مسائل محلولة في الفيزياء الأساسية

1. لدي غازات في وعاء مغلق حجمها الابتدائي V وضغطها P. إذا كان الضغط النهائي 4P مع ثبات الحجم، فما هي نسبة الطاقة الحركية الابتدائية إلى الطاقة الحركية النهائية ؟

معروف :

الضغط الابتدائي (P ₁ ) = P

الضغط النهائي (P ₂ ) = 4P

الحجم الابتدائي (V ₁ ) = V

الحجم النهائي (V ₂ ) = V

المطلوب: نسبة الطاقة الحركية الابتدائية إلى الطاقة الحركية _{النهائية} ( KE1 : KE2 ₎

الحل:

العلاقة بين الضغط (P) والحجم (V) والطاقة الحركية (KE) للغازات المثالية :

نسبة الطاقة الحركية الابتدائية إلى الطاقة الحركية النهائية:

[irp]

2. ما هو متوسط ​​الطاقة الحركية الانتقالية للجزيئات في غاز مثالي عند درجة حرارة 57 ^{درجة مئوية؟}

معروف :

درجة حرارة الغاز (T) = 57 ^درجة مئوية + 273 = 330 كلفن

ثابت بولتزمان ( k) = 1.38 × ^10⁻²³ جول/كلفن

المطلوب: متوسط ​​الطاقة الحركية الانتقالية

الحل:

العلاقة بين الطاقة الحركية (KE) ودرجة حرارة الغاز (T):

متوسط ​​الطاقة الحركية الانتقالية:

[irp]

3. غاز عند درجة حرارة 27 ^درجة مئوية في وعاء مغلق . إذا زادت الطاقة الحركية للغاز بمقدار ضعف الطاقة الحركية الابتدائية، فإن درجة الحرارة النهائية للغاز هي...

معروف :

درجة الحرارة الابتدائية (T1 ₎ = 27 ^درجة مئوية + 273 = 300 كلفن

الطاقة الحركية الابتدائية = KE

الطاقة الحركية النهائية = 4 كيلوجول

المطلوب: درجة الحرارة النهائية ( _T2 )

الحل:

[irp]

4. يوجد غاز مثالي في وعاء مغلق، ويتم تسخينه بحيث تزداد السرعة المتوسطة النهائية لجزيئات الغاز بمقدار ثلاثة أضعاف السرعة المتوسطة الابتدائية. إذا كانت درجة حرارة الغاز الابتدائية 27 ^درجة مئوية، فإن درجة الحرارة النهائية للغاز المثالي هي...

معروف :

درجة الحرارة الابتدائية = 27 ^درجة مئوية + 273 = 300 كلفن

السرعة الابتدائية = v

السرعة النهائية = 2v

المطلوب : درجة الحرارة النهائية للغاز المثالي

الحل:

متوسط ​​السرعة النهائي = 2 × متوسط ​​السرعة الابتدائي

[irp]

٥. يوجد ثلاثة مولات من الغاز في حيز حجمه ٣٦ لترًا. تبلغ الطاقة الحركية لكل جزيء غاز ٥ × ١٠⁻²¹ ^جول . ثابت الغازات العام = ٨٫٣١٥ جول/مول.كلفن، وثابت بولتزمان = ١٫٣٨ × ^١٠⁻²³ جول/كلفن. ما هو ضغط الغاز في الوعاء؟

معروف :

عدد المولات (ن) = 3 مول

^{الحجم = 36 لترًا =} 36 دسم³ ⁼ 36 × ^10⁻³ م³

ثابت بولتزمان (k) = 1.38 × ^10⁻²³ جول/كلفن

الطاقة الحركية (KE) = 5 × ^10⁻²¹ جول

ثابت الغازات العام (R) = 8.315 جول/مول.كلفن

المطلوب : ضغط الغاز (P)

الحل:

احسب درجة الحرارة باستخدام معادلة الطاقة الحركية للغاز.

