એક કેપેસિટર $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી બે વર્તુળાકાર પ્લેટોનું બનેલું છે,જે $d \ll R$ અંતરે અલગ થયેલ છે. કેપેસિટરને અચળ વોલ્ટેજ $V$ સાથે જોડવામાં આવે છે. $r \ll R$ ત્રિજ્યા અને $t \ll r$ જાડાઈ ધરાવતી એક પાતળી વાહક ડિસ્કને નીચેની પ્લેટના કેન્દ્ર પર મૂકવામાં આવે છે. જો ડિસ્કનું દળ $m$ હોય,તો ડિસ્કને ઊંચકવા માટે જરૂરી લઘુત્તમ વોલ્ટેજ શોધો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(D) શરૂઆતમાં,પાતળી વાહક ડિસ્ક નીચેની પ્લેટના કેન્દ્ર પર મૂકવામાં આવે છે. નીચેની પ્લેટ એક સમાન સ્થિતિમાન ધરાવતી સપાટી છે. કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચેનું વિદ્યુતક્ષેત્ર $E = \frac{V}{d}$ છે.
જ્યારે ડિસ્કને નીચેની પ્લેટ પર મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે વિદ્યુતક્ષેત્રને કારણે $q'$ જેટલો વીજભાર મેળવે છે. ગૌસના નિયમ મુજબ,ડિસ્ક પરનો વીજભાર $q' = \epsilon_0 E A$ છે,જ્યાં $A = \pi r^2$ એ ડિસ્કનું ક્ષેત્રફળ છે.
$E = \frac{V}{d}$ મૂકતા,આપણને $q' = \epsilon_0 \left( \frac{V}{d} \right) \pi r^2$ મળે છે.
ડિસ્ક પર ઉપરની દિશામાં લાગતું અપાકર્ષી બળ $F = q' E$ છે.
કિંમતો મૂકતા,$F = \left( \epsilon_0 \frac{V}{d} \pi r^2 \right) \left( \frac{V}{d} \right) = \frac{\epsilon_0 \pi r^2 V^2}{d^2}$.
ડિસ્કને ઊંચકવા માટે,આ અપાકર્ષી બળ ડિસ્કના વજન $(mg)$ જેટલું હોવું જોઈએ:
$\frac{\epsilon_0 \pi r^2 V^2}{d^2} = mg$.
$V$ માટે ઉકેલતા,આપણને $V^2 = \frac{mg d^2}{\pi \epsilon_0 r^2}$ મળે છે.
તેથી,જરૂરી લઘુત્તમ વોલ્ટેજ $V = d \sqrt{\frac{mg}{\pi \epsilon_0 r^2}}$ છે.

Explore More

Similar Questions

$C$ કેપેસીટન્સ ધરાવતા $n$ નાના બુંદો ભેગા થઈને એક મોટું બુંદ બનાવે છે. મોટા બુંદમાં સંગ્રહિત ઊર્જા અને દરેક નાના બુંદમાં સંગ્રહિત ઊર્જાનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?

Difficult
View Solution

નીચે દર્શાવેલ સર્કિટમાં,સ્વીચ $S$ ને લાંબા સમય માટે $P$ સ્થાન પર જોડવામાં આવે છે જેથી કેપેસિટર પરનો ચાર્જ $q_1 \mu C$ થાય છે. પછી $S$ ને $Q$ સ્થાન પર સ્વિચ કરવામાં આવે છે. લાંબા સમય પછી,કેપેસિટર પરનો ચાર્જ $q_2 \mu C$ છે.
$(1)$ $q_1$ નું મૂલ્ય કેટલું છે?
$(2)$ $q_2$ નું મૂલ્ય કેટલું છે?
પ્રશ્ન $(1)$ અને $(2)$ ના જવાબ આપો.

$C$ કેપેસીટન્સ ધરાવતા કેપેસીટરને $V$ વોલ્ટની બેટરી સાથે જોડવામાં આવે છે. હવે,કેપેસીટરની બે પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર અડધું કરવામાં આવે છે અને તેને ફરીથી $V$ વોલ્ટ સુધી વિદ્યુતભારીત કરવામાં આવે છે. બેટરી દ્વારા અપાતી ઉર્જા કેટલી હશે?

ત્રણ કેપેસિટર,દરેકનું કેપેસિટન્સ $C = 2\,\mu F$ છે,તેને $30\, V$ ના $e.m.f.$ ધરાવતી બેટરી સાથે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ જોડવામાં આવ્યા છે. જ્યારે સ્વીચ $S$ બંધ કરવામાં આવે,ત્યારે ખોટું વિધાન પસંદ કરો.

$1 \,g$ દળ અને $10^{-8} \,C$ વીજભાર ધરાવતો એક પદાર્થ $P$ અને $Q$ એમ બે બિંદુઓમાંથી પસાર થાય છે। $P$ અને $Q$ ના વિદ્યુત સ્થિતિમાન અનુક્રમે $600 \,V$ અને $0 \,V$ છે। $Q$ આગળ પદાર્થનો વેગ $20 \,cm/s$ છે। $P$ આગળ તેનો વેગ $m/s$ માં 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