जब धारिता C वाले एक संधारित्र को ϵ0 विद्युत वाहक बल की बैटरी द्वारा प्रतिरोध R के माध्यम से आवेशित किया जाता है, तो संधारित्र पर आवेश समय के साथ किस संबंध के अनुसार बदलता है? (यहाँ Q संधारित्र पर अधिकतम आवेश है):

  1. \(q(t)=Q [1-e^{-t/RC}]\)
  2. \(q(t)=Q\ e^{t/RC}\)
  3. \(q(t)=Q\ e^{-t/RC}\)
  4. \(q(t)=Q[e^{t/RC}-1]\)

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : \(q(t)=Q [1-e^{-t/RC}]\)

Detailed Solution

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अवधारणा:

संधारित्र:

  • संधारित्र एक ऐसा उपकरण है, जिसमें विद्युत ऊर्जा संग्रहीत की जा सकती है। 
    • एक संधारित्र में दो चालक प्लेटें समानांतर जुड़ी होती हैं एक दूसरे से और समान परिमाण और विपरीत चिह्न वाले आवेश वहन करते हैं और एक परावैद्युत माध्यम द्वारा पृथक किए जाते हैं।
    • दो प्लेटों के बीच की जगह या तो निर्वात हो सकती है या एक विद्युतरोधी जैसे कांच, कागज, वायु या अर्धचालक जिसे परावैद्युत हुआ कहा जाता है।

धारिता:

  • संधारित्र पर आवेश (Q) प्लेटों के बीच विभवांतर (V) के अनुक्रमानुपाती होता है,

​⇒ Q ∝ V

⇒ Q = CV

जहाँ C = धारिता

व्याख्या:

  • जब धारिता C वाले एक संधारित्र को ϵ0 विद्युत वाहक बल की बैटरी द्वारा प्रतिरोध R के माध्यम से आवेशित किया जाता है, तो संधारित्र पर आवेश समय के साथ इस प्रकार बदलता है,

\(\Rightarrow q(t)=Q [1-e^{-t/RC}]\)

जहाँ Q = संधारित्र पर अधिकतम आवेश

  • अतः विकल्प 1 सही है।

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