क्लास 12 भौतिकी स्थिर वैधुत विभव तथा धारिता electrostatic potential and capacitance

 प्रश्न 1. समान त्रिज्या के दो धात्विक गोलों को, जिनमें से एक ठोस तथा एक खोखला है, समान विभव तक आवेशित किया जाता है। किसमें अधिक आवेश होगा ? कारण दीजिए। Two metallic spheres of equal radius, one solid and the other hollow, are charged to the same potential. Which one will have more charge? Give reasons.

उत्तर-  दोनों में आवेश की मात्रा समान होगी। क्योंकि दोनों गोले की त्रिज्या समान होने के कारण धारिता समान होगी। गोले की धारिता केवल त्रिज्या पर निर्भर करती है, इस बात पर निर्भर नहीं करती कि गोला ठोस है या खोखला   The amount of charge in both will be the same. Because the radius of both the spheres is the same, the capacitance will be the same. The capacitance of a sphere depends only on the radius, it does not depend on whether the sphere is solid or hollow.

 प्रश्न 2. परावैद्युत विद्युतरोधी से किस प्रकार भिन्न है ?   How is a dielectric different from an insulator?

उत्तर - परावैद्युत और विद्युतरोधी दोनों विद्युत आवेश को प्रवाहित नहीं करते। परावैद्युत विद्युत प्रभाव प्रदर्शित करता है अर्थात् विद्युत क्षेत्र में ध्रुवित हो जाता है जबकि विद्युतरोधी किसी प्रकार का विद्युत प्रभाव प्रदर्शित नहीं करता।    Both dielectrics and insulators do not conduct electric charge. Dielectrics show electrostatic effect i.e. they get polarized in an electric field while insulators do not show any kind of electrostatic effect.

 प्रश्न 3. क्या कारण है कि संधारित्र में किसी धातु को परावैद्युत के स्थान में प्रयुक्त नहीं किया जाता ?  What is the reason that no metal is used in place of dielectric in a capacitor?

उत्तर- धातु विद्युत का चालक होता है। यदि इसे परावैद्युत के रूप में प्रयुक्त करें तो विद्युत आवेश का प्रवाह एक प्लेट से दूसरे प्लेट की ओर होने लगेगा। अतः किसी भी प्लेट में आवेश का संचय नहीं होगा तथा दोनों प्लेटों के बीच विभवांतर शून्य हो जायेगा। फलस्वरूप मूल संधारित्र, संधारित्र की तरह कार्य नहीं करेगा।   Metal is a conductor of electricity. If it is used as a dielectric, then the flow of electric charge will start from one plate to the other. Hence, there will be no accumulation of charge in any plate and the potential difference between the two plates will become zero. As a result, the original capacitor will not act as a capacitor.

 प्रश्न 4. समांतर प्लेट संधारित्र की प्लेटों के बीच की दूरी कम क्यों रखी जाती है ?   Why is the distance between the plates of a parallel plate capacitor kept small?

उत्तर- समांतर प्लेट संधारित्र की दोनों प्लेटों के बीच की दूरी कम रखने पर उनके मध्य विद्युत क्षेत्र रेखाएँ एक-दूसरे के समांतर होती हैं। अतः उनके मध्य विद्युत क्षेत्र एकसमान होती है। इसके अतिरिक्त दूरी कम होने पर उसकी धारिता बढ़ जाती है।   If the distance between the two plates of a parallel plate capacitor is kept less, then the electric field lines between them are parallel to each other. Hence, the electric field between them is uniform. Apart from this, its capacitance increases when the distance is less.