સમાંતર પ્લેટ કેપેસીટરમાં $A$ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતી બે પ્લેટ $d$ અંતરે છે.જેને ડાઈઇલેક્ટ્રિકથી ભરવામાં આવે છે . જેની પરમિટિવિટી એક પ્લેટ આગળ ${ \varepsilon _1}$ અને બીજી પ્લેટ આગળ ${ \varepsilon _2}$ છે તો આ કેપેસીટરનું કેપેસીટન્સ કેટલું હશે?
  • A${ \varepsilon _0}\left( {{ \varepsilon _1} + { \varepsilon _2}} \right)A/d$
  • B${ \varepsilon _0}\left( {{ \varepsilon _2} + { \varepsilon _1}} \right)A/2d$
  • C${ \varepsilon _0}\,A/\left[ {d\,\ln \left( {{ \varepsilon _2}/{ \varepsilon _1}} \right)} \right]$
  • D${ \varepsilon _0}\left( {{ \varepsilon _2} - { \varepsilon _1}} \right)A/\left[ {d\,\ln \left( {{ \varepsilon _2}/{ \varepsilon _1}} \right)} \right]$
JEE MAIN 2014, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
d
As the permittivity of dielectric varies linearly from \(\varepsilon_{1}\) at one plate to \(\varepsilon_{2}\) at the other, it is governed by equation,

\(k=\left(\frac{\varepsilon_{2}-\varepsilon_{1}}{d}\right) x+\varepsilon_{1}\)

Consider a small element of thickness \(d x\) at a distance \(x\) from plate. Then,

\(d V=\frac{E_{0}}{k} d x \Rightarrow \int_{0}^{V} d V=\int_{0}^{d} \frac{\sigma}{\varepsilon_{0}} \frac{1}{\left(\frac{c_{2}-\varepsilon_{1}}{d}\right) x+\varepsilon_{1}} d x\)

\(V=\frac{d \sigma}{\varepsilon_{0}\left(\varepsilon_{2}-\varepsilon_{1}\right)} \ln \left(\frac{\varepsilon_{2}}{\varepsilon_{1}}\right)\)

\(Q=C V \Rightarrow C=\frac{Q}{V}=\frac{\sigma A}{\frac{d \sigma}{\varepsilon_{0}\left(\varepsilon_{2}-\varepsilon_{1}\right)} \ln \left(\frac{\varepsilon_{2}}{\varepsilon_{1}}\right)}=\frac{\varepsilon_{0}\left(\varepsilon_{2}-\varepsilon_{1}\right) A}{d \ln \left(\frac{\varepsilon_{2}}{\varepsilon_{1}}\right)}\)

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
    આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે કળ $S$ ને સ્થિતિ $A$ થી સ્થિતિ $B$ માં ફેરવ્યા બાદ કેપેસિટર $C$ અને કુલ વિદ્યુત ભાર $Q$ ના પદોમાં આ પરિપથમાં કેટલી ઊર્જાનો વ્યય થશે?
    View Solution
  • 2
    $Millikan's$ ના તેલના ટીપાના પ્રયોગમાં $Q$ વિદ્યુતભારને બે પ્લેટો વચ્ચે $2400\, V$ ના વિદ્યુતસ્થીતીમાનના તફાવત હેઠળ સ્થીર રાખેલ છે બીજા અડધી ત્રિજ્યા ધરાવતા ટીપાંને સ્થીર રાખવા માટે $600\,V$ નો વિદ્યુત સ્થીતીમાનનો જરૂરી છે તો બીજા ટીપા પરનો વિદ્યુતભાર....
    View Solution
  • 3
    આકૃતિ $RC$ પરિપથમાં કેપેસિટરના ડિસ્ચાર્જિંગનો પ્રાયોગિક ગ્રાફ દર્શાવે છે. તો આ પરિપથનો સમય અચળાંક કયા સમયગાળાની વચ્ચે આવેલ છે ?
    View Solution
  • 4
    ત્રણ કેપેસીટર દરેક $C$ કેપેસીટન્સ ધરાવતા તથા $V$ બ્રેક ડાઉન વોલ્ટેજ ધરાવતા કેપેસીટરોને શ્રેણીમાં જોડેલ હોય તો સમતુલ કેપેસીટન્સ તથા બેકડાઉન વોલ્ટેજ શોધો ?
    View Solution
  • 5
    આપેલ તંત્રમાં દરેક પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $A$ અને બે પ્લેટ વચ્ચેનું અંતર $d$ છે,તો પ્લેટ $1$ અને $4$ પર વિદ્યુતભાર કેટલો થશે?
    View Solution
  • 6
    એક સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં $A,B$ અને $C$ ત્રણ બિંદુઓ છે.વિદ્યુતસ્થિતિમાન ......
    View Solution
  • 7
    વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ માં વિદ્યુતક્ષેત્રની દિશામાં $p$ દ્વિ ધ્રુવીય ચાકમાત્રા વાળી ડાઈપોલ $\theta $ ખૂણો ભ્રમણ કરે છે. તે દરમિયાન ડાઈપોલ પર થતું કાર્ય ...... છે.
    View Solution
  • 8
    એક $2500 \,\mu F$ વાળા કેપિસિટરને $12 \,V.d.c.\, 1 \,k\Omega$ ઉદગમ દ્વારા અવરોધમાંથી કરેલ છે. $5$ સેકન્ડ પછી કેપેસિટર વચ્ચેનો વોલ્ટેજ ..... $volt$ છે.
    View Solution
  • 9
    $1$ જેટલો ડાઈઈલેક્ટ્રીક અચળાંક ધરાવતા અવાહકથી બનેલો સાધન ગોળો નિયમિત રીતે ચાર્જ કરવામાં આવ્યો છે. જો અનંત અંતરે સ્થિતિમાન શૂન્ય છે તેમ ધારી લઈએ તો તેની સપાટીએ $V$ સ્થિતિમાન શૂન્ય લઈએ તો તેના કેન્દ્ર પર કેટલો સ્થિતિમાન મળશે?
    View Solution
  • 10
    $5\, km$ પહોળાઈ અને $5\, km$ લંબાઈ ધરાવતો એક વિશાળ જળવાદળ છે. તેનું તળિયું (પાયો અહી દર્શાવ્યા પ્રમાણે પૃથ્વીની સપાટીથી $1\, km$ ઉપર છે. ડાઈ ઈલેકટ્રીક તરીકે હવાના માધ્યમ સાથે પૃથ્વીની સપાટી અને વાદળને સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર હોય તેમ ધારો તો વાદળ અને પૃથ્વી સપાટી સંયોજનનું કેપેસિટન્સ........$\mu F$ માં શોધો.
    View Solution