2. Electric Potential and Capacitance
hard

समान्तर प्लेट संधारित्र की प्लेटों के मध्य की दूरी $d$ और क्षेत्रफल $A$ है। इसकी प्लेटों के मध्य $k$ परावैद्युतांक के पदार्थ की $t$ की मोटाई वाली $(t < d)$ एक शीट रखी जाती है, इसकी धारिता हो जाती है

A

$\frac{{{\varepsilon _0}A}}{{d + t\left( {1 - \frac{1}{k}} \right)}}$

B

$\frac{{{\varepsilon _0}A}}{{d + t\left( {1 + \frac{1}{k}} \right)}}$

C

$\frac{{{\varepsilon _0}A}}{{d - t\left( {1 - \frac{1}{k}} \right)}}$

D

$\frac{{{\varepsilon _0}A}}{{d - t\left( {1 + \frac{1}{k}} \right)}}$

Solution

प्लेटों के मध्य विभवान्तर  $V$ = $V_{air}$ + $V_{medium}$ 

$ = \frac{\sigma }{{{\varepsilon _0}}} \times (d – t) + \frac{\sigma }{{K{\varepsilon _0}}} \times t$

$V = \frac{\sigma }{{{\varepsilon _0}}}(d – t + \frac{t}{K})$

$ = \frac{Q}{{A{\varepsilon _0}}}(d – t + \frac{t}{K})$

अत: धारिता $C = \frac{Q}{V} = \frac{Q}{{\frac{Q}{{A{\varepsilon _0}}}(d – t + \frac{t}{K})}}$

$ = \frac{{{\varepsilon _0}A}}{{(d – t + \frac{t}{k})}} = \frac{{{\varepsilon _0}A}}{{d – t\,\left( {1 – \frac{1}{k}} \right)}}$

Standard 12
Physics

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तीन एकसमान संधारित्रों (identical capacitors) $C_1, C_2$ और $C_3$ में प्रत्येक की धारिता $1.0 \mu F$ है और शुरुआत में तीनों संधारित्र अनावेशित (uncharged) हैं। तीनों संधरित्रों को, जैसा कि चित्र में दर्शाया गया है, एक परिपथ (circuit) में जोड़ा गया है और उसके बाद $C_1$ में $\epsilon_{ r }$ सापेक्ष परावैद्युतांक (relative permittivity) का एक परावैदयुत (dielectric) पदार्थ पूर्णतः भरा जाता है। सेल (cell) का विद्युत् वाहक बल (electromotive force, emf) $V_0=8 V$ है। शुरुआत में कुंजी (switch) $S_1$ बंद है और कुंजी $S_2$ खुली है। संधारित्र $C_3$ के पूरी तरह आवेशित (charged) होने के बाद, एक ही पल मे एक साथ (simultaneously) कुंजी $S_1$ को खोल दिया जाता है और कुंजी $S_2$ को बंद कर दिया जाता है। जब सभी संधारित्र साम्यावस्था (equilibrium) में आ जाते हैं, तब संधारित्र $C_3$ पर $5 \mu C$ का आवेश पाया जाता है। $\epsilon_r$ का मान $\qquad$ है।

medium
(IIT-2018)

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