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JEE Mains · Physics · STD 12 - स्थिरवैद्युत विभव तथा धारिता
  • JEE Mains 2022
  • कठिन
  • संख्यात्मक

एक समान्तर पट्ट संधारित्र जिसकी प्लेट का क्षेत्रफल \(A\) तथा प्लेटो के बीच दूरी \(d =2\,m\) है, की धारिता \(4\,\mu\,F\) है। यदि उनके मध्य आधे स्थान को चित्रानुसार \(K =3\) परावैधुतांक वाले परावैधुत पदार्थ से भर दिया जाये तो निकाय की नई धारिता \(..........\mu\,F\)  होगी।

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सही उत्तर

(C) \(6\)

चरण-दर-चरण हल

विस्तृत व्याख्या

\(C _{\text {original }}=\frac{ A \varepsilon_{0}}{ d }\)

\(C _{1}=\frac{ A \varepsilon_{0}}{ d / 2}=\frac{2 A \varepsilon_{0}}{ d }= C\)

\(C _{2}=\frac{ KA \varepsilon_{0}}{ d / 2}=\frac{2 KA \varepsilon_{0}}{ d }=\frac{6 A \varepsilon_{0}}{ d }=3 C\)

\(C_{1}\) and \(C_{2}\) are in series

\(C _{\text {new }}=\frac{ C _{1} C _{2}}{ C _{1}+ C _{2}}=\frac{ C \times 3 C }{ C +3 C }=\frac{3 C }{4}\)

\(=\frac{3}{4} \times \frac{2 A \varepsilon_{0}}{d}=\frac{3}{2} \times \frac{A \varepsilon_{0}}{d}\)

\(C _{\text {new }}=\frac{3}{2} C _{\text {original }}\)

\(=\frac{3}{2} \times 4=6\, \mu\, F\)

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