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Class 12
PHYSICS
श्रेणीक्रम में जुड़े 4muF और 6muF के दो स...

श्रेणीक्रम में जुड़े `4muF` और `6muF` के दो संधारित्र, `10kOmega` के प्रतिरोध द्वारा 18V की बैटरी से जोड़े जाते हैं जिसका आन्तरिक प्रतिरोध नगण्य है। लगभग 10s के बाद बैटरी अलग कर दी जाती है और संधारित्रों का प्रतिरोध द्वारा विसर्जन होने दिया जाता है। हर संधारित्र के सिरों पर 48 ms के बाद वोल्टता निकालें।

लिखित उत्तर

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हमें पता है कि
`C_(1)=4muF=4xx10^(-6)F` और `C_(2)=6muF=6xx10^(-6)F`
परिपथ में कुल धारिता
`C=(C_(1)C_(2))/(C_(1)+C_(2))=(4xx6)/(4+6)muF=2.4xx10^(-6)F`
परिपथ में प्रतिरोध `R=10kOmega=10xx10^(3)Omega=10^(4)Omega`
परिपथ का धरिता कालांक
`tau=CR=(2.4xx10^(-6))10^(4)s=2.4xx10^(-2)s`
बैटरी वोल्टता अर्थात परिपथ के सिरों पर वोल्टता `V=18V`
संधारित्रों पर अधिकतम आवेश `Q_(0)=CV`
`=(2.4xx10^(-6))18C=43.2xx10^(-6)C=43.2muC`
जितना समय संधारित्रों का विसर्जन होने दिया जाता है, `t =10s`
आवेशन के दौरान `Q=Q_(0)(1-e^(-t//tau))`
क्योंकि `(t)/(tau)=(10s)/(24xx10^(-2)s)=417`, इसलिए `e^(-t//tau)~~0`
इस प्रकार `Q=Q_(0)`
स्पष्ट है कि 10s के बाद संधारित्र, `Q_(0)(=43.2muC)` तक पूरी तरह आवेशित हो जाते हैं।
विसर्जन के दौरान `Q=Q_(0)e^(-t//tau)`
क्योंकि `t=48ms=48xx10^(-3)s`, इसलिए
`(t)/(tau)=(48xx10^(-3)s)/(2.4xx10^(-2)s)=2`
इस प्रकार `Q=Q_(0)e^(-2)=(Q_(0))/(e^(2))`
संधारित्र `C_(1)` के सिरों पर वोल्टता
`V_(1)=(Q)/(C_(1))=(Q_(0))/(e^(2)C_(1))=(43.2xx10^(-6)C)/((2.718)^(2)(4xx10^(-6)F))=14.6V`
संधारित्र `C_(2)` के सिरों पर वोल्टता
`V_(2)=(Q)/(C_(2))=(Q_(0))/(e^(2)C_(2))=(43.2xx10^(-6)(C ))/((2.718)^(2)(6xx10^(-6)F))=0.97V`
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