સમાંતર પ્લેટ કેપેસીટરમાં $A$ આડછેડનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતી પ્લેટોને એકબીજાથી $d$ અંતરે મૂકેલી છે.તેમની વચ્ચે ડાઈઇલેક્ટ્રિક ભરવામાં આવે છે જેનો ડાઈઇલેક્ટ્રિક અચળાંક $\mathrm{k}(\mathrm{x})=\mathrm{K}(1+\alpha \mathrm{x})$ મુજબ ફરે છે. જ્યાં $\mathrm{x}$ એ એક પ્લેટથી અંતર છે.જો $(\alpha \text {d)}<<1,$ હોય તો તંત્રનું કુલ કેપેસીટન્સ ક્યાં સૂત્ર વડે આપી શકાય?
  • A$\frac{\mathrm{AK} \varepsilon_{0}}{\mathrm{d}}\left(1+\frac{\alpha \mathrm{d}}{2}\right)$
  • B$\frac{\mathrm{A} \varepsilon_{0} \mathrm{K}}{\mathrm{d}}\left(1+\left(\frac{\alpha \mathrm{d}}{2}\right)^{2}\right)$
  • C$\frac{\mathrm{A} \varepsilon_{0} \mathrm{K}}{\mathrm{d}}\left(1+\frac{\alpha^{2} \mathrm{d}^{2}}{2}\right) $
  • D$ \frac{\mathrm{AK} \varepsilon_{0}}{\mathrm{d}}(1+\alpha \mathrm{d})$
JEE MAIN 2020, Advanced
Download our app for free and get startedPlay store
a
As \(\mathrm{K}\) is variable we take a plate element of Area \(A\) and thickness \(dx\) at distance \(\mathrm{x}\)

Capacitance of element

\(\mathrm{d} \mathrm{C}=\frac{(\mathrm{A}) \mathrm{K}(1+\alpha \mathrm{x}) \varepsilon_{0}}{\mathrm{dx}}\)

Now all such elements are is series so

equivalent capacitance

\(\frac{1}{\mathrm{C}}=\int \frac{1}{\mathrm{d} \mathrm{C}}=\int_{0}^{\mathrm{d}} \frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{AK} \varepsilon_{0}(1+\alpha \mathrm{x})}\)

\(\frac{1}{\mathrm{C}}=\frac{1}{\alpha \mathrm{AK} \varepsilon_{0}} \ln \left(\frac{1+\alpha \mathrm{d}}{1}\right)\)

\(=\frac{1}{\mathrm{C}}=\frac{1}{\alpha \mathrm{AK} \varepsilon_{0}}\left(\alpha \mathrm{d}-\frac{(\alpha \mathrm{d})^{2}}{2}+\frac{(\alpha \mathrm{d})^{3}}{3}+\ldots .\right)\)

\(\Rightarrow \frac{1}{\mathrm{C}}=\frac{\alpha \mathrm{d}}{\alpha \mathrm{AK} \varepsilon_{0}}\left(1-\frac{\alpha \mathrm{d}}{2}+\frac{(\alpha \mathrm{d})^{2}}{3}+\ldots .\right)\)

\(\frac{1}{\mathrm{C}}=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{AK} \varepsilon_{0}}\left(1-\frac{\alpha \mathrm{d}}{2}\right)\)

\(C=\frac{A K \varepsilon_{0}}{d}\left(1+\frac{\alpha d}{2}\right)\)

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
    આ આલેખ પરથીએક બિંદુવત વિદ્યુતભાર $+q$ ને ઉગમબિંદુ આગળ મૂકેલો છે. બીજા બિંદુવત વિદ્યુતભાર $-Q$ ને સુરેખ પથ $AB$ પર બિંદુ $A$ ના યામ $(0, a)$ ન થી બિંદુ $B$ ના યામ $(a, 0)$ ન સુધી લઈ જતાં થતુ કાર્ય ....... છે.
    View Solution
  • 2
    $5.0\, \mu F$ કેપેસિટરને $800\, V$ સુધી ચાર્જ કરીને વાહક સાથે જોડતા ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન વાહકને આપેલ ઊર્જા .....
    View Solution
  • 3
    નિયમિત વિદ્યુતક્ષેત્ર $\vec E, \,X-$ દિશામાંં છે. $0.2\;C$  વિદ્યુતભારને $x-$દિશા સાથે $60^\circ $ના ખૂણે $2 \,m$ જેટલું સ્થાનાંતર કરાવવા માટે $4\;J$ કાર્ય કરવું પડે છે, તો વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ કેટલા.......$N/C$ થાય?
    View Solution
  • 4
    કોઈ સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરની દરેક પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $1\, m^2$ અને તેમની વચ્ચેનું અંતર $0.1\, m$ છે. જો બે પ્લટો વચ્ચેનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર $100 \,N/C$ હોય તો દરેક પ્લેટ પરના વિધુતભારનું મૂલ્ય કેટલું થશે?
    View Solution
  • 5
    $2\mu F$ કેપેસિટેન્સ ધરાવતા સાત કેપેસિટરોને એવી સંરચના વડે જોડવામાં આવે છે કે જેથી તેનો અસરકારક કેપેસિટન્સ $\left( {\frac{6}{{13}}} \right)\,\mu F$ મળે. નીચેની આકૃતીમાંથી ક્યું સંયોજન જરૂરી મૂલ્ય આપે છે?
    View Solution
  • 6
    વિદ્યુતભારિત વાહક ગોળા માટે કયું વિધાન સાચું નથી?
    View Solution
  • 7
    $a$ બાજુવાળા ચોરસના શિરોબિંદુ પર $Q$ વિજભાર મૂકવામાં આવે છે. ચોરસના કેન્દ્રથી $-Q$ વિજભારને અનંત અંતરે લઈ જવા માટે કેટલું કાર્ય કરવું પડે?
    View Solution
  • 8
    બે સમકેન્દ્રિય ગોળીય કવચથી કેપેસિટર બનાવવામાં આવે છે, ${R_1}$ ત્રિજયાવાળી ગોળીય કવચનો વોલ્ટેજ ${V_1}$ અને ${R_2}$ ત્રિજયાવાળી ગોળીય કવચનો વોલ્ટેજ ${V_2}$ છે,તો કેન્દ્રથી $x$ અંતરે આવેલા બિંદુએ વોલ્ટેજ કેટલો થાય? (${R_2} > x > {R_1}$)
    View Solution
  • 9
    $t = 0$ સમયે જ્યારે કળને દબાવવામાં આવે છે ત્યારે આપેલા પરિપંથમાં $AB$ અવરોધમાંના $'i'$ વિદ્યુતપ્રવાહ માટે નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે ?
    View Solution
  • 10
    બે ગોળાકાર તકતીઓને $5$ $mm $ અંતરે રાખી તેમની વચ્ચે $2.2$ ડાયઇલેકિટ્રક અચળાંક ધરાવતો અવાહક મૂકો.એક સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરર્સ બનાવવામાં આવે છે.જયારે અવાહકનું વિદ્યુતક્ષેત્ર $3 \times 10^4$ $ Vm^{-1}$ હોય,ત્યારે ધન પ્લેટ (તકતી) ની વિદ્યુતભાર ઘનતા લગભગ _______ હશે.
    View Solution