Конденсаторға арналған мысал сұрақтар – тізбектей және параллель тізбектер

11 Конденсатор мәселелеріне мысалдар – тізбектей және параллель тізбектер

1. Үш конденсатор төмендегі суреттегідей тізбектей параллель қосылған. Егер C₁ = 2 мкФ, Кл₂ = 4 мкФ, Кл₃ = 4 мкФ, онда ауыстыру сыйымдылығы...
Талқылау
Белгілі болғандай:
C конденсаторы₁ = 2 мкФ
C конденсаторы₂ = 4 мкФ
C конденсаторы₃ = 4 мкФ
Сұрақ қойылды: Ауыстыру сыйымдылығы (C)
Жауап:
C конденсаторы₂ және C₃ Параллель қосылған. Алмастыру сыйымдылығы:
C_P = C₂ + C₃ = 4 + 4 = 8 мкФ
C конденсаторы₁ және C_P Тізбектей жалғанған. Алмастыру сыйымдылығы:
1/C = 1/C₁ + 1/C_P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8
C = 8/5 мкФ

μF = микрофарад (өлшем бірлігі электр сыйымдылығы)1 мкФ = 10^-6 Фарад

2. Төмендегі суретте көрсетілгендей, үш конденсатор тізбектей және параллель жалғанған. Егер C болса.₁ = 2 мкФ, Кл₂ = 4 мкФ, Кл₃ = 6 мкФ, Кл₄ = 5 мкФ және К₅ = 10 мкФ, онда ауыстыру сыйымдылығы...
Талқылау
Белгілі болғандай:
C конденсаторы₁ = 2 мкФ
C конденсаторы₂ = 4 мкФ
C конденсаторы₃ = 6 мкФ
C конденсаторы₄ = 5 мкФ
C конденсаторы₅ = 10 мкФ
Сұрақ қойылды: Ауыстыру сыйымдылығы (C)
Жауап:

C конденсаторы₂ және C₃ Параллель қосылған. Алмастыру сыйымдылығы:

C_P = C₂ + C₃
C_P = 4 + 6
C_P = 10 мкФ

C конденсаторы₁, C_P, C₄ және C₅ Тізбектей жалғанған. Алмастыру сыйымдылығы:

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 мкФ

3 C₁ = 3 мкФ, Кл₂ = 4 мкФ және К₃ = 3 мкФ. Үш конденсатор тізбектей және параллель жалғанған. Тізбектегі электр энергиясын анықтаңыз!
Талқылау
Белгілі болғандай:
C конденсаторы₁ = 3 мкФ
C конденсаторы₂ = 4 мкФ
C конденсаторы₃ = 3 мкФ
Сұрақ қойылды: Ауыстыру сыйымдылығы (C)
Жауап:

C конденсаторы₂ және C₃ Параллель қосылған. Алмастыру сыйымдылығы:

C_P = C₂ + C₃
C_P = 4 + 3
C_P = 7 мкФ

C конденсаторы₁ және C_P Тізбектей жалғанған. Алмастыру сыйымдылығы:

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 мкФ
C = 2,1 x 10^-6 F

Тізбектегі электр энергиясы:

E = ½ CV²
E = ½ (2,1 x 10^-6)(12²)
E = ½ (2,1 x 10^-6) (144)
E = (2,1 x 10^-6) (72)
E = 151,2 x 10^-6 Джоул
E = 1,5 x 10^-4 Джоул

4. Бүйірдегі конденсатор тізбегінің схемасына қараңыз! Конденсатор тізбегіндегі жалпы заряд... (1 мкФ = 10^-6 F)

A. 1,50 мкКл

B. 2,75 мкКл

C. 3,50 мкКл

D. 4,50 мкКл

E. 4,75 мкКл

Талқылау

Белгілі болғандай:

1-конденсатор (C)₁) = 3 мкФ

2-конденсатор (C)₂) = 3 мкФ

3-конденсатор (C)₃) = 3 мкФ

4-конденсатор (C)₄) = 2 мкФ

5-конденсатор (C)₅) = 3 мкФ

Кернеу (В) = 3 Вольт

Сұрақ қойылды: Конденсатор тізбегіндегі жалпы заряд (Q)

Жауап:

Ауыстыру конденсаторы

C конденсаторы₁, C₂ dC₃ Тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:

1 / С₁₂₃ = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

C₁₂₃ = 3/3 = 1 мкФ

C конденсаторы₁₂₃ және C₄ Параллель қосылған. Алмастыру конденсаторы:

C₁₂₃₄ = C₁₂₃ + C₄ 1 + 2 = 3 мкФ

C конденсаторы₁₂₃₄ және C₅ Тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:

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

C = 3/2 мкФ

C = 3/2 x 10^-6 F

Жалпы электр заряды

Ауыстыру конденсаторындағы электр заряды = мконденсатор тізбегіндегі жалпы заряд :

Q = VC = (3 Вольт)(3/2 x 10^-6 Фарад) = 9/2 x 10^-6 Кулон

Q = 9/2 микроКулон = 9/2 μC

Q = 4,5 μC

Дұрыс жауап - D.

