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संधारित्र C और C/2 के दो संधारित्रों को चित्र के अनुसार V-वोल्ट की बैटरी से जोड़ा गया है। दोनों संधारित्रों को पूर्ण आवेशित करने में किया गया कार्य होगा

Physics

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Answer

(c) 34CV2\text{(c) } \frac{3}{4}CV^2

Step-by-step solution

4 steps
  1. संधारित्रों का संयोजन पहचानें।

    दिए गए चित्र के अनुसार, दोनों संधारित्र समानांतर क्रम में जुड़े हुए हैं।
    पहले संधारित्र की धारिता C1=CC_1 = C है।
    दूसरे संधारित्र की धारिता C2=C2C_2 = \frac{C}{2} है।
    बैटरी का वोल्टेज VV है।

  2. समतुल्य धारिता ज्ञात करें।

    समानांतर क्रम में जुड़े संधारित्रों की समतुल्य धारिता (CeqC_{eq}) उनकी व्यक्तिगत धारिताओं का योग होती है:

    Ceq=C1+C2C_{eq} = C_1 + C_2 Ceq=C+C2C_{eq} = C + \frac{C}{2} Ceq=2C+C2C_{eq} = \frac{2C + C}{2} Ceq=3C2C_{eq} = \frac{3C}{2}
  3. पूर्ण आवेशित करने में किया गया कार्य ज्ञात करें।

    किसी संधारित्र को पूर्ण आवेशित करने में किया गया कार्य (या उसमें संचित ऊर्जा) का सूत्र है:

    W=12CeqV2W = \frac{1}{2} C_{eq} V^2

    यहां CeqC_{eq} कुल समतुल्य धारिता है और VV बैटरी का वोल्टेज है।

  4. मानों को सूत्र में प्रतिस्थापित करें।

    CeqC_{eq} के मान को सूत्र में रखने पर:

    W=12(3C2)V2W = \frac{1}{2} \left(\frac{3C}{2}\right) V^2 W=34CV2W = \frac{3}{4} C V^2

    अतः, दोनों संधारित्रों को पूर्ण आवेशित करने में किया गया कार्य 34CV2\frac{3}{4}CV^2 होगा।

    यह विकल्प (c) से मेल खाता है।

    The final answer is (c) 34CV2\text{(c) } \frac{3}{4}CV^2.

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