यदि ε सतहों और आवरणों की उत्सर्जकता है और n दो सतहों के बीच प्रवेश क्रिया की गई आवरणों की संख्या है, तो समग्र उत्सर्जकता किसके द्वारा दी जाती है?

This question was previously asked in
BPSC Lecturer ME Held on July 2016 (Advt. 35/2014)
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  1. \(\frac{1}{{n \epsilon}}\)
  2. \(\frac{1}{{n\left( {2 - \varepsilon } \right)}}\)
  3. \(\frac{1}{{\left( {n + 1} \right)\left( {2 - \varepsilon } \right)}}\)
  4. \(\frac{\varepsilon }{{\left( {n + 1} \right)\left( {2 - \varepsilon } \right)}}\)

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : \(\frac{\varepsilon }{{\left( {n + 1} \right)\left( {2 - \varepsilon } \right)}}\)

Detailed Solution

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स्पष्टीकरण​:

प्लेटों के बीच रखा गया 1 आवरण नेटवर्क में अतिरिक्त 3 अतिरिक्त प्रतिरोध लाएगा जिनमें से 2 सतह प्रतिरोध हैं और 1 समष्टि प्रतिरोध है।

इसलिए यदि विकिरण आवरणों की संख्या n है, तो n संख्या में आवरणों  के साथ खींचे गए विकिरण नेटवर्क में कुल 2n + 2 सतह प्रतिरोध और n + 1 संख्या में समष्टि प्रतिरोध होंगे।

आवरण के बिना ऊष्मा फ्लक्स का सूत्र जब प्रत्येक सतह की उत्सर्जकता ϵ हो, होता है ,

\({\left( {\frac{q}{A}} \right)_{without\;shield}}= \;\frac{{\sigma \left( {T_1^4 - T_2^4} \right)}}{{{\frac{1}{\epsilon_1}+}\frac{1}{\epsilon_2} - 1}} = \;\frac{{\sigma \left( {T_1^4 - T_2^4} \right)}}{{\frac{2}{\epsilon} - 1}}\)

\({\left( {\frac{q}{A}} \right)_{with\;one\;shield}} = \frac{{\sigma \left( {T_1^4 - T_2^4} \right)}}{{\frac{4}{\epsilon} - 2}} = \frac{1}{2}\;\times\frac{{\sigma \left( {T_1^4 - T_2^4} \right)}}{{\frac{2}{\epsilon} - 1}}\)

यदि प्लेटों के बीच n संख्या में आवरण रखे जाते हैं, तो,

\({\left( {\frac{q}{A}} \right)_{with\;n\;shields}} = \frac{1}{{n + 1}}{\left( {\frac{q}{A}} \right)_{without\;any\;shield}}\)

\({\left( {\frac{q}{A}} \right)_{with\;n\;shields}} = \frac{1}{{n + 1}}\;\frac{{\sigma \left( {T_1^4 - T_2^4} \right)}}{{\frac{2}{\epsilon} - 1}} = \frac{\epsilon}{{\left( {n + 1} \right)\left( {2 - \epsilon} \right)}}\sigma \left( {T_1^4 - T_2^4} \right)\)

उपरोक्त समीकरण से, समतुल्य उत्सर्जकता,

\({\epsilon_{eq}} = \frac{\epsilon}{{\left( {n + 1} \right)\left( {2 - \epsilon} \right)}}\)

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