સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરના કેપેસિટન્સ પર ડાયઇલેક્ટ્રિકની અસર સમજાવો અને ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંકનું સૂત્ર મેળવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે $A$ ક્ષેત્રફળ ધરાવતી બે મોટી પ્લેટો $d$ અંતરે રહેલી છે. પ્લેટો પરનો વિદ્યુતભાર $\pm Q$ છે,જે પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\pm \sigma$ ને અનુરૂપ છે.
જ્યારે પ્લેટો વચ્ચે શૂન્યાવકાશ હોય ત્યારે:
$E_{0} = \frac{\sigma}{\epsilon_{0}}$
સ્થિતિમાનનો તફાવત $V_{0}$ નીચે મુજબ છે:
$V_{0} = E_{0} d$
જો $C_{0}$ એ કેપેસિટન્સ હોય તો:
$C_{0} = \frac{Q}{V_{0}} = \frac{\sigma A}{E_{0} d} = \frac{\epsilon_{0} A}{d} \quad \dots(1)$
જ્યારે પ્લેટો વચ્ચે ડાયઇલેક્ટ્રિક મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે બાહ્ય ક્ષેત્ર દ્વારા ધ્રુવીભૂત થાય છે,જેનાથી પ્રેરિત પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\pm \sigma_{P}$ ઉદભવે છે.
પ્લેટો વચ્ચેનું પરિણામી વિદ્યુતક્ષેત્ર:
$E = E_{0} - E_{P} = \frac{\sigma - \sigma_{P}}{\epsilon_{0}}$
નવો સ્થિતિમાનનો તફાવત:
$V = E d = \frac{(\sigma - \sigma_{P}) d}{\epsilon_{0}}$
રેખીય ડાયઇલેક્ટ્રિક માટે,આપણે ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક $K$ ને એવી રીતે વ્યાખ્યાયિત કરીએ છીએ કે પરિણામી ક્ષેત્ર $K$ ના અવયવથી ઘટે છે:
$E = \frac{E_{0}}{K} \implies \sigma - \sigma_{P} = \frac{\sigma}{K}$
આ કિંમત સ્થિતિમાનના સમીકરણમાં મૂકતા:
$V = \frac{\sigma d}{\epsilon_{0} K} = \frac{Q d}{A \epsilon_{0} K}$
નવું કેપેસિટન્સ $C$:
$C = \frac{Q}{V} = \frac{A \epsilon_{0} K}{d} = K C_{0}$
આમ,ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક $K$ ને $K = \frac{C}{C_{0}}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

Explore More

Similar Questions

સમાન કેપેસિટન્સ $C$ ધરાવતા બે સમાંતર પ્લેટ એર કેપેસિટરને $E$ જેટલા e.m.f. ધરાવતી બેટરી સાથે સમાંતરમાં જોડવામાં આવે છે. ત્યારબાદ,એક કેપેસિટરને $K$ ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા ડાયઇલેક્ટ્રિક પદાર્થથી સંપૂર્ણપણે ભરવામાં આવે છે. સમાંતર જોડાણના અસરકારક કેપેસિટન્સમાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે?

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ એક સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરમાં ત્રણ અલગ-અલગ ડાયઇલેક્ટ્રિક ભરવામાં આવ્યા છે. જો આ કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચે કોઈ એક પદાર્થ સંપૂર્ણપણે ભરવામાં આવે,તો સમાન કેપેસિટન્સ મેળવવા માટે તે પદાર્થનો ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક કેટલો હોવો જોઈએ?

Difficult
View Solution

$C$ કેપેસીટન્સ ધરાવતા સમાંતર પ્લેટ કેપેસીટરમાં $A$ ક્ષેત્રફળ ધરાવતી બે પ્લેટો વચ્ચે $d$ અંતર છે. પ્લેટો વચ્ચેનો વિસ્તાર $N$ ડાયલેક્ટ્રિક સ્તરોથી ભરેલો છે,જે પ્લેટોને સમાંતર છે,દરેકની જાડાઈ $\delta = \frac{d}{N}$ છે. $m^{\text{th}}$ સ્તરનો ડાયલેક્ટ્રિક અચળાંક $K_m = K(1 + \frac{m}{N})$ છે. ખૂબ મોટા $N (> 10^3)$ માટે,કેપેસીટન્સ $C = \alpha \left( \frac{K \varepsilon_0 A}{d \ln 2} \right)$ છે. $\alpha$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે?
[$\varepsilon_0$ એ શૂન્યાવકાશની પરમિટિવિટી છે]

બે સમાન સમાંતર પ્લેટ એર કેપેસિટરને $V$ e.m.f. ધરાવતી બેટરી સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે. જો એક કેપેસિટરને $K$ ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં મૂકવામાં આવે,તો બીજા કેપેસિટર પરનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત કેટલો થશે?

એક સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર $l$ લંબાઈ અને $w$ પહોળાઈ ધરાવતી બે પ્લેટોનું બનેલું છે,જે $d$ અંતરે અલગ થયેલ છે. પ્લેટોની વચ્ચે બરાબર બંધ બેસતો એક ડાયલેક્ટ્રિક સ્લેબ (ડાયલેક્ટ્રિક અચળાંક $K$) પ્લેટોની ધાર પાસે રાખવામાં આવ્યો છે. તે $F = -\frac{\partial U}{\partial x}$ બળ દ્વારા કેપેસિટરમાં ખેંચાય છે,જ્યાં $U$ એ કેપેસિટરની ઉર્જા છે જ્યારે ડાયલેક્ટ્રિક $x$ અંતર સુધી કેપેસિટરની અંદર હોય (આકૃતિ જુઓ). જો કેપેસિટર પરનો વિદ્યુતભાર $Q$ હોય,તો જ્યારે ડાયલેક્ટ્રિક ધારની નજીક હોય ત્યારે તેના પર લાગતું બળ કેટલું 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