एक समांतर प्लेट संधारित्र की प्रत्येक प्लेट का क्षेत्रफल $90 \,cm^{2}$ है और वे $2.5 \,mm$ की दूरी पर स्थित हैं। संधारित्र को $400 \,V$ की आपूर्ति से जोड़कर आवेशित किया जाता है।
$(a)$ संधारित्र द्वारा कितनी स्थिर-विद्युत ऊर्जा संचित की जाती है?
$(b)$ इस ऊर्जा को प्लेटों के बीच स्थिर-विद्युत क्षेत्र में संचित मानिए और प्रति इकाई आयतन ऊर्जा $u$ प्राप्त कीजिए। अतः $u$ और प्लेटों के बीच विद्युत क्षेत्र $E$ के परिमाण के बीच संबंध स्थापित कीजिए।

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) दिया गया है:
प्लेट का क्षेत्रफल $A = 90 \,cm^{2} = 90 \times 10^{-4} \,m^{2}$
प्लेटों के बीच की दूरी $d = 2.5 \,mm = 2.5 \times 10^{-3} \,m$
विभवांतर $V = 400 \,V$
निर्वात की विद्युतशीलता $\epsilon_{0} = 8.85 \times 10^{-12} \,C^{2} \,N^{-1} \,m^{-2}$
$(a)$ धारिता $C = \frac{\epsilon_{0} A}{d} = \frac{8.85 \times 10^{-12} \times 90 \times 10^{-4}}{2.5 \times 10^{-3}} = 3.186 \times 10^{-11} \,F$
संचित ऊर्जा $U = \frac{1}{2} C V^{2} = \frac{1}{2} \times 3.186 \times 10^{-11} \times (400)^{2} = 2.55 \times 10^{-6} \,J$
$(b)$ संधारित्र का आयतन $V' = A \times d = 90 \times 10^{-4} \times 2.5 \times 10^{-3} = 2.25 \times 10^{-5} \,m^{3}$
प्रति इकाई आयतन ऊर्जा $u = \frac{U}{V'} = \frac{2.55 \times 10^{-6}}{2.25 \times 10^{-5}} = 0.113 \,J \,m^{-3}$
संबंध: $u = \frac{U}{Ad} = \frac{\frac{1}{2} (\frac{\epsilon_{0} A}{d}) V^{2}}{Ad} = \frac{1}{2} \epsilon_{0} (\frac{V}{d})^{2} = \frac{1}{2} \epsilon_{0} E^{2}$

Explore More

Similar Questions

एक आवेशित संधारित्र की ऊर्जा को किस व्यंजक द्वारा दर्शाया जाता है ($q$ = चालक पर आवेश और $C$ = इसकी धारिता)?

यदि $900 \mu F$ धारिता वाले एक संधारित्र को $100 \ V$ तक आवेशित किया जाता है और इसकी कुल ऊर्जा को $100 \mu F$ धारिता वाले संधारित्र में स्थानांतरित किया जाता है, तो इसका विभव क्या होगा ($V$ में)?

एक संधारित्र (capacitor) की धारिता $4 \times 10^{-6} \ F$ है और इसे $100 \ V$ के विभवांतर तक आवेशित किया गया है। इसे पूरी तरह से निरावेशित (discharge) करने के लिए आवश्यक ऊर्जा . . . . . . $J$ है।

एक $5.0 \mu F$ संधारित्र को $800 V$ के विभवांतर तक आवेशित किया जाता है और एक चालक के माध्यम से निरावेशित (discharge) किया जाता है। निरावेशन के दौरान चालक को दी गई ऊर्जा ($J$ में) है:

एक धातु के गोले द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र में संचित ऊर्जा $4.5\, J$ है। यदि गोले पर $4\,\mu C$ आवेश है,तो इसकी त्रिज्या.......$mm$ होगी। [लें: $\frac{1}{4\pi\varepsilon_0} = 9 \times 10^9\, N\cdot m^2/C^2$]

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo