चित्र में दिखाए गए $LCR$ परिपथ में,ac ड्राइविंग वोल्टेज $V = V_m \sin \omega t$ है।
$(a)$ $q(t)$ के लिए गति का समीकरण लिखिए।
$(b)$ $t = t_0$ पर,वोल्टेज स्रोत को हटा दिया जाता है और $R$ को शॉर्ट-सर्किट कर दिया जाता है। इस क्षण पर $L$ और $C$ प्रत्येक में संचित ऊर्जा लिखिए।
$(c)$ आवेशों की बाद की गति का वर्णन कीजिए।

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(N/A) $LCR$ परिपथ के लिए किरचॉफ का वोल्टेज नियम लागू करने पर:
$L \frac{d^2q}{dt^2} + R \frac{dq}{dt} + \frac{q}{C} = V_m \sin \omega t$
$(b)$ $t = t_0$ पर,धारा $i(t_0) = \frac{dq}{dt}|_{t=t_0}$ है और संधारित्र पर आवेश $q(t_0)$ है।
प्रेरक (inductor) में संचित ऊर्जा $U_L = \frac{1}{2} L [i(t_0)]^2$ है।
संधारित्र (capacitor) में संचित ऊर्जा $U_C = \frac{1}{2} \frac{[q(t_0)]^2}{C}$ है।
$(c)$ $t = t_0$ के बाद,परिपथ $R=0$ के साथ एक $LC$ परिपथ बन जाता है। कुल ऊर्जा $U = U_L + U_C$ संरक्षित रहती है। आवेश $q(t)$ कोणीय आवृत्ति $\omega_0 = \frac{1}{\sqrt{LC}}$ के साथ ज्यावक्रीय (sinusoidal) रूप से दोलन करेगा।

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एक $L-C$ परिपथ की प्राकृतिक आवृत्ति $1,25,000 \text{ cycle/s}$ है। फिर संधारित्र $C$ को $K$ परावैद्युतांक वाले परावैद्युत माध्यम के एक अन्य संधारित्र से बदल दिया जाता है। इस स्थिति में,आवृत्ति $25 \text{ kHz}$ कम हो जाती है। $K$ का मान है

$L-C$ दोलन में,संधारित्र पर अधिकतम आवेश $Q$ है। यदि किसी क्षण पर,परिपथ से जुड़ी विद्युत ऊर्जा और चुंबकीय ऊर्जा समान हैं,तो उस क्षण पर संधारित्र पर आवेश कितना होगा?

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एक $LC$ परिपथ में $20 \; mH$ का प्रेरक और $50 \; \mu F$ का संधारित्र है,जिसका प्रारंभिक आवेश $10 \; mC$ है। परिपथ का प्रतिरोध नगण्य है। मान लीजिए कि परिपथ बंद करने का समय $t=0$ है।
$(a)$ प्रारंभ में संचित कुल ऊर्जा कितनी है? क्या यह $LC$ दोलनों के दौरान संरक्षित रहती है?
$(b)$ परिपथ की प्राकृतिक आवृत्ति क्या है?
$(c)$ किस समय पर संचित ऊर्जा $(i)$ पूर्णतः विद्युत (अर्थात,संधारित्र में संचित) होती है? $(ii)$ पूर्णतः चुंबकीय (अर्थात,प्रेरक में संचित) होती है?
$(d)$ किन समयों पर कुल ऊर्जा प्रेरक और संधारित्र के बीच समान रूप से विभाजित होती है?
$(e)$ यदि परिपथ में एक प्रतिरोधक जोड़ा जाता है,तो अंततः कितनी ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाएगी?

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