Exemples de questions sur les condensateurs – circuits en série et en parallèle

11 exemples de problèmes de condensateurs – circuits en série et en parallèle

1. Tiga condensateur connectés en série-parallèle comme sur l'image ci-dessous. Si C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, alors la capacité de remplacement est…
Discussion
Il est connu que :
Condensateur C₁ = 2 μF
Condensateur C₂ = 4 μF
Condensateur C₃ = 4 μF
Demandé: Capacité de remplacement (C)
Répondre :
Condensateur C₂ Dan C.₃ connectés en parallèle. La capacité de remplacement est de :
C_P = C₂ + ₃ = 4 + 4 = 8 μF
Condensateur C₁ Dan C._P connectés en série. La capacité de remplacement est de :
1/C = 1/C₁ + 1/C_P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8
C = 8/5 μF

μF = microfarad (unité de capacité électrique)1 μF = 10^-6 Farad

2. Trois condensateurs sont connectés en série et en parallèle comme indiqué sur la figure ci-dessous. Si C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF et C₅ = 10 μF, alors la capacité de remplacement est…
Discussion
Il est connu que :
Condensateur C₁ = 2 μF
Condensateur C₂ = 4 μF
Condensateur C₃ = 6 μF
Condensateur C₄ = 5 μF
Condensateur C₅ = 10 μF
Demandé: Capacité de remplacement (C)
Répondre :

Condensateur C₂ Dan C.₃ connectés en parallèle. La capacité de remplacement est de :

C_P = C₂ + ₃
C_P = 4 + 6
C_P = 10 μF

Condensateur C₁, C_P, C₄ Dan C.₅ connectés en série. La capacité de remplacement est de :

1/C = 1/C₁ + 1/C_P + 1/C₄ + 1/C₅
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 μF

3. C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF et C₃ = 3 μF. Les trois condensateurs sont connectés en série et en parallèle. Déterminez l'énergie électrique dans le circuit !
Discussion
Il est connu que :
Condensateur C₁ = 3 μF
Condensateur C₂ = 4 μF
Condensateur C₃ = 3 μF
Demandé: Capacité de remplacement (C)
Répondre :

Condensateur C₂ Dan C.₃ connectés en parallèle. La capacité de remplacement est de :

C_P = C₂ + ₃
C_P = 4 + 3
C_P = 7 μF

Condensateur C₁ Dan C._P connectés en série. La capacité de remplacement est de :

1/C = 1/C₁ + 1/C_P
1/C = 1/3 + 1/7
1/C = 7/21 + 3/21
1/C = 10/21
C = 21/10
C = 2,1 μF
C = 2,1 x 10^-6 F

Énergie électrique dans le circuit :

E = ½ CV²
E = ½ (2,1 x 10^-6)(dix²)
E = ½ (2,1 x 10^-6) (144)
E = (2,1 x 10^-6) (72)
E = 151,2 x 10^-6 Joule
E = 1,5 x 10^-4 Joule

4. Regardez le schéma du circuit du condensateur sur le côté ! La charge totale du circuit du condensateur est de… (1 μF = 10^-6 F)

A. 1,50 μC

B. 2,75 μC

C. 3,50 μC

D. 4,50 μC

E. 4,75 μC

Discussion

Il est connu que :

Condensateur 1 (C₁) = 3 F

Condensateur 2 (C₂) = 3 F

Condensateur 3 (C₃) = 3 F

Condensateur 4 (C₄) = 2 F

Condensateur 5 (C₅) = 3 F

Tension (V) = 3 volts

Demandé: Charge totale sur le circuit du condensateur (Q)

Répondre :

Condensateur de remplacement

Condensateur C₁, C₂ dun C₃ branchés en série. Condensateur de remplacement :

1 / C₁₂₃ = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

C₁₂₃ = 3/3 = 1 F

Condensateur C₁₂₃ Dan C.₄ branchés en parallèle. Condensateur de remplacement :

C₁₂₃₄ = C₁₂₃ + ₄ = 1 + 2 = 3 XNUMX F

Condensateur C₁₂₃₄ Dan C.₅ branchés en série. Condensateur de remplacement :

1/C = 1/C₁₂₃₄ + 1/C₅ = 1/3 + 1/3 = 2/3

C = 3/2 F

C = 3/2 x 10^-6 F

Charge électrique totale

Charge électrique du condensateur de remplacement = mcharge totale sur un circuit de condensateur :

Q = VC = (3 Volts)(3/2 x 10^-6 Farad) = 9/2 x 10^-6 Coulomb

Q = 9/2 microCoulomb = 9/2 μC

Q = 4,5 μC

La bonne réponse est D.

