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

கொள்ளளவிகளில் சேமிக்கப்படும் மொத்த ஏற்றம்

சுற்றில் காட்டப்பட்டுள்ள ஒவ்வொரு கொள்ளளவியினதும் பெறுமானம் 1 μF1\ \mu\text{F} ஆகும். கொள்ளளவிகள் முழுமையாக ஏற்றப்படும்போது கொள்ளளவிகளில் தேக்கி வைக்கப்படும் மொத்த ஏற்றம்

  1. (1) 2 μC
  2. (2) 4 μC
  3. (3) 5 μC
  4. (4) 8 μC
  5. (5) 10 μC
Answer and explanation

Answer: (3) 5 μC

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: கொள்ளளவிகள் முழுமையாக ஏற்றப்பட்ட பின் மூன்று கொள்ளளவிகளிலுமுள்ள மொத்த ஏற்றம்.

Q=Σ C ΔVQ = \Sigma\,C\,\Delta V

தரப்பட்ட தகவல்கள்

ஒவ்வொரு கொள்ளளவியும் 1 μF1\ \mu\text{F}. கலம் 10 V தருகிறது.

கலத்துக்குக் குறுக்கே மூன்று கிளைகள் உள்ளன.

இடக் கிளையிலும் நடுக் கிளையிலும் சமமான ஐந்து RR உள்ளன.

வலக் கிளையில் சமமான இரண்டு RR உள்ளன.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

கொள்ளளவியொன்றின் "கொள்ளளவு" என்பது அக்கொள்ளளவியினால் ஏற்றங்களைச் சேமித்து வைத்திருக்கும் ஆற்றல் தொடர்பான ஓர் அளவீடாகும்.

தரப்பட்ட யாதேனும் பெய்ப்பு வோல்ற்றளவின் யாதேனும் பின்னத்தை மாத்திரம் வேறொரு வேலைக்காகப் பயன்படுத்த வேண்டிய தேவையேற்படும்போது அதற்காக அழுத்தப் பிரிப்பான் எனும் சுற்று அமைப்பு பயன்படுத்தப்படும்.

காரணம் / கணக்கீடு

கொள்ளளவிகள் முழுமையாக ஏற்றப்பட்ட பின் அவற்றினூடாக மின்னோட்டம் பாய்வதில்லை.

ஆகவே மின்னோட்டம் மூன்று கிளைகளினூடாக மட்டும் பாய்கிறது.

ஒவ்வொரு கிளையும் முழு 10 V இற்குக் குறுக்கே ஓர் அழுத்தப் பிரிப்பான்.

இடக் கிளையும் நடுக் கிளையும் ஒரே மாதிரியானவை.

ஆகவே அவற்றில் ஒரே மட்டத்திலுள்ள புள்ளிகள் ஒரே அழுத்தத்தில் உள்ளன.

கீழ்க் கம்பியின் அழுத்தத்தை 0 V எனக் கொள்வோம்.

ஐந்து RR உள்ள கிளையில் ஒவ்வொரு RR உம் 2 V பெறுகிறது.

ஆகவே கீழே செல்லும்போது புள்ளிகள் 8 V, 6 V, 4 V, 2 V இல் உள்ளன.

வலக் கிளையின் நடுப் புள்ளி 5 V இல் உள்ளது.

நடுக் கொள்ளளவி இடக் கிளையினதும் நடுக் கிளையினதும் 6 V புள்ளிகளை இணைக்கிறது.

அதன் இரு முனைகளும் 6 V இல் உள்ளன. ஆகவே அதில் ஏற்றம் இல்லை.

இடக் கொள்ளளவி இடக் கிளையின் ஒரு RR இற்குக் குறுக்கே உள்ளது. அது 2 V பெறுகிறது.

வலக் கொள்ளளவி 8 V புள்ளியையும் 5 V புள்ளியையும் இணைக்கிறது. அது 3 V பெறுகிறது.

தேவையான சமன்பாடுகள்

I=105R⇒IR=2 VI = \frac{10}{5R} \Rightarrow IR = 2\ \text{V}

V=10×R2R=5 VV = 10\times\frac{R}{2R} = 5\ \text{V}

Q=C ΔVQ = C\,\Delta V

22

Q1=1 μF×2 VQ_1 = 1\,\mu F \times 2\ V

00

Q2=1 μF×(6−6)Q_2 = 1\,\mu F\times(6 - 6)

33

Q3=1 μF×(8−5)Q_3 = 1\,\mu F\times(8 - 5)

55

Q=2+0+3Q = 2 + 0 + 3

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

மொத்த ஏற்றம் 5 μC.

அது தெரிவு (3).

சரிபார்ப்பு

C∗(2+0+(8−5))C * (2 + 0 + (8 - 5))

சரிபார்ப்பு: இடக் கிளையும் நடுக் கிளையும் ஒரே மாதிரியானவை.

ஆகவே நடுக் கொள்ளளவியில்

ΔV=0\Delta V = 0

அதில் ஏற்றம் இல்லை.

முடிவு

Q=5 μCQ = 5\ \mu\text{C}

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

விடை தெரிவு (3).

සිංහල · English