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JEE Mains · Physics · STD 12 - विद्युत धारा
  • JEE Mains 2022
  • कठिन
  • संख्यात्मक

समान मात्रा में ऊप्मा ऊर्जा उत्पन्न करने के लिये दो कुण्डलियों को क्रमशः \(20\) मिनट तथा \(60\) मिनट की आवश्यकता होती है। यदि इन्हें समान स्त्रोत से समान्तर क्रम में जोड़ा जाता है तो कुण्डलियों के संयोजन द्वारा ऊप्मा की समान मात्रा उत्पन्न करने में लगा आवश्यक समय (मिनट में) ज्ञात कीजिये।

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सही उत्तर

(B) \(15\)

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विस्तृत व्याख्या

\(\frac{d Q}{d t}=i^{2} R=\frac{V^{2}}{R}\) (we know)

\(\Rightarrow \text { In 't' time , } \Delta Q =\left(\frac{ V ^{2}}{ R }\right) t\)

Given that, (for same source, \(v=\) same)

\(Q _{0}=\frac{ v ^{2}}{ R _{1}} \times 20=\frac{ V ^{2}}{ R _{2}} \times 60 \ldots\) \((i)\)

\(\Rightarrow R _{2}=3 R _{1} \ldots.\) \((ii)\)

If they are connected in parallel then

\(\operatorname{Req}=\frac{ R _{2} R _{1}}{ R _{1}+ R _{2}}=\frac{3 R _{1} \cdot R _{1}}{3 R _{1}+ R _{1}}=\left(\frac{3 R _{1}}{4}\right)\)

To produce same heat, using equation ...\((i)\)

\(Q _{0}=\frac{ V ^{2}}{ R _{1}} \times 20=\frac{ v ^{2}}{\left(\frac{3 R _{1}}{4}\right)} \times t\)

\(t =\frac{3 \times 20}{4}=15 \,min\)

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