Gujarati
2. Electric Potential and Capacitance
easy

दिये गये चित्र के अनुसार, समान्तर प्लेट संधारित्र की प्लेटों के बीच मिश्र परावैद्युत माध्यम रखे हैं। इस प्रकार बने संधारित्रों की धारिता का व्यंजक होगा

A

$\frac{{{\varepsilon _0}A}}{{\left( {\frac{{{d_1}}}{{{K_1}}} + \frac{{{d_2}}}{{{K_2}}} + \frac{{{d_3}}}{{{K_3}}}} \right)}}$

B

$\frac{{{\varepsilon _0}A}}{{\left( {\frac{{{d_1} + {d_2} + {d_3}}}{{{K_1} + {K_2} + {K_3}}}} \right)}}$

C

$\frac{{{\varepsilon _0}A({K_1}{K_2}{K_3})}}{{{d_1}{d_2}{d_3}}}$

D

${\varepsilon _0}\left( {\frac{{A{K_1}}}{{{d_1}}} + \frac{{A{K_2}}}{{{d_2}}} + \frac{{A{K_3}}}{{{d_3}}}} \right)$

Solution

(a) As the given combination is in series

$\frac{1}{C_{e q}}=\frac{1}{C_{1}}+\frac{1}{C_{2}}+\frac{1}{C_{3}}$

$=\frac{d_{1}}{K_{1} \epsilon_{o} A}+\frac{d_{2}}{K_{2} \epsilon_{o} A}+\frac{d_{3}}{K_{3} \epsilon_{o} A}$

$\frac{1}{C_{e q}}=\frac{1}{\epsilon_{o} A}\left[\frac{d_{1}}{K_{1}}+\frac{d_{2}}{K_{2}}+\frac{d_{3}}{K_{3}}\right]$

$C_{e q}=\frac{\epsilon_{o} A}{\frac{d_{1}}{K_{1}}+\frac{d_{2}}{K_{2}}+\frac{d_{3}}{K_{3}}}$

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 पराविधुत (dielectric) पदार्थ पूर्णतः भरा जाता है। सेल (cell) का विधुत 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 ………. है।

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(IIT-2018)

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