पट्टिका संधारित्र की अभिकल्पना करनी है। [परावैध्यूत सामर्थ्य वह अधिकतम विध्यूत क्षेत्र है जिसे कोई पदार्थ बिना भंग हुए अर्थात् आंशिक आयनन द्वारा बिना वैध्यूत संचरण आरंभ किए सहन कर सकता है] सुरक्षा की दृष्टि से क्षेत्र को कभी भी परावैध्यूत सामर्थ्य के $10\, \%$ से अधिक नहीं होना चाहिए। $50\, pF$ धारिता के लिए पट्टिकाओं का कितना न्यूनतम क्षेत्रफल होना चाहिए?
$3$ परावैध्यूतांक तथा $10^{7} V m ^{-1}$ की परावैध्यूत सामर्थ्य वाले एक पदार्थ से $1\, kV$ वोल्टता अनुमतांक के समांतर पट्टिका संधारित्र की अभिकल्पना करनी है। [परावैध्यूत सामर्थ्य वह अधिकतम विध्यूत क्षेत्र है जिसे कोई पदार्थ बिना भंग हुए अर्थात् आंशिक आयनन द्वारा बिना वैध्यूत संचरण आरंभ किए सहन कर सकता है] सुरक्षा की दृष्टि से क्षेत्र को कभी भी परावैध्यूत सामर्थ्य के $10\, \%$ से अधिक नहीं होना चाहिए। $50\, pF$ धारिता के लिए पट्टिकाओं का कितना न्यूनतम क्षेत्रफल होना चाहिए?
Potential rating of a parallel plate capacitor, $V =1 \,kV =1000 \,V$
Dielectric constant of a material, $\varepsilon_{r}=3$
Dielectric strength $=10^{7} \,V / m$
For safety, the field intensity never exceeds $10 \%$ of the dielectric strength.
Hence, electric field intensity, $E=10 \%$ of $10^{7}=10^{6}\, V / m$
Capacitance of the parallel plate capacitor, $C =50 \,pF =50 \times 10^{-12}\, F$
Distance between the plates is given by, $d=\frac{V}{E}$
$=\frac{1000}{10^{6}}=10^{-3} \,m$
Capacitance is given by the relation, $C=\frac{\epsilon_{0} \epsilon_{,} A}{d}$
Where,
$A=$ Area of each plate
$\epsilon_{0}=$ Permittivity of free space $=8.85 \times 10^{-12} \,N ^{-1} \,C ^{2} \,m ^{-2}$
$\therefore A =\frac{C d}{\epsilon_{0} \in}$
$=\frac{50 \times 10^{-12} \times 10^{-3}}{8.85 \times 10^{-12} \times 3} \approx 19 \,cm ^{2}$
Hence, the area of each plate is about $19\; cm ^{2}$.
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$C$ एवं $3 C$ धारिताओं वाले दो समानान्तर पट्टिका संधारित्र पार्श्व क्रम में संयोजित हैं, एवं $18\,V$ के विभवान्तर तक आवेशित किए जाते हैं। फिर बैट्री हटा दी जाती है, एवं $C$ धारिता वाले संधारित्र की पट्टिकाओं के बीच, $9$ परावैद्युत स्थिरांक वाला पदार्थ पूर्णतः भर दिया जाता है। दोनों संधारित्रों के बीच अंतिम विभवान्तर $..........V$ होगा।
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किसी कुचालक का परावैद्युतांक नहीं हो सकता
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एक समान्तर पट्ट संधारित्र का क्षेत्रफल $40 \mathrm{~cm}^2$ एवं प्लेटों के बीच की दूरी $2 \mathrm{~mm}$ है प्लेटों के बीच का स्थान परावैद्युत स्थिरांक $5$ तथा $1 \mathrm{~mm}$ मोटाई वाले एक परावैद्युत माध्यम से भर दिया जाता है। निकाय की धारिता है :
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यदि किसी संधारित्र की पट्टिकाओं पर मुक्त आवेश $q _{ f }$ है तथा उसकी पट्टिकाओं के बीच रखे परावैधुतांक $k$ के परावैधुत स्लैब पर बद्ध आवेश $q _{ b }$ है, तो बद्ध आवेश $q _{ b }$ को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है।
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- [JEE MAIN 2021]
प्रत्येक $10 \mu \mathrm{F}$ धारिता वाले दो समान्तर पट्टिका संधारित्रों $\mathrm{C}_1$ एवं $\mathrm{C}_2$ को अलग-अलग $100 \mathrm{~V}$ वाले $D.C.$ (दिष्ट धारा) स्र्रोत द्वारा आवेशित किया जाता है। संधारित्र $\mathrm{C}_1$ को स्त्रोत से जुड़ा रखते हुए इसकी पट्टियों के बीच एक परावैद्युत गुटका रखा जाता है। संधारित्र $\mathrm{C}_2$ को र्रोत से हटाया जाता है, फिर इसकी पट्टियों के बीच परावैद्युत गुटका भरा जाता है। इसके बाद संधारित्र $\mathrm{C}_1$ को भी स्त्रोत से अलग कर दिया जाता है। अंततः दोनों संधारित्रों को समान्तर में जोड़ा जाता है। संयोजन का उभयनिष्ठ विभव: $\mathrm{V}$ हो। (परावैद्युतांक $=10$ मानकर)
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