એક ગોલીય કેપેસિટર પાસે $12 \;cm$ ત્રિજ્યાનો આંતરિક ગોળો અને $13 \;cm$ ત્રિજ્યાનો બાહ્ય ગોળો છે. બાહ્ય ગોળાને અર્થિંગ કરેલ છે અને આંતરિક ગોળાને $2.5 \;\mu C$ નો વિદ્યુતભાર આપવામાં આવે છે. સમકેન્દ્રી ગોળાઓ વચ્ચેની જગ્યા $32$ ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા પ્રવાહીથી ભરેલી છે.
$(a)$ કેપેસિટરનું કેપેસિટન્સ શોધો.
$(b)$ આંતરિક ગોળાનું સ્થિતિમાન કેટલું હશે?
$(c)$ આ કેપેસિટરના કેપેસિટન્સની સરખામણી $12 \;cm$ ત્રિજ્યાના અલગ કરેલા ગોળા સાથે કરો. સમજાવો કે બાદનું કેપેસિટન્સ ઘણું ઓછું શા માટે છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) આપેલ છે:
આંતરિક ગોળાની ત્રિજ્યા,$r_1 = 12 \;cm = 0.12 \;m$
બાહ્ય ગોળાની ત્રિજ્યા,$r_2 = 13 \;cm = 0.13 \;m$
આંતરિક ગોળા પરનો વિદ્યુતભાર,$q = 2.5 \;\mu C = 2.5 \times 10^{-6} \;C$
ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક,$K = 32$
$(a)$ ગોલીય કેપેસિટરનું કેપેસિટન્સ $C$ નીચે મુજબ મળે છે:
$C = \frac{4 \pi \epsilon_0 K r_1 r_2}{r_2 - r_1}$
$\frac{1}{4 \pi \epsilon_0} = 9 \times 10^9 \;N \;m^2 \;C^{-2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$C = \frac{32 \times 0.12 \times 0.13}{9 \times 10^9 \times (0.13 - 0.12)} = \frac{0.4992}{9 \times 10^7} \approx 5.55 \times 10^{-9} \;F$
$(b)$ આંતરિક ગોળાનું સ્થિતિમાન $V$:
$V = \frac{q}{C} = \frac{2.5 \times 10^{-6}}{5.55 \times 10^{-9}} \approx 450 \;V = 4.5 \times 10^2 \;V$
$(c)$ $r = 0.12 \;m$ ત્રિજ્યાના અલગ કરેલા ગોળાનું કેપેસિટન્સ:
$C' = 4 \pi \epsilon_0 r = \frac{0.12}{9 \times 10^9} \approx 1.33 \times 10^{-11} \;F$
ગોલીય કેપેસિટરનું કેપેસિટન્સ ઘણું વધારે છે કારણ કે અર્થિંગ કરેલ બાહ્ય ગોળો સમાન વિદ્યુતભાર માટે આંતરિક ગોળાના સ્થિતિમાનમાં ઘટાડો કરે છે,જેનાથી કેપેસિટન્સ વધે છે $(C = q/V)$.

Explore More

Similar Questions

$3 \mu F$ અને $2 \mu F$ ની કેપેસીટન્સ ધરાવતા બે ગોળાકાર વાહકોને સમાન પોટેન્શિયલ પર ચાર્જ કરવામાં આવે છે,જેની ત્રિજ્યા અનુક્રમે $3 \ cm$ અને $2 \ cm$ છે. જો $\sigma_1$ અને $\sigma_2$ એ સંબંધિત વાહકો પરની પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા દર્શાવતા હોય,તો $\frac{\sigma_1}{\sigma_2}$ શું થશે?

$C$ કેપેસિટન્સ ધરાવતા કેપેસિટરને $V$ પોટેન્શિયલ સુધી ચાર્જ કરવામાં આવે છે. કેપેસિટરની ધન પ્લેટને આવરી લેતી બંધ સપાટીમાંથી પસાર થતું વિદ્યુત ફ્લક્સ $......$ છે.

એક ગોલીય કેપેસિટરમાં બહારના ગોળાની ત્રિજ્યા $R$ છે. બહારના અને અંદરના ગોળાની ત્રિજ્યાઓનો તફાવત $x$ છે. તેની કેપેસિટન્સ કોના પ્રમાણમાં છે?

Difficult
View Solution

$NTP$ પર હવાની ડાયઇલેક્ટ્રિક સ્ટ્રેન્થ $3 \times 10^6 \, V/m$ છે. $3 \, m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોળાકાર વાહકને આપી શકાતો મહત્તમ વિદ્યુતભાર કેટલો છે?

જો એક ગોલીય વાહકની કેપેસીટન્સ $1 \text{ picofarad}$ હોય,તો તેનો વ્યાસ કેટલો હશે?

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