2. Electric Potential and Capacitance
medium

$a$ और $b$ त्रिज्याओं वाले दो आवेशित चालक गोले एक तार द्वारा एक-दूसरे से जोड़े गए हैं। दोनों गोलों के पृष्ठों पर विध्यूत क्षेत्रों में क्या अनुपात है? प्राप्त परिणाम को, यह समझाने में प्रयुक्त कीजिए कि किसी एक चालक के तीक्ष्ण और नुकीले सिरों पर आवेश घनत्व, चपटे भागों की अपेक्षा अधिक क्यों होता है।

Option A
Option B
Option C
Option D

Solution

Let a be the radius of a sphere $A, Q_{A}$ be the charge on the sphere, and $C_{A}$ be the capacitance of the sphere.

Let $b$ be the radius of a sphere $B$, $Q$ be the charge on the sphere, and $C$ a be the capacitance of the sphere.

since the two spheres are connected with a wire, their potential $(v)$ will become equal.

Let Eabe the electric field of sphere $A$ and $E_{8}$ be the electric field of sphere $B$. Therefore, their ratio,

$\frac{E_{A}}{E_{B}}=\frac{Q_{A}}{4 \pi \epsilon_{0} \times a_{2}} \times \frac{b^{2} \times 4 \pi \epsilon_{0}}{Q_{B}}$

$\frac{E_{A}}{E_{B}}=\frac{Q_{1}}{Q_{B}} \times \frac{b^{2}}{a^{2}}\ldots(i)$

However, $\frac{Q_{A}}{Q_{B}}=\frac{C_{A} V}{C_{B} V}$

And, $\frac{C_{A}}{C_{B}}=\frac{a}{b}$

$\therefore \frac{Q_{A}}{Q_{B}}=\frac{a}{b}\dots (ii)$

Putting the value of $(ii)$ in $(i)$, we obtain

$\therefore \frac{E_{A}}{E_{B}}=\frac{a}{b} \frac{b^{2}}{a^{2}}=\frac{b}{a}$

Therefore, the ratio of electric fields at the surface is $b/a.$

Standard 12
Physics

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