2018 A/L Physics Past Paper · Question 21 (Sinhala Medium)

Answer: (3) 5 μC

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ: ධාරිත්‍රක සම්පූර්ණයෙන් ම ආරෝපණය වූ පසු ධාරිත්‍රක තුනෙහි ම ඇති මුළු ආරෝපණය.

$$Q = \Sigma\,C\,\Delta V$$

දී ඇති තොරතුරු

සෑම ධාරිත්‍රකයක් ම $1\ \mu\text{F}$ වේ. කෝෂය 10 V දෙයි.

කෝෂය හරහා ශාඛා තුනක් ඇත.

වම් ශාඛාවේ හා මැද ශාඛාවේ සමාන $R$ පහ බැගින් ඇත.

දකුණු ශාඛාවේ සමාන $R$ දෙකක් ඇත.

අදාළ න්‍යාය

ධාරිත්‍රකයක "ධාරණාව" යනු එම ධාරිත්‍රකය මගින් ආරෝපණ ගබඩා කර තබා ගැනීමට ඇති හැකියාව පිළිබඳ මිනුමක් ලෙස හැඳින්විය හැකි ය.

දෙන ලද ප්‍රදාන වෝල්ටීයතාවකින් යම්කිසි භාගයක් පමණක් වෙනත් කාර්යයක් සඳහා උපයෝගී කර ගැනීමට අවශ්‍ය වූ විට ඒ සඳහා "විභව බෙදනය" නම් වූ පරිපථ සැකැස්ම භාවිත කෙරේ.

තර්කය / ගණනය

ධාරිත්‍රක සම්පූර්ණයෙන් ආරෝපණය වූ පසු ඒවා හරහා ධාරාව නොගලයි.

එබැවින් ධාරාව ගලන්නේ ශාඛා තුන හරහා පමණි.

සෑම ශාඛාවක් ම මුළු 10 V හරහා විභව බෙදනයකි.

වම් ශාඛාව හා මැද ශාඛාව එක සමාන ය.

එබැවින් ඒවායේ එකම මට්ටමේ ඇති ලක්ෂ්‍ය එකම විභවයේ ඇත.

පහළ කම්බියේ විභවය 0 V ලෙස ගනිමු.

$R$ පහක් ඇති ශාඛාවක සෑම $R$ එකකට ම 2 V ලැබේ.

එබැවින් පහළට යන විට ලක්ෂ්‍ය 8 V, 6 V, 4 V, 2 V හි ඇත.

දකුණු ශාඛාවේ මැද ලක්ෂ්‍යය 5 V හි ඇත.

මැද ධාරිත්‍රකය වම් ශාඛාවේ හා මැද ශාඛාවේ 6 V ලක්ෂ්‍ය දෙක යා කරයි.

එහි දෙකෙළවර ම 6 V හි ඇත. එබැවින් එහි ආරෝපණයක් නැත.

වම් ධාරිත්‍රකය වම් ශාඛාවේ එක් $R$ එකක් හරහා ඇත. එයට 2 V ලැබේ.

දකුණු ධාරිත්‍රකය 8 V ලක්ෂ්‍යය හා 5 V ලක්ෂ්‍යය යා කරයි. එයට 3 V ලැබේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$I = \frac{10}{5R} \Rightarrow IR = 2\ \text{V}$

$V = 10\times\frac{R}{2R} = 5\ \text{V}$

$Q = C\,\Delta V$

$2$

$Q_1 = 1\,\mu F \times 2\ V$

$0$

$Q_2 = 1\,\mu F\times(6 - 6)$

$3$

$Q_3 = 1\,\mu F\times(8 - 5)$

$5$

$Q = 2 + 0 + 3$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

මුළු ආරෝපණය 5 μC වේ.

එය වරණය (3) යි.

පරීක්ෂා කිරීම

$C * (2 + 0 + (8 - 5))$

පරීක්ෂාව: වම් ශාඛාව හා මැද ශාඛාව එක සමාන ය.

එබැවින් මැද ධාරිත්‍රකයේ

$$\Delta V = 0$$

එහි ආරෝපණයක් නැත.

නිගමනය

$Q = 5\ \mu\text{C}$

$$Q = 2\,\mu\text{C} + 0 + 3\,\mu\text{C} = 5\,\mu\text{C}$$

පිළිතුර වරණය (3) යි.