احسب ضغط الغاز باستخدام معادلة قانون الغاز المثالي (بوحدة عدد المولات، n):

PV = n RT

P (36 x 10 ^-3 ) = (3)(8.315)(241.5)

P (36 × 10⁻³ ⁾ = 6024.22

يبلغ ضغط الغاز 1.67 × 10 ⁵ باسكال أو 1.67 ضغط جوي.

اقراء المزيد

1. لدي غازات في وعاء مغلق حجمها الابتدائي V ودرجة حرارتها T. درجة الحرارة النهائية هي 5/4T والضغط النهائي هو 2P. ما هو الحجم النهائي للغاز؟

معروف :

الحجم الابتدائي (V ₁ ) = V

درجة الحرارة الابتدائية (T ₁ ) = T

درجة الحرارة النهائية (T ₂ ) = 5/4 T

الضغط الابتدائي (P ₁ ) = P

الضغط النهائي (P ₂ ) = 2P

مطلوب: المجلد الأخير (المجلد ₂ )

الحل:

[irp]

2. حدد حجم 2.00 مول من الغازات (الغاز المثالي) عند الظروف القياسية للضغط ودرجة الحرارة.

معروف :

عدد مولات الغاز (n) = 2 مول من الجليد

درجة الحرارة القياسية (T) = 0 ^درجة مئوية = 0 + 273 = 273 كلفن

الضغط القياسي (P) = 1 ضغط جوي = 1.013 × ^10⁵ باسكال

ثابت الغاز العالمي ( R) = 8.315 جول/مول e.Kelvin

المطلوب : حجم الغازات (V)

الحل:

معادلة قانون الغاز المثالي (بعدد المولات، n)

حجم مولين من الغازات هو 44.8 لترًا.

حجم مول واحد من الغازات هو 45.4 لتر / 2 = 22.4 لتر.

حجم مول واحد من أي غاز هو 22.4 لترًا.

[irp]

3. يوجد 4 لترات من غاز الأكسجين في وعاء مغلق، درجة حرارته 27 درجة مئوية وضغطه 2 ضغط جوي (الضغط الجوي الواحد = 10⁵ ^باسكال ). ثابت الغازات العام (R) = 8.314 جول/ مول / ^{كلفن ،} وعدد أفوجادرو ( NA ₎ = 6.02 × ^10²³ جزيء/مول . ما عدد جزيئات غاز الأكسجين في الوعاء؟

معروف :

حجم الغازات (V) = 4 لترات = 4 دسم³ ^{= 4} × ^10⁻³ م³

درجة حرارة الغازات (T) = 27 ^درجة مئوية = 27 + 273 = 300 كلفن

ضغط الغازات (P) = 2 ضغط جوي = 2 × ^10⁵ باسكال

ثابت الغازات العام (R) = 8.314 جول/ ^مول إلكترون / ^كلفن

عدد أفوجادرو (NA ₎ = 6.02 × ^10²³

المطلوب : ما هي جزيئات غاز الأكسجين الموجودة في الحاوية (N)؟

الحل:

في مول واحد من غازات الأكسجين، يوجد 1.93 × 10 ²³ جزيء أكسجين.

[irp]

4. وعاء يحتوي على غاز النيون (Ne، الكتلة الذرية = 20 وحدة كتل ذرية) عند درجة الحرارة والضغط القياسيين (STP ) حجمه 2 متر ^مكعب . احسب كتلة غاز النيون!

معروف :

الكتلة الذرية للنيون = 20 غرام/مول، طاقة الإلكترون = 0,02 كيلوغرام/ مول

درجة الحرارة القياسية (T) = 0 ^درجة مئوية = 273 كلفن

الضغط القياسي (P) = 1 ضغط جوي = 1.013 × ^10⁵ باسكال

الحجم (V) = 2 ^م³

المطلوب : كتلة (م) من غاز النيون

الحل:

في درجة الحرارة والضغط القياسيين (STP)، 1 مولe من أي غازات, يشمل غاز النيون, حجم 22.4 لترs = 22.4 ديسيمتر³ = 0.0448 م³.

يوجد في حجم 2 م ³ ، 44.6 مول من غاز النيون.

الكتلة الذرية النسبية لغاز النيون هي 20 جرام/مول.

هذا يعني أن مولًا واحدًا من غاز النيون يحتوي على 20 غرامًا أو 0.02 كيلوغرام. وبما أن مولًا واحدًا يحتوي على 0.02 كيلوغرام من غاز النيون، فإن 44.6 مولًا تحتوي على 44.6 مول × 0.02 كيلوغرام/مول = 0.892 كيلوغرام = 892 غرامًا من غاز النيون.

اقراء المزيد

1. غازات عادية لها ضغط ابتدائي P ودرجة حرارة T. يخضع الغاز لعملية ثبات الحجم بحيث يصبح الضغط النهائي أربعة أضعاف الضغط الابتدائي. ما هي درجة الحرارة النهائية للغاز؟

معروف :

الضغط الابتدائي (P ₁ ) = P

الضغط النهائي (P ₂ ) = 4P

درجة الحرارة الابتدائية (T ₁ ) = T

المطلوب: درجة الحرارة النهائية ( _T2 )

الحل:

صيغة قانون جاي-لوساك :

تصبح درجة الحرارة النهائية أربعة أضعاف درجة الحرارة الأولية.

[irp]

2. في وعاء مغلق، تكون درجة حرارة الغازات المثالية في البداية 27 ^درجة مئوية. إذا أصبح الضغط النهائي ضعف الضغط الأولي، فما هي درجة الحرارة النهائية؟

معروف :

الضغط الابتدائي (P ₁ ) = P

الضغط النهائي (P ₂ ) = 2P

درجة الحرارة الابتدائية (T1 ₎ = 27 ^درجة مئوية + 273 = 300 كلفن

المطلوب: درجة الحرارة النهائية ( _T2 )

الحل:

[irp]

3. تم نفخ إطار سيارة إلى ضغط قياس يبلغ 2 ضغط جوي عند درجة حرارة 27 درجة مئوية. بعد القيادة، ارتفعت درجة الحرارة داخل الإطار إلى 47 درجة مئوية. ما هو الضغط داخل الإطار الآن؟

معروف :

الضغط الجوي = 1 ضغط جوي = 1 × 10⁵ ^باسكال

ضغط المقياس الابتدائي = 2 ضغط جوي = 2 × ^10⁵ باسكال

الضغط المطلق الابتدائي (P1 ₎ = 1 ضغط جوي + 2 ضغط جوي = 3 ضغط جوي = 3 × ^10⁵ باسكال

درجة الحرارة الابتدائية (T1 ₎ = 27 ^درجة مئوية + 273 = 300 كلفن

درجة الحرارة النهائية (T1 ₎ = 47 ^درجة مئوية + 273 = 320 كلفن

المطلوب: درجة حرارة المقياس النهائية

الحل:

الضغط النهائي المقاس = الضغط المطلق النهائي - الضغط الجوي

ضغط المقياس النهائي = 3.2 ضغط جوي - 1 ضغط جوي

ضغط المقياس النهائي = 2.2 ضغط جوي

اقراء المزيد

1. في وعاء مغلق، يتمدد الغاز بحيث يصبح الحجم النهائي ثلاثة أضعاف الحجم الابتدائي (V = الحجم الابتدائي، T = درجة الحرارة الابتدائية ). ما هي درجة الحرارة النهائية؟

معروف :

الحجم الابتدائي (V ₁ ) = V

الحجم النهائي (V ₂ ) = 3V

درجة الحرارة الابتدائية (T ₁ ) = T

المطلوب: درجة الحرارة النهائية ( _T2 )

الحل:

صيغة قانون شارل :

تصبح درجة الحرارة النهائية للغازات ثلاثة أضعاف درجة الحرارة الأولية.

