Elektriese energie in kapasitorstroombane – probleme en oplossings
1. Bepaal die elektriese energie in die stroombaan wat in die figuur hieronder getoon word (1 µF = 10⁻⁶ F )
Bekend:
Kapasitor 1 (C1) = 3 µF 
Kapasitor 2 (C2 ) = 1 µF
Kapasitor 3 (C3 ) = 2 µF
Kapasitor 4 (C4 ) = 6 µF
Kapasitor 5 (C5 ) = 4 µF
Elektriese spanning (V) = 5 volt
Gesoek: Elektriese energie in stroombane
oplossing:
Die ekwivalente kapasitor:
Kapasitor 2 en kapasitor 3 is parallel gekoppel . Die ekwivalente kapasitor:
CA = C2 + C3 = 1 + 2 = 3 µF
Kapasitor 1, kapasitor A en kapasitor 4 is in serie gekoppel . Die ekwivalente kapasitor:
1/C B = 1/C 1 + 1/C A + 1/C 4 = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
C B = 6/5 µF
Kapasitor B en kapasitor 5 is parallel gekoppel. Die ekwivalente kapasitor:
C = C B + C 5 = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5.2 µF
C = 5.2 x 10⁻⁶ Farad
Elektriese energie in die stroombaan:
E = ½ CV² = ½ (5.2 x 10⁻⁶ )(5⁻² ) = (2.6 x 10⁻⁶ )(25)
E = 65 x 10-6 Joule
2. Bepaal die elektriese energie in die kapasitorstroombane wat in die figuur hieronder getoon word (1 µF = 10⁻⁶ F )
Bekend:
Kapasitor 1 (C1) = 4 µF 
Kapasitor 2 (C2 ) = 6 µF
Kapasitor 3 (C3 ) = 12 µF
Kapasitor 4 (C4 ) = 2 µF
Kapasitor 5 (C5 ) = 2 µF
Elektriese spanning (V) = 40 volt
Gesoek: Elektriese energie in stroombane
oplossing:
Die ekwivalente kapasitor:
Kapasitor 1, kapasitor 2 en kapasitor 3 is in serie gekoppel. Die ekwivalente kapasitor:
1/C A = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
CA = 12/6 = 2 µF
Kapasitor 4 en kapasitor 5 is in serie gekoppel. Die ekwivalente kapasitor:
1/C B = 1/C 4 + 1/C 5 = 1/2 + 1/2 = 2/2
C B = 2/2 = 1 µF
Kapasitor A en kapasitor B in parallel. Die ekwivalente kapasitor:
C = CA + C B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10⁻⁶ Farad
Elektriese energie in stroombane:
E = ½ CV² = ½ (3 x 10⁻⁶ )(40⁻² ) = (1.5 x 10⁻⁶ )(1600)
E = 2400 x 10⁻⁶ = 2.4 x 10⁻⁶ Joule
3. Bepaal die energie wat in die elektriese stroombaan gestoor word, soos in die figuur hieronder getoon.
Bekend:
Kapasitor 1 (C1) = 4 V 
Kapasitor 2 (C2 ) = 4 F
Kapasitor 3 (C3 ) = 4 F
Kapasitor 4 (C4 ) = 4 F
Kapasitor 5 (C5 ) = 2 F
Elektriese spanning (V) = 12 volt
Gesoek: Elektriese energie in stroombane
oplossing:
Die ekwivalente kapasitor:
Kapasitor 1, kapasitor 2 en kapasitor 3 is parallel gekoppel. Die ekwivalente kapasitor:
CA = C1 + C2 + C3 = 4 + 4 + 4 = 12 F
Kapasitor 4 en kapasitor 5 is parallel gekoppel. Die ekwivalente kapasitor:
C B = C 4 + C 5 = 4 + 2 = 6 F
Kapasitor A en kapasitor B is in serie gekoppel. Die ekwivalente kapasitor:
1/C = 1/C A + 1/C B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Farad
Elektriese energie in stroombane:
E = ½ CV 2 = ½ (4)(12 2 ) = (2)(144)
E = 288 Joule
1. Vraag: Hoe word energie in 'n kapasitor gestoor?
Antwoord: Energie in 'n kapasitor word in die elektriese veld tussen sy plate gestoor. Wanneer 'n spanning oor 'n kapasitor toegepas word, versamel positiewe ladings op een plaat en negatiewe ladings op die teenoorgestelde plaat, wat 'n elektriese veld skep.
2. Vraag: Wat is die formule vir die energie wat in 'n kapasitor gestoor word?
Antwoord: Die energie (U) wat in 'n kapasitor gestoor word, word gegee deur �=12��2 waar C die kapasitansie is en V die spanning oor die kapasitor is.
3. Vraag: Wat gebeur met die energie wat in 'n kapasitor gestoor word wanneer die spanning verdubbel word?
Antwoord: Aangesien die energie eweredig is aan die kwadraat van die spanning (V^2), neem die energie met 'n faktor van vier toe wanneer die spanning verdubbel word.
4. Vraag: Waarom kan 'n gelaaide kondensator gevaarlik wees selfs al is dit van sy spanningsbron ontkoppel?
Antwoord: 'n Gelaaide kapasitor kan sy gestoorde energie behou selfs wanneer dit van sy spanningsbron ontkoppel word. As 'n geleier (of 'n persoon) in aanraking kom met die terminale, kan die gestoorde energie vinnig vrygestel word, wat moontlik skade of skade kan veroorsaak.
5. Vraag: Hoe verander die energie wat in 'n kapasitor gestoor word as die kapasitansie gehalveer word terwyl die spanning konstant bly?
Antwoord: As die kapasitansie gehalveer word en die spanning konstant bly, sal die gestoorde energie ook gehalveer word, aangesien die energie direk eweredig is aan die kapasitansie.
6. Vraag: Watter rol speel die diëlektriese materiaal in 'n kapasitor?
Antwoord: Die diëlektriese materiaal verhoog die kapasitansie van die kapasitor deur die effektiewe elektriese veld tussen die plate te verminder en voorkom ook ladinggeleiding tussen die plate.
7. Vraag: Hoe vergelyk die totale kapasitansie met die individuele kapasitansies in 'n seriekondensatorstroombaan?
Antwoord: In 'n seriekonfigurasie is die inverse van die totale kapasitansie (1/C_totaal) die som van die inverses van die individuele kapasitansies. Dit beteken dat die totale kapasitansie in 'n seriekonfigurasie altyd minder is as die kleinste kapasitansie in die serie.
8. Vraag: Hoe word die totale kapasitansie bereken vir kapasitors wat parallel gekoppel is?
Antwoord: Vir kapasitors in parallel, is die totale kapasitansie die som van die individuele kapasitansies.
9. Vraag: Waarom blokkeer 'n kapasitor gelykstroom (GS), maar laat wisselstroom (WS) deur?
Antwoord: 'n Kapasitor blokkeer GS, want sodra dit volledig gelaai is, kan geen verdere stroom vloei nie. Met WS verander die spanning egter voortdurend, wat veroorsaak dat die kapasitor laai en ontlaai, wat 'n effektiewe stroom toelaat om te vloei.
10. Vraag: Wat gebeur met 'n kapasitor se spanning as dit aan 'n battery gekoppel word en dan ontkoppel word voordat dit volle lading bereik?
Antwoord: Die kapasitor sal die spanning behou wat dit gehad het ten tye van ontkoppeling en sal nie verder laai tensy dit weer aan 'n kragbron gekoppel word nie.
