चित्र में $10\, V$ की बैटरी से जुड़े चार संधारित्रों की एक प्रणाली दिखाई गई है। जब स्विच $S$ को बंद किया जाता है,तो उससे प्रवाहित होने वाला आवेश कितना होगा?

  • A
    $5\, \mu C$,$b$ से $a$ की ओर
  • B
    $20\, \mu C$,$a$ से $b$ की ओर
  • C
    शून्य
  • D
    $5\, \mu C$,$a$ से $b$ की ओर

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$N$ छोटी बूंदों में से प्रत्येक की त्रिज्या $r$ है और उन्हें $V$ विभव तक आवेशित किया गया है। यदि ये बूंदें मिलकर एक बड़ी बूंद बनाती हैं,तो बड़ी बूंद का विभव क्या होगा?

दिए गए निकाय की कुल स्थिरवैद्युत स्थितिज ऊर्जा $J$ में कितनी होगी? (दिया है: $\frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}} = 9 \times {10^9} \ N \cdot m^2/C^2$)

दी गई आकृति में,तीन संधारित्र $C_1, C_2$ और $C_3$ को एक बैटरी से जोड़ा गया है। प्रतीकों के सामान्य अर्थ मानते हुए,सही स्थितियाँ हैं:

$R$ त्रिज्या का एक धातु का गोला,$2R$ आंतरिक त्रिज्या और $3R$ बाहरी त्रिज्या वाले एक खोखले धातु के गोले के अंदर संकेंद्रित रूप से रखा गया है। गोले को $+2Q$ आवेश दिया जाता है और खोखले गोले को कुल $-Q$ आवेश दिया जाता है। इस निकाय की स्थिर-वैद्युत स्थितिज ऊर्जा 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।

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