નીચે આપેલી આકૃતિ બે સમાન સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરોને બેટરી અને બંધ સ્વિચ $S$ સાથે જોડેલા દર્શાવે છે. હવે સ્વિચને $open$ કરી અને કેપેસિટરોની પ્લેટ વચ્ચે મુક્ત અવકાશમાં $3$ ડાઈ ઈલેક્ટ્રી અચળાંક વાળા પદાર્થને ભરવામાં આવે છે. તો ડાઈ ઈલેકટ્રીને દાખલ કર્યા પહેલાં અને પછી બંને કેપેસિટરમાં સંગ્રહિત કુલ સ્થિતિ વિદ્યુતીય ઊર્જાનો ગુણોત્તર કેટલો હશે ?
  • A$3 : 1$
  • B$5 : 1$
  • C$3 : 5$
  • D$5 : 3$
Medium
Download our app for free and get startedPlay store
c
Energy in each capacitor is \(\frac{1}{2} cV ^2\)

when switch is opened

\(Q\) on \(2^{nd}\) capacitor is \(cv\) even after introduction of dielectric \(Q\) remain same but

\(C\) will become \(KC\)

Energy \(=\frac{ Q ^2}{2 C ^2}=\frac{( cv )^2}{2\left( K _{ l }\right)}=\frac{ cv ^2}{2 k }\)

Energy is set is \(\frac{1}{2} cv ^2\)

same as before

after dielectric insertion

\(c\) become \(kc\)

Energy \(=\frac{1}{2}( kc ) v ^2\)

\(=\frac{ kcv ^2}{2}\)

Total energy initially \(=\frac{1}{2} c v^2+\frac{1}{2} c v^2=c^2 \cdots(1)\)

Total energy after opening switch \(= k \frac{ cv ^2}{2}+\frac{ cv ^2}{2 k }\)

\(=\frac{c v^2}{2}\left( k +\frac{1}{ k }\right)\)

put \(k=3\)

\(=\frac{ cV ^2(10)}{2 \times 3}=\frac{5 CV ^2}{3} \ldots(2)\)

\((1)\) \(\div(2)\)

\(=3 / 5\)

art

Download our app
and get started for free

Experience the future of education. Simply download our apps or reach out to us for more information. Let's shape the future of learning together!No signup needed.*

Similar Questions

  • 1
    $1\ \mu F$ કેપેસીટન્સ ધરાવતું બુંદ $8$ સમાન ત્રિજ્યા ધરાવતા બુંદમાં વિભાજીત થાય છે તો દરેક નાના બુંદનું કેપેસીટન્સ....$\mu F$
    View Solution
  • 2
    એક સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરની પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $A,$ તેનું કેપેસિટન્સ $C$ અને પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર $d$ છે.જેમાં $K_1,K_2,K_3$ અને $K_4$ ડાઇઇલેકિટ્રક અચળાંકવાળા ચાર ડાઇઇલેકિટ્રકોના આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ભરેલાં છે.જો કોઇ એક જ ડાઇઇલેકિટ્રક પદાર્થને વાપરતાં તેટલું જ કેપેસિટન્સ $ C$ મળે,તો ડાઇઇલેકિટ્રક અચળાંક $ K=$ ________
    View Solution
  • 3
    જવલનશીલ પ્રવાહી લઈ જતા વાહનમાં સામાન્ય રીતે જમીનને અડકે તેવી ધાતુની સાંકળ રાખવામાં આવે છે.
    View Solution
  • 4
    $10\;cm$ ત્રિજયા ધરાવતા પોલા ગોળાને એવી રીતે વિદ્યુતભારિત કરવામાં આવે છે કે જેથી તેની સપાટી પરનું સ્થિતિમાન $80\;V$ થાય. ગોળાના કેન્દ્ર પર સ્થિતિમાન કેટલું હશે?
    View Solution
  • 5
    બે પ્લેટો વડે સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર રચેલ છે. દરેક પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $100\ cm^2, \,1\ mm$ અંતરે અલગ કરેલી છે. એક $5.0$ ડાઈ ઈલેકટ્રીક અચળાંંક ધરાવતા ડાઈ ઈલેકટ્રીક અને ડાઈ ઈલેકટ્રીક સ્ટ્રેન્થ $1.9 \times  10^7\ V/m$ પ્લેટોની વચ્ચે ભરવામાં આવે છે. ડાઈ ઈલેકટ્રીક બ્રેક ડાઉન કર્યા સિવાય કેપેસિટર પર સંગ્રહ કરી શકાતો મહત્તમ વિદ્યુતભાર શોધો.
    View Solution
  • 6
    આપેલ તંત્રમાં $A$ અને $B$ વચ્ચે સમતુલ્ય કેપેસિટન્સ કેટલા .....$\mu\ f$ થશે?
    View Solution
  • 7
    બે કેપેસિટરો $C_1$ અને $C_2$ ને અનુક્રમે $120\ V$ અને $200\ V$ ચાર્જ કરેલ છે. તે જાણવામાં આવ્યું છે કે બંનેને એકબીજાને જોડતાં દરેક એક પરનો સ્થિતિમાન શૂન્ય બનાવી શકાય તેથી.....
    View Solution
  • 8
    વિધાન $-1$ : સમસ્થિતિમાન પૃષ્ઠ પર વિજભારને એક સ્થાનથી બીજા સ્થાને લઈ જવા માટે કોઈ કાર્ય કરવું પડતું નથી.

    વિધાન $-2$ : સમસ્થિતિમાન પૃષ્ઠ પર વિદ્યુતબળની રેખાઓ સપાટીને લંબ હોય છે.

    View Solution
  • 9
    $1\,\mu F$ કેપેસીટન્સ ધરાવતા સમાંતર પ્લેટ કેપેસીટર ની એક પ્લેટ $+2\,\mu C$ વિજભારે અને બીજી પ્લેટ $+4\,\mu C$ વિજભારે હોય તો તે બે પ્લેટ વચ્ચે કેટલા ......$V$ વિદ્યુતસ્થિમાનનો તફાવત ઉત્પન્ન થશે?
    View Solution
  • 10
    એક સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર પાસે $20\, kV$ સ્થિતિમાન અને $2 \times  10^{-4} \,\mu F$ કેપેસિટન્સ છે. જો પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $0.01\, m^2$ હોય અને પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર $2\ mm$ હોય તો માધ્યમનું ડાઈઈલેકટ્રીક અચળાંક શોધો.
    View Solution