5. Regardez le schéma du circuit des condensateurs sur le côté ! Si la valeur de chaque condensateur C₁ = C₂ = 2 μF, C₃ = C₄ = 1 μF et C₅ = 4 μF, alors la valeur de la charge totale dans le circuit est… (1 μF = 10^-6 F)

A. 1/7 μC

B. 2/7 μC

C. 4/7 μC

D. 6/7 μC

E. 1 μC

Discussion

Il est connu que :

Condensateur 1 (C₁) = 2 F

Condensateur 2 (C₂) = 2 F

Condensateur 3 (C₃) = 1 F

Condensateur 4 (C₄) = 1 F

Condensateur 5 (C₅) = 4 F

Tension (V) = 1,5 volts

Demandé: Charge totale sur le circuit (Q)

Répondre :

Condensateur de remplacement

Condensateur C₃ Dan C.₄ branchés en parallèle. Condensateur de remplacement :

C₃₄ = C₃ + ₄ = 1 + 1 = 2 XNUMX F

Condensateur C₅, C₁, C₂ Dan C.₃₄ branchés en série. Condensateur de remplacement :

1/C = 1/C₅ + 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃₄

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

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

1/C = 7/4

C = 4/7 F

C = 4/7 x 10^-6 F

Charge électrique totale

Charge électrique du condensateur de remplacement = mpuissance totale dans le circuit :

Q = VC = (1,5 Volts)(4/7 x 10^-6 Farad) = 6/7 x 10^-6 Coulomb

Q = 6/7 microCoulomb

Q = 6/7 μC

La bonne réponse est D.

6. Considérons le circuit de condensateur suivant ! La charge totale dans le circuit est…

A. 20 C

B. 40 C

C. 60 C

D. 80 C

E. 160 C

Discussion

Il est connu que :

Condensateur 1 (C₁) = 3 F

Condensateur 2 (C₂) = 3 F

Condensateur 3 (C₃) = 4 F

Condensateur 4 (C₄) = 4 F

Condensateur 5 (C₅) = 8 F

Tension (V) = 10 volts

Demandé: Charge totale sur le circuit (Q)

Répondre :

Condensateur de remplacement

Condensateur C₁ Dan C.₂ branchés en parallèle. Condensateur de remplacement :

C₁₂ = C₁ + ₂ = 3 + 3 = 6 XNUMX F

Condensateur C₃ dun C₄ branchés en série. Condensateur de remplacement :

1 / C₃₄ = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/4 + 1/4 = 2/4

C₃₄ = 4/2 = 2 F

Kapasitor C₁₂, condensateur C₃₄ dan kapasitor C₅ branchés en parallèle. Condensateur de remplacement :

C = C₁₂ + ₃₄ + ₅ = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10^-6 Farad

Charge électrique totale

Charge électrique du condensateur de remplacement = mcharge totale sur un circuit de condensateur :

Q = VC = (10 Volts)(16 x 10^-6 Farad) = 160 x 10^-6 Coulomb

Q= 160 microCoulomb = À 160 mC

La bonne réponse est E.

