পদার্থবিজ্ঞান • MIST • মিলিটারি ইনস্টিটিউট অব সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি ভর্তি পরীক্ষা ২০২৪-২০২৫

পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন

13.

What is the amount of energy stored in the capacitor?

উত্তর ও ব্যাখ্যা

AI-তৈরি নমুনা উত্তর

In the steady state, the capacitor is fully charged and draws no direct current, acting as an open circuit.

Let the electric potential at point B be VB=0 VV_B = 0\text{ V} and at point A be VA=12 VV_A = 12\text{ V}.

  1. Current flowing through the path ACB:
    I1=VA−VB3 Ω+9 Ω=12 V12 Ω=1 AI_1 = \frac{V_A - V_B}{3\,\Omega + 9\,\Omega} = \frac{12\text{ V}}{12\,\Omega} = 1\text{ A}

Potential at node C:
VC=VA−I1×3 Ω=12−(1×3)=9 VV_C = V_A - I_1 \times 3\,\Omega = 12 - (1 \times 3) = 9\text{ V}

  1. Current flowing through the path ADB:
    I2=VA−VB4 Ω+2 Ω=12 V6 Ω=2 AI_2 = \frac{V_A - V_B}{4\,\Omega + 2\,\Omega} = \frac{12\text{ V}}{6\,\Omega} = 2\text{ A}

Potential at node D:
VD=VA−I2×4 Ω=12−(2×4)=4 VV_D = V_A - I_2 \times 4\,\Omega = 12 - (2 \times 4) = 4\text{ V}

  1. Potential difference across the capacitor:
    V=∣VC−VD∣=∣9 V−4 V∣=5 VV = |V_C - V_D| = |9\text{ V} - 4\text{ V}| = 5\text{ V}

  2. Amount of energy stored in the capacitor:
    U=12CV2=12×(6×10−6 F)×(5 V)2=75×10−6 J=7.5×10−5 J=75 μJU = \frac{1}{2} C V^2 = \frac{1}{2} \times (6 \times 10^{-6}\text{ F}) \times (5\text{ V})^2 = 75 \times 10^{-6}\text{ J} = 7.5 \times 10^{-5}\text{ J} = 75\,\mu\text{J}

Answer: 75 μJ75\,\mu\text{J} (or 7.5×10−5 J7.5 \times 10^{-5}\text{ J})

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন