Elektra energio en kondensatoraj cirkvitoj - problemoj kaj solvoj
1. Difinu la elektran energion en la cirkvito montrita en la suba figuro (1 µF = 10⁻⁶ F )
Konata:
Capacitor 1 (C1) = 3 µF 
Kondensatoro 2 (C2 ) = 1 µF
Kondensatoro 3 (C3 ) = 2 µF
Kondensatoro 4 (C4 ) = 6 µF
Kondensatoro 5 (C5 ) = 4 µF
Elektra tensio (V) = 5 voltoj
Serĉata: Elektra energio en cirkvitoj
Solvo:
La ekvivalenta kondensilo:
Kondensatoro 2 kaj kondensatoro 3 estas konektitaj paralele . La ekvivalenta kondensatoro:
C A = C₂ + C₃ = 1 + 2 = 3 µF
Kondensatoro 1, kondensatoro A kaj kondensatoro 4 estas konektitaj serie . La ekvivalenta kondensatoro:
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
Kondensatoro B kaj kondensatoro 5 estas konektitaj paralele. La ekvivalenta kondensatoro:
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 Farado
Elektra energio en cirkvito:
E = ½ KV² = ½ (5.2 × 10⁻⁶ )(5² ) = (2.6 × 10⁻⁶ )(25)
E = 65 × 10⁻⁴ Ĵuloj
2. Determinu la elektran energion en kondensatoraj cirkvitoj montritaj en la suba figuro (1 µF = 10⁻⁶ F )
Konata:
Kondensilo 1 (C1) = 4 µF 
Kondensatoro 2 (C2 ) = 6 µF
Kondensatoro 3 (C3 ) = 12 µF
Kondensatoro 4 (C4 ) = 2 µF
Kondensatoro 5 (C5 ) = 2 µF
Elektra tensio (V) = 40 voltoj
Serĉata: Elektra energio en cirkvitoj
Solvo:
La ekvivalenta kondensilo:
Kondensatoro 1, kondensatoro 2 kaj kondensatoro 3 estas konektitaj serie. La ekvivalenta kondensatoro:
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
Kondensatoro 4 kaj kondensatoro 5 estas konektitaj serie. La ekvivalenta kondensatoro:
1/C B = 1/C 4 + 1/C 5 = 1/2 + 1/2 = 2/2
C B = 2/2 = 1 µF
Kondensatoro A kaj kondensatoro B paralele. La ekvivalenta kondensatoro:
C = C A + C B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10⁻⁶ Farado
Elektra energio en cirkvitoj:
E = ½ KV² = ½ (3 × 10⁻⁶ )(40² ) = (1.5 × 10⁻⁶ )(1600)
E = 2400 × 10⁻⁶ = 2.4 × 10⁻³ Ĵuloj
3. Difinu la energion stokitan en la elektra cirkvito montrita en la suba figuro.
Konata:
Kondensilo 1 (C1) = 4 F 
Kondensatoro 2 (C2 ) = 4 F
Kondensatoro 3 (C3 ) = 4 F
Kondensatoro 4 (C4 ) = 4 F
Kondensatoro 5 (C5 ) = 2 F
Elektra tensio (V) = 12 voltoj
Serĉata: Elektra energio en cirkvitoj
Solvo:
La ekvivalenta kondensilo:
Kondensatoro 1, kondensatoro 2 kaj kondensatoro 3 estas konektitaj paralele. La ekvivalenta kondensatoro:
C A = C 1 + C 2 + C 3 = 4 + 4 + 4 = 12 F
Kondensatoro 4 kaj kondensatoro 5 estas konektitaj paralele. La ekvivalenta kondensatoro:
C B = C 4 + C 5 = 4 + 2 = 6 F
Kondensatoro A kaj kondensatoro B estas konektitaj serie. La ekvivalenta kondensatoro:
1/C = 1/C A + 1/C B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Faradoj
Elektra energio en cirkvitoj:
E = ½ CV 2 = ½ (4)(12 2 ) = (2)(144)
E = 288 Ĵuloj
1. Demando: Kiel energio estas stokita en kondensilo?
Respondo: Energio en kondensilo estas stokita en la elektra kampo inter ĝiaj platoj. Kiam tensio estas aplikata trans kondensilon, pozitivaj ŝargoj akumuliĝas sur unu plato kaj negativaj ŝargoj sur la kontraŭa plato, kreante elektran kampon.
2. Demando: Kio estas la formulo por la energio stokita en kondensilo?
Respondo: La energio (U) stokita en kondensilo estas donita per �=12��2 kie C estas la kapacitanco kaj V estas la tensio trans la kondensilo.
3. Demando: Kio okazas al la energio stokita en kondensilo kiam la tensio duobliĝas?
Respondo: Ĉar la energio estas proporcia al la kvadrato de la tensio (V^2), kiam la tensio estas duobligita, la energio pligrandiĝas je faktoro de kvar.
4. Demando: Kial ŝargita kondensilo povas esti danĝera eĉ se ĝi estas malkonektita de sia tensiofonto?
Respondo: Ŝargita kondensilo povas konservi sian stokitan energion eĉ kiam malkonektita de sia tensiofonto. Se konduktilo (aŭ persono) kontaktas la terminalojn, la stokita energio povas rapide liberiĝi, eble kaŭzante damaĝon aŭ difekton.
5. Demando: Kiel ŝanĝiĝas la energio stokita en kondensilo se la kapacitanco estas duonigita dum la tensio restas konstanta?
Respondo: Se la kapacitanco estas duonigita kaj la tensio restas konstanta, la stokita energio ankaŭ estos duonigita, ĉar la energio estas rekte proporcia al la kapacitanco.
6. Demando: Kian rolon ludas la dielektrika materialo en kondensilo?
Respondo: La dielektrika materialo pliigas la kapacitancon de la kondensilo reduktante la efikan elektran kampon inter la platoj kaj ankaŭ malhelpas ŝargokonduktadon inter la platoj.
7. Demando: En seria kondensatora cirkvito, kiel la tuta kapacitanco komparas al la individuaj kapacitancoj?
Respondo: En seria aranĝo, la inverso de la tuta kapacitanco (1/C_totale) estas la sumo de la inversoj de la individuaj kapacitancoj. Tio signifas, ke la tuta kapacitanco en seria konfiguracio ĉiam estas malpli ol la plej malgranda kapacitanco en la serio.
8. Demando: Kiel oni kalkulas la tutan kapacitancon por kondensatoroj konektitaj paralele?
Respondo: Por kondensatoroj en paralelo, la tuta kapacitanco estas la sumo de la individuaj kapacitancoj.
9. Demando: Kial kondensilo blokas kontinuan kurenton (KK) sed permesas alternan kurenton (AK) trapasi?
Respondo: Kondensilo blokas kontinuan kurenton (DC) ĉar post kiam ĝi estas plene ŝargita, neniu plua kurento povas flui. Tamen, ĉe alterna kurento (AC), la tensio kontinue ŝanĝiĝas, kaŭzante la ŝargadon kaj malŝargadon de la kondensilo, permesante al efika kurento flui.
10. Demando: Kio okazas al la tensio de kondensilo se ĝi estas konektita al baterio kaj poste malkonektita antaŭ ol atingi plenan ŝargon?
Respondo: La kondensilo retenos la tension, kiun ĝi havis dum la malkonekto, kaj ne plu ŝarĝos, krom se ĝi estas reenkonektita al energifonto.