[irp]

2. لنفترض أن الغازات لها حجم V ودرجة حرارة T في البداية. إذا خضع الغاز لعملية متساوية الضغط بحيث تصبح درجة حرارته ضعف درجة الحرارة الابتدائية، فإن الحجم النهائي للغازات هو...

معروف :

الحجم الابتدائي (V ₁ ) = V

درجة الحرارة الابتدائية (T ₁ ) = T

درجة الحرارة النهائية (T2 ₎ = 2T

المطلوب: المجلد النهائي (المجلد ₂ )

الحل:

يصبح الحجم النهائي للغازات ضعف الحجم الأولي.

[irp]

3. في وعاء مغلق، يبلغ حجم الغازات المثالية في البداية لترين ودرجة حرارتها 27 ^درجة مئوية. إذا أصبح الحجم النهائي للغازات 3 لترات، فإن درجة الحرارة النهائية هي...

معروف :

الحجم الابتدائي (V1 ⁾ ₌ 2 لتر = 2 دسم³ ⁼ 2 × ^10⁻³ م³

الحجم النهائي (V2 ₎ = 3 لترات = 3 دسم³ ^{= 3} × ^10⁻³ م³

درجة الحرارة الابتدائية (T1 ₎ = 27 ^درجة مئوية + 273 = 300 كلفن

المطلوب: درجة الحرارة النهائية ( _T2 )

الحل:

درجة الحرارة النهائية هي 177 ^درجة مئوية أو 177 + 273 = 450 كلفن.

اقراء المزيد

1. بعض الغازات المثالية لها ضغط ابتدائي P وحجم V. إذا خضع الغاز لعملية متساوية الحرارة بحيث أصبح الضغط النهائي أربعة أضعاف الضغط الابتدائي، فإن الحجم النهائي للغاز هو...

معروف :

الضغط الابتدائي (P ₁ ) = P

الضغط النهائي (P ₂ ) = 4P

الحجم الابتدائي (V ₁ ) = V

مطلوب: المجلد الأخير (المجلد ₂ )

الحل:

صيغة قانون بويل :

PV = ثابت

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

(P)(V) = (4P)(V ₂ )

V = 4 فولت ₂

V ₂ = V / 4 = ¼ فولت

الحجم النهائي للغازات يساوي ربع الحجم الأولي.

[irp]

٢. في وعاء مغلق، يتمدد الغاز بحيث يصبح حجمه النهائي ضعف حجمه الابتدائي (حيث V = الحجم الابتدائي، P = الضغط الابتدائي). الضغط النهائي للغازات هو...

معروف :

الضغط الابتدائي (P ₁ ) = P

الحجم الابتدائي (V ₁ ) = V

الحجم النهائي (V ₂ ) = 2V

المطلوب : الضغط النهائي (P ₂ )

الحل:

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

PV = P ₂ (2V)

P = P ₂ (2)

P ₂ = P / 2 = ½ P

يصبح ضغط الغاز نصف الضغط الأولي.

[irp]

3. في وعاء مغلق، يوجد غازان بضغط 2 ضغط جوي وحجم 1 لتر. إذا أصبح ضغط الغاز 4 ضغط جوي، فإن حجم الغاز يصبح...

معروف :

الضغط الابتدائي (P1 ₎ = 2 ضغط جوي = 2 × ^10⁵ باسكال

الضغط النهائي (P2 ₎ = 4 ضغط جوي = 4 × ^10⁵ باسكال

الحجم الابتدائي (V1 ₎ ⁼ 1 لتر = 1 دسم³ ⁼ 1 × ^10⁻³ م³

المطلوب : المجلد النهائي (المجلد ₂ )

الحل:

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

( ₂ × 10⁵ ⁾ (1 × ^10⁻³ ) = (4 × ^10⁵ ) √2

( 1)(1 × ^10⁻³ ) = (2) V ₂

1 × ^10⁻³ = (2) V ₂

V ₂ = ½ × 10 ^-3

V₂ = 0.5 × 10⁻³ ^م³ = 0.5 دسم³ ⁼ 0.5 لتر _/ ^ثانية

اقراء المزيد

1. ثلاث مكثفات، C1 ₌ 2 ميكروفاراد، C2 ₌ 4 ميكروفاراد، C3 ₌ 4 ميكروفاراد، موصولة على التوالي والتوازي . حدد سعة مكثف واحد يُعطي نفس تأثير هذه المكثفات مجتمعة.

معروف :

المكثف C1 = 2 _ميكرو فاراد

المكثف _C2 = 4 ميكروفاراد

المكثف _C3 = 4 ميكروفاراد

المطلوب: السعة المكافئة (C)

الحل:

المكثفان C2 _و C3 موصولان على التوازي. السعة المكافئة _:

C _P = C ₂ + C ₃ = 4 + 4 = 8 μ F

المكثفان C1 و _Cp موصولان على التوالي. السعة المكافئة _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 ميكرو فاراد

[irp]

٢. خمسة مكثفات، C1 ₌ ٢ ميكروفاراد، _C2 = ٤ ميكروفاراد، _C3 = ٦ ميكروفاراد، _C4 = ٥ ميكروفاراد، C5 ₌ ١٠ ميكروفاراد، موصولة على التوالي والتوازي. احسب سعة مكثف واحد يُعطي نفس تأثير هذه المجموعة.

معروف :

مكثف C₁ = 2 μF

المكثف _C2 = 4 ميكروفاراد

المكثف _C3 = 6 ميكروفاراد

المكثف _C4 = 5 ميكروفاراد

المكثف _C5 = 10 ميكروفاراد

المطلوب: السعة المكافئة (C)

الحل:

المكثفان C2 _و C3 موصولان على التوازي. السعة المكافئة _:

CP = C _{2 +} C ₃

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 ميكرو فاراد

المكثفات C1 _و C2 _و C4 و C5 _موصولة على التوالي. السعة المكافئة _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P + 1/ C ₄ + 1/ C ₅

1 / C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10

1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10

1/C = 9/10

C = 10/9 ميكرو فاراد

[irp]

3. C₁ = 3 μFC₂ = 4 μF و C₃ = 3 μيتم توصيل F على التوالي والتوازي. حدد الطاقة الكهربائية على الدوائر.

معروف :

مكثف C₁ = 3 μF

المكثف _C2 = 4 ميكروفاراد

المكثف _C3 = 3 ميكرو فاراد

المطلوب: السعة المكافئة (C)

الحل:

المكثفان C2 _و C3 موصولان على التوازي. السعة المكافئة _:

CP = C _{2 +} C ₃

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 ميكرو فاراد

المكثفان C1 _و C2 موصولان على التوالي. السعة _{المكافئة} :

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P

1/C = 1/3 + 1/7

1/C = 7/21 + 3/21

1/C = 10/21

ج = 21/10

C = 2.1 ميكرو فاراد

ج = 2.1 × ^10⁻⁶ فاراد

الطاقة الكهربائية في الدوائر:

E = ½ CV ²

E = ½ ( 2.1 x 10 ^-6 )(12 ² )

E = ½ (2.1 × ^10⁻⁶ )(144)

E = (2.1 × 10⁻⁶ ⁾ (72)

الطاقة = 151.2 × ^10⁻⁴ جول

الطاقة = 1.5 × ^10⁻⁴ جول

اقراء المزيد

1. أربعة مكثفات، C1 ₌ 2 ميكروفاراد، _C2 = 1 ميكروفاراد، C3 ₌ 3 ميكروفاراد، C4 ₌ 4 ميكروفاراد، موصولة على التوالي . حدد سعة مكثف واحد يُعطي نفس تأثير هذه المجموعة.

معروف :

المكثف _C1 = 2 ميكروفاراد

المكثف _C2 = 1 ميكروفاراد

المكثف _C3 = 3 ميكروفاراد

المكثف _C3 = 4 ميكروفاراد

المطلوب: السعة المكافئة

الحل:

السعة المكافئة:

1/C = 1/C ₁ + 1/C ₂ + 1/C ₃ + 1/C ₄

1/C = 1/2 + 1/1 + 1/3 + 1/4

1/C = 6/12 + 12/12 + 4/12 + 3/12

1/C = 25/12

ج = 12/25

ج = 0.48

تبلغ السعة المكافئة للمجموعة بأكملها 0.48 ميكروفاراد.

[irp]

2. حدد الشحنة الموجودة على المكثف C1 _إذا كان فرق الجهد بين النقطتين P و Q هو 12 فولت...

معروف :

المكثف _C1 = 20 ميكروفاراد = 20 × ^10⁻⁶ فاراد​

المكثف _C2 = 20 ميكروفاراد = 20 × ^10⁻⁶ فاراد​

فرق الجهد (فولت) = 12 فولت

المطلوب: الشحنة الموجودة على المكثف _C1 ( _Q1 )

الحل:

السعة المكافئة:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C ₂

1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20

^C = 20/3 μ F = (20/3) × 10⁻⁶ F

الشحنة الكهربائية على المكثف المكافئ:

Q = (C)(V) = (20/3)(12 )( ^10⁻⁶ ) = 80 × ^{10⁻⁶ كولوم}

Q = 80 ميكرو كولوم

يتم توصيل المكثفات على التوالي بحيث _تكون الشحنة الكهربائية على المكثفات المكافئة = الشحنة الكهربائية على المكثف C1 = الشحنة الكهربائية على المكثف C2_.

الشحنة الكهربائية على المكثف C ₁ هي 80 ميكروكولوم.

[irp]

3. مكثفان، C1 ₌ 2 ميكروفاراد و _C2 = 4 ميكروفاراد، موصلان على التوالي. المكثفان مشحونان. فرق الجهد على المكثف C1 _هو 2 فولت. الشحنة الكهربائية على المكثف C2 _هي ...

معروف :

C apa c itor C ₁ = 2 μ F = 2 x 10 ^-6 F

C apa c itor C ₂ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

فرق الجهد على المكثف C1 (V1 ₎ = 2 _فولت

المطلوب : الشحنة الكهربائية على المكثف C2_.

الحل:

الشحنة الكهربائية على المكثف C ₁ :

Q ₁ = C ₁ V ₁ = (2 × ^10⁻⁶ )(2) = 4 × ^10⁻⁶ C

Q ₁ = 4 ميكرو كولوم

يتم توصيل المكثفات على التوالي بحيث تكون الشحنة الكهربائية على المكثف _C1 = الشحنة الكهربائية على المكثف C2_.

الشحنة الموجودة على المكثف C ₂ هي 4 ميكروكولوم.

اقراء المزيد

1. أربعة مكثفات ، C1 ₌ 2 ميكروفاراد، C2 ₌ 1 ميكروفاراد، C3 ₌ 3 ميكروفاراد، C4 ₌ 4 ميكروفاراد، موصولة على التوازي. احسب سعة مكثف واحد يُعطي نفس تأثير هذه المكثفات مجتمعة.

معروف :

المكثف C1 = 2 ميكروفاراد_​

المكثف C2 = 1 ميكروفاراد_​

المكثف C3 = 3 ميكروفاراد_​

المكثف C3 = 4 ميكروفاراد_​

المطلوب: السعة المكافئة

الحل:

السعة المكافئة:

ج = ج ₁ + ج ₂ + ج ₃

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

تبلغ السعة المكافئة للمجموعة بأكملها 9 ميكروفاراد.

[irp]

2. حدد الشحنة الموجودة على المكثف C2 إذا كان _فرق الجهد بين النقطتين A و B يساوي 9 فولت…

معروف :

C apa c itor C ₁ = 20 μ F = 20 x 10 ^-6 F

C apa c itor C ₂ = 30 μ F = 30 x 10 ^-6 F

فرق الجهد بين النقطتين A و B (V _AB ) = 9 فولت

المطلوب : الشحنة الموجودة على المكثف C2 ( _{Q2 )}

الحل:

الفرق المحتمل:

يتم توصيل المكثفات على التوازي بحيث يكون فرق الجهد بين A و B (V _AB ) = فرق الجهد على المكثف C ₁ (V ₁ ) = فرق الجهد على المكثف C ₂ (V ₂ ) = 9 فولت.

الشحنة الكهربائية على المكثف C2 _:

Q ₂ = C ₂ V ₂ = (30 × 10 ^-6 )(9) = 270 × 10 ^-6 C

Q ₂ = 270 ميكرو كولوم

الشحنة الكهربائية على المكثف C ₂ هي 27 0 ميكروكولوم.

[irp]

3. ثلاث مكثفات، C1 ₌ 4 ميكروفاراد، C2 ₌ 2 ميكروفاراد، C3 _{= 3 ميكروفاراد، موصولة على} التوازي. المكثفات مشحونة. فرق الجهد على المكثف C2 هو 4 فولت. حدد

(أ) الشحنة الكهربائية على المكثفات _C1 و _C2 و _C3

(ب) الشحنة الكهربائية على المكثف المكافئ للمجموعة بأكملها

معروف :

C apa c itor C ₁ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

سعة المكثف C2 = 2 _{ميكروفاراد} = 2 × ^10⁻⁶ فاراد

سعة المكثف C3 = 3 _{ميكروفاراد} = 3 × ^10⁻⁶ فاراد

_{فرق الجهد} على المكثف C2 (V2 ₎ = 4 فولت

المطلوب : الشحنة الكهربائية على المكثف C3 ( _{Q3 )}

الحل:

(أ) الشحنة الكهربائية على المكثف C ₃

فرق الجهد على المكثف C3 _:

يتم توصيل المكثفات على التوازي بحيث يكون فرق الجهد على المكثف C₃ (V₃) = فرق الجهد على المكثف C₂ (V₂) = فرق الجهد على المكثف C₁ (V₁) = فرق الجهد على المكثف المكافئ (V) = 4 فولت

الشحنة الكهربائية على المكثف C ₁ :

Q ₁ = C ₁ V ₁ = (4 × 10 ^-6 )(4) = 16 × 10 ^-6 C

Q ₁ = 16 ميكرو كولوم

الشحنة الكهربائية على المكثف C ₂ :

Q ₂ = C ₂ V ₂ = (2 × 10 ^-6 )(4) = 8 × 10 ^-6 C

Q ₂ = 8 ميكرو كولوم

الشحنة الكهربائية على المكثف C ₃ :

Q ₃ = C ₃ V ₃ = (3 × 10 ^-6 )(4) = 12 × 10 ^-6 C

Q ₃ = 12 ميكرو كولوم

(ب) الشحنة الكهربائية على المكثف المكافئ

Q = Q ₁ + Q ₂ + Q ₃

س = 16 μ C + 8 μ C + 12 μ C = 36 μ C

حل بديل:

السعة المكافئة:

ج = ج ₁ + ج ₂ + ج ₃

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

ج = 9 × ^10⁻⁶ فاراد

فرق الجهد على المكثف المكافئ:

V1 ₌ V2 = V3 _{= V} = 4 فولت

الشحنة الكهربائية على المكثف المكافئ:

Q = CV = (9 × 10⁻⁶ ⁾ (4) = 36 × ^10⁻⁶ كولوم

Q = 36 ميكرو كولوم

اقراء المزيد