7. Regardez le schéma du circuit du condensateur sur le côté ! La quantité d'énergie électrique dans le circuit est de… (1 µF = 10^-6 F)

A. 65 x 10^-6 Joule
B. 52 x 10^-6 Joule
C. 39 x 10^-6 Joule
D. 26 x 10^-6 Joule
E. 13 x 10^-6 Joule

Discussion
Est connu :
Condensateur 1 (C₁) = 3 µF
Condensateur 2 (C₂) = 1 µF
Condensateur 3 (C₃) = 2 µF
Condensateur 4 (C₄) = 6 µF
Condensateur 5 (C₅) = 4 µF
Tension électrique (V) = 5 volts
Demandé : Énergie électrique dans le circuit
Répondre :

Condensateur de remplacement pour circuit de condensateurs série-parallèle
Les condensateurs 2 et 3 sont connectés en parallèle. Condensateur de remplacement :
C_A = C₂ + ₃ = 1 + 2 = 3 µF
Les condensateurs 1, A et 4 sont connectés en série. Condensateur de remplacement :
1 / C_B = 1/C₁ + 1/C_A + 1/C₄ = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
C_B = 6/5 µF
Les condensateurs B et 5 sont connectés en parallèle. Condensateur de remplacement :
C = C_B + ₅ = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5,2 µF
C = 5,2 x 10^-6 Farad
L'énergie électrique dans le circuit
E = ½ CV² = ½ (5,2 x 10^-6)(dix²) = (2,6 x 10^-6) (25)
E = 65 x 10^-6 Joule
La bonne réponse est A.

8. Observez le schéma du circuit de condensateur suivant ! La quantité d'énergie électrique dans ce circuit de condensateur combiné est de… (1 µF = 10^-6 F)

A. 0,6 x 10^-3 Joule
B. 1,2 x 10^-3 Joule
C. 1,8 x 10^-3 Joule
D. 2,4 x 10^-3 Joule
E. 3,0 x 10^-3 Joule

Discussion
Est connu :
Condensateur 1 (C₁) = 4 µF
Condensateur 2 (C₂) = 6 µF
Condensateur 3 (C₃) = 12 µF
Condensateur 4 (C₄) = 2 µF
Condensateur 5 (C₅) = 2 µF
Tension électrique (V) = 40 volts
Demandé : Énergie électrique dans le circuit
Répondre :
Condensateur de remplacement pour circuit de condensateurs série-parallèle
Les condensateurs 1, 2 et 3 sont connectés en série. Condensateur de remplacement :
1 / C_A = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
C_A = 12/6 = 2 µF
Les condensateurs 4 et 5 sont connectés en série. Condensateur de remplacement :
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/2 + 1/2 = 2/2
C_B = 2/2 = 1 µF
Les condensateurs A et B sont connectés en parallèle. Condensateur de remplacement :
C = C_A + _B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10^-6 Farad
L'énergie électrique dans le circuit
E = ½ CV² = ½ (3 x 10^-6)(dix²) = (1,5 x 10^-6) (1600)
E = 2400 x 10^-6 = 2,4 x 10^-3 Joule
La bonne réponse est D.

9. Observez le schéma du circuit capacitif suivant. L'énergie stockée dans le circuit électrique ci-dessus est…
A. 576 Joules
B. 288 Joules
C. 144 Joules
D. 72 Joules
E. 48 Joules
Discussion
Est connu :
Condensateur 1 (C₁) = 4 F
Condensateur 2 (C₂) = 4 F
Condensateur 3 (C₃) = 4 F
Condensateur 4 (C₄) = 4 F
Condensateur 5 (C₅) = 2 F
Tension électrique (V) = 12 volts
Demandé : Énergie électrique dans le circuit
Répondre :
Répondre :
Condensateur de remplacement pour circuit de condensateurs série-parallèle
Les condensateurs 1, 2 et 3 sont connectés en parallèle. Condensateur de remplacement :
C_A = C₁ + ₂ + ₃ = 4 + 4 + 4 = 12 F
Les condensateurs 4 et 5 sont connectés en parallèle. Condensateur de remplacement :
C_B = C₄ + ₅ = 4 + 2 = 6 F
Les condensateurs A et B sont connectés en série. Condensateur de remplacement :
1/C = 1/C_A + 1/C_B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Farad
L'énergie électrique dans le circuit
E = ½ CV² = ½ (4)(12²) = (2)(144)
E = 288 joules
La bonne réponse est B.

