એક હવા ભરેલું $1\,pF$ નું સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર છે. જ્યારે પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર બમણું કરવામાં આવે છે અને તે જગ્યા મીણ (wax) થી ભરવામાં આવે છે,ત્યારે કેપેસીટન્સ વધીને $2\,pF$ થાય છે. મીણનો ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક કેટલો હશે?

સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર $d$ છે અને દરેક પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $A$ છે. જ્યારે $t$ જાડાઈ અને $K$ ડાઈ-ઈલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતો સ્લેબ પ્લેટોની વચ્ચે મૂકવામાં આવે,ત્યારે તેની કેપેસિટન્સ કેટલી થાય?

બે પ્લેટો વડે સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર રચેલ છે. દરેક પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $100 \ cm^2$ છે અને તે $1 \ mm$ ના અંતરે અલગ કરેલી છે. $5.0$ ડાઈ-ઈલેક્ટ્રિક અચળાંક અને $1.9 \times 10^7 \ V/m$ ડાઈ-ઈલેક્ટ્રિક સ્ટ્રેન્થ ધરાવતું ડાઈ-ઈલેક્ટ્રિક પ્લેટોની વચ્ચે ભરવામાં આવે છે. ડાઈ-ઈલેક્ટ્રિક બ્રેકડાઉન કર્યા સિવાય કેપેસિટર પર સંગ્રહ કરી શકાતો મહત્તમ વિદ્યુતભાર શોધો.

એક કેપેસિટર બેટરી સાથે જોડાયેલ હોય ત્યારે $60 \ \mu C$ વિદ્યુતભાર સંગ્રહિત કરે છે. જ્યારે પ્લેટો વચ્ચેની જગ્યામાં ડાયઇલેક્ટ્રિક ભરવામાં આવે છે,ત્યારે બેટરીમાંથી $120 \ \mu C$ વિદ્યુતભાર વહે છે. જો કેપેસિટરનું પ્રારંભિક કેપેસિટન્સ $2 \ \mu F$ હોય,તો ડાયઇલેક્ટ્રિક દાખલ કરવામાં આવે ત્યારે ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા ... $\mu J$ છે.

$10 \text{ cm}^2$ પ્લેટ ક્ષેત્રફળ અને $3 \text{ mm}$ પ્લેટ અંતર ધરાવતા સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરને $12 \text{ V}$ ના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવત સુધી ચાર્જ કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ બેટરી દૂર કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ $3$ ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતી સ્લેબને પ્લેટોની વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે. સ્લેબને દાખલ કરવાની પ્રક્રિયામાં સિસ્ટમ પર થયેલ કાર્ય $\alpha \varepsilon_0$ છે. $\alpha$ નું મૂલ્ય શોધો ($\varepsilon_0$ ને મુક્ત અવકાશની પરમિટિવિટી તરીકે લો).

પ્લેટો વચ્ચે હવાના માધ્યમ ધરાવતા સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરનું કેપેસિટન્સ $10 \mu F$ છે. કેપેસિટરના ક્ષેત્રફળને બે સમાન ભાગોમાં વહેંચવામાં આવે છે અને તેમાં $K_1=2$ અને $K_2=4$ ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા બે માધ્યમો ભરવામાં આવે છે (આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ). તો આ સિસ્ટમનું કેપેસિટન્સ કેટલું થશે ($\mu F$ માં)?