दिए गए विद्युत परिपथ में,यदि स्विच $S$ को बंद कर दिया जाए,तो प्रेरक (inductor) में संचित अधिकतम ऊर्जा कितनी होगी ($J$ में)?

तीन संधारित्र जिनमें से प्रत्येक की धारिता $C = 2\,\mu F$ है,को $30\, V$ के $e.m.f.$ वाली बैटरी से चित्र में दिखाए अनुसार जोड़ा गया है। जब स्विच $S$ को बंद किया जाता है,तो गलत कथन का चयन करें।

कथन $(A)$: एक आवेशित खोखले धातु के गोले के अंदर,$E = 0$ और $V \neq 0$ होता है। ($E$ = विद्युत क्षेत्र,$V$ = विद्युत विभव)।
कथन $(B)$: एक समविभव पृष्ठ पर एक धनात्मक आवेश को ले जाने में किया गया कार्य शून्य होता है।
कथन $(C)$: जब दो समान आवेशों को करीब लाया जाता है,तो उनकी पारस्परिक स्थिर-विद्युत स्थितिज ऊर्जा बढ़ जाएगी।

चित्र में दिखाए गए परिपथ में,$K_1$ खुला है। स्थिर अवस्था में संधारित्र $C$ पर आवेश $q_1$ है। अब कुंजी $K_1$ को बंद कर दिया जाता है और स्थिर अवस्था में $C$ पर आवेश $q_2$ है। आवेशों का अनुपात $q_1/q_2$ है

$C_0$ धारिता वाले एक समांतर प्लेट संधारित्र को $V_0$ विभव तक आवेशित किया जाता है। $(i)$ जब बैटरी को हटा दिया जाता है और प्लेटों के बीच की दूरी को दोगुना कर दिया जाता है,तो संधारित्र में संचित ऊर्जा $E_1$ है। (ii) जब चार्जिंग बैटरी जुड़ी रहती है और संधारित्र की प्लेटों के बीच की दूरी को दोगुना कर दिया जाता है,तो संचित ऊर्जा $E_2$ है। तब,$E_1 / E_2$ का मान क्या है?

चित्र $1$ में दिखाए गए एक सरल $RC$ परिपथ पर विचार करें।
प्रक्रिया $1$: परिपथ में,स्विच $S$ को $t=0$ पर बंद किया जाता है और संधारित्र $V_0$ वोल्टेज तक पूरी तरह से चार्ज हो जाता है (अर्थात,चार्जिंग $T \gg RC$ समय तक जारी रहती है)। इस प्रक्रिया में,प्रतिरोध $R$ के पार कुछ ऊर्जा का क्षय $(E_D)$ होता है। पूरी तरह से चार्ज संधारित्र में अंततः संग्रहीत ऊर्जा $E_C$ है।
प्रक्रिया $2$: एक अलग प्रक्रिया में,वोल्टेज को पहले $V_0/3$ पर सेट किया जाता है और $T \gg RC$ चार्जिंग समय के लिए बनाए रखा जाता है। फिर संधारित्र को डिस्चार्ज किए बिना वोल्टेज को $2V_0/3$ तक बढ़ाया जाता है और फिर से $T \gg RC$ समय के लिए बनाए रखा जाता है। इस प्रक्रिया को वोल्टेज को $V_0$ तक बढ़ाकर एक बार फिर दोहराया जाता है और संधारित्र समान अंतिम वोल्टेज $V_0$ तक चार्ज हो जाता है।
ये दो प्रक्रियाएं चित्र $2$ में दर्शाई गई हैं।
$(1)$ प्रक्रिया $1$ में,संधारित्र में संग्रहीत ऊर्जा $E_C$ और प्रतिरोध के पार क्षयित ऊष्मा $E_D$ के बीच संबंध है:
$[A]$ $E_C = E_D$
$[B]$ $E_C = E_D \ln 2$
$[C]$ $E_C = \frac{1}{2} E_D$
$[D]$ $E_C = 2 E_D$
$(2)$ प्रक्रिया $2$ में,प्रतिरोध के पार क्षयित कुल ऊर्जा $E_D$ है:
$[A]$ $E_D = \frac{1}{2} CV_0^2$
$[B]$ $E_D = 3 \left( \frac{1}{2} CV_0^2 \right)$
$[C]$ $E_D = \frac{1}{3} \left( \frac{1}{2} CV_0^2 \right)$
$[D]$ $E_D = 3 CV_0^2$
$(1)$ और $(2)$ के लिए सही उत्तर चुनें।