10. Observez le circuit ci-dessous ! L’amplitude de la charge sur le condensateur C₅ est….

A. 36 Coulombs
B. 24 Coulombs
C. 12 Coulombs
D. 6 Coulombs
E. 4 Coulombs

Discussion
Il est connu que :
Condensateur 1 (C₁) = 6 F
Condensateur 2 (C₂) = 6 F
Condensateur 3 (C₃) = 3 F
Condensateur 4 (C₄) = 12 F
Condensateur 5 (C₅) = 6 F
Tension (V) = 12 volts
Question : La charge du condensateur (C₅)
Répondre :

Kapasitor
Condensateur C₂ et le condensateur C₃ branchés en série. Condensateur de remplacement :
1 / C_A = 1/C₂ + 1/C₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
C_A = 6/3 = 2 Farad
Condensateur C₄ et le condensateur C₅ branchés en série. Condensateur de remplacement :
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C_B = 12/3 = 4 Farad

Condensateur C_A et le condensateur C_B branchés en parallèle. Condensateur de remplacement :
C_C = C_A + _B = 2 + 4 = 6 Farad
Condensateur C₁ et le condensateur C_C connectés en série :
1/C = 1/C₁ + 1/C_C = 1/6 F + 1/6 F = 2/6
C = 6/2 = 3 Farad

Charge électrique
La charge électrique du condensateur de remplacement C :
q = VC = (12 volts)(3 farads) = 36 coulombs
Les condensateurs 1 et CC sont connectés en série de sorte que la charge électrique du condensateur de remplacement C soit égale à la charge électrique du condensateur C.₁ = charge électrique sur le condensateur C_C = 36 Coulombs.
Condensateur C_C Le condensateur C possède une capacité de 6 farads et une charge de 36 coulombs. La différence de potentiel à ses bornes est de 1/2._C est : V = q/C_C = 36 Coulombs / 6 Farads = 6 Volts
Condensateur C_C est un condensateur de remplacement pour le condensateur C_A et le condensateur C_B qui sont connectés en parallèle. Par conséquent, la différence de potentiel aux bornes du condensateur C_C (V_C) = différence de potentiel aux bornes du condensateur C_A (V_A) = différence de potentiel aux bornes du condensateur C_B (V_B) = 6 Volts.

Charge électrique sur le condensateur C_B :
q_B = V_B C_B = (6 volts)(4 farads) = 24 coulombs
Le condensateur CB est un condensateur de remplacement pour le condensateur C.₄ Dan C.₅ qui sont connectés en série. Du fait de cette connexion en série, la charge électrique sur le condensateur C_B (q_B) = charge électrique du condensateur C₄ (q₄) = charge électrique du condensateur C₅ (q₅) = 24 Coulombs.
La bonne réponse est B.

11. Cinq condensateurs identiques de 20 µF chacun sont disposés comme indiqué sur la figure et connectés à une source de tension de 6 volts. La charge totale stockée dans les condensateurs est C₅ est….

A. 12 µC
B. 24 µC
C. 60 µC
D. 120 µC
E. 600 µC

Discussion
Il est connu que :
Condensateur C₁ = C₂ = C₃ = C₄ = C₅ = 20 µF
Différence de potentiel (V) = 6 volts
Question : Quelle est la charge totale stockée sur le condensateur C5 ?
Répondre :
Kapasitor
Condensateur C₁ et le condensateur C₂ branchés en série. Condensateur de remplacement :
1 / C_A = 1/C₁ + 1/C₂ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_A = 20/2 = 10 µF
Condensateur C₃ et le condensateur C₄ branchés en série. Condensateur de remplacement :
1 / C_B = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_B = 20/2 = 10 µF
Condensateur C_A et le condensateur C_B branchés en parallèle. Condensateur de remplacement :
C_C = C_A + _B = 10 + 10 = 20 µF
Condensateur C_C et le condensateur C₅ connectés en série :
1/C = 1/C_C + 1/C₅ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 µF

Charge électrique
La charge électrique du condensateur de remplacement C :
q = VC = (6 Volts)(10 x 10^-6 Farad) = 60 x 10^-6 Coulomb = 60 µC
Condensateur C_C et le condensateur 5 est connecté en série de sorte que la charge électrique sur le condensateur de remplacement C = la charge électrique sur le condensateur C_C = charge électrique sur le condensateur C₅ = 60 µC.
La bonne réponse est C.

Source de la question :

Questions de physique pour l'examen national de fin d'études secondaires/professionnelles