5. Бүйіріндегі конденсатор тізбегінің схемасына қараңыз! Егер әрбір конденсатордың мәні C болса₁ = C₂ = 2 мкФ, Кл₃ = C₄ = 1 мкФ және К₅ = 4 мкФ болса, онда тізбектегі жалпы заряд мәні... (1 мкФ = 10^-6 F)

A. 1/7 мкКл

B. 2/7 мкКл

C. 4/7 мкКл

D. 6/7 мкКл

E. 1 мкКл

Талқылау

Белгілі болғандай:

1-конденсатор (C)₁) = 2 мкФ

2-конденсатор (C)₂) = 2 мкФ

3-конденсатор (C)₃) = 1 мкФ

4-конденсатор (C)₄) = 1 мкФ

5-конденсатор (C)₅) = 4 мкФ

Кернеу (В) = 1,5 Вольт

Сұрақ қойылды: Тізбектегі жалпы заряд (Q)

Жауап:

Ауыстыру конденсаторы

C конденсаторы₃ және C₄ Параллель қосылған. Алмастыру конденсаторы:

C₃₄ = C₃ + C₄ 1 + 1 = 2 мкФ

C конденсаторы₅, C₁, C₂ және C₃₄ Тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:

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 мкФ

C = 4/7 x 10^-6 F

Жалпы электр заряды

Ауыстыру конденсаторындағы электр заряды = мтізбектегі жалпы қуат :

Q = VC = (1,5 Вольт)(4/7 x 10^-6 Фарад) = 6/7 x 10^-6 Кулон

Q = 6/7 микроКулон

Q = 6/7 μC

Дұрыс жауап - D.

6. Келесі конденсатор тізбегін қарастырайық! Тізбектегі жалпы заряд...

A. 20 μC

B. 40 μC

C. 60 μC

D. 80 μC

E. 160 ж μC

Талқылау

Белгілі болғандай:

1-конденсатор (C)₁) = 3 мкФ

2-конденсатор (C)₂) = 3 мкФ

3-конденсатор (C)₃) = 4 мкФ

4-конденсатор (C)₄) = 4 мкФ

5-конденсатор (C)₅) = 8 мкФ

Кернеу (В) = 10 Вольт

Сұрақ қойылды: Тізбектегі жалпы заряд (Q)

Жауап:

Ауыстыру конденсаторы

C конденсаторы₁ және C₂ Параллель қосылған. Алмастыру конденсаторы:

C₁₂ = C₁ + C₂ 3 + 3 = 6 мкФ

C конденсаторы₃ dC₄ Тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:

1 / С₃₄ = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/4 + 1/4 = 2/4

C₃₄ = 4/2 = 2 мкФ

Конденсатор C₁₂, конденсатор C₃₄ және конденсаторлар C₅ Параллель қосылған. Алмастыру конденсаторы:

C = C₁₂ + C₃₄ + C₅ 6 + 2 + 8 = 16 мкФ = 16 x 10^-6 Фарад

Жалпы электр заряды

Ауыстыру конденсаторындағы электр заряды = мконденсатор тізбегіндегі жалпы заряд :

Q = VC = (10 Вольт)(16 x 10^-6 Фарад) = 160 x 10^-6 Кулон

Q = 160 микроКулон = 160 мкмC

Дұрыс жауап - Е.

7. Бүйір жағындағы конденсатор тізбегінің схемасына қараңыз! Тізбектегі электр энергиясының мөлшері... (1 мкФ = 10^-6 F)

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

Талқылау
Ол белгілі :
1-конденсатор (C)₁) = 3 мкФ
2-конденсатор (C)₂) = 1 мкФ
3-конденсатор (C)₃) = 2 мкФ
4-конденсатор (C)₄) = 6 мкФ
5-конденсатор (C)₅) = 4 мкФ
Электр кернеуі (В) = 5 вольт
Сұралған : Тізбектегі электр энергиясы
Джаваб :

Тізбектей параллель конденсатор тізбегіне арналған конденсаторды ауыстыру
2 және 3 конденсаторлар параллель қосылған. Алмастырылатын конденсатор:
C_A = C₂ + C₃ = 1 + 2 = 3 мкФ
1-конденсатор, А конденсаторы және 4-конденсатор тізбектей жалғанған. Алмастырмалы конденсатор:
1 / С_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 мкФ
B конденсаторы және 5 конденсаторы параллель қосылған. Алмастыратын конденсатор:
C = C_B + C₅ = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5,2 мкФ
C = 5,2 x 10^-6 Фарад
Тізбектегі электр энергиясы
E = ½ CV² = ½ (5,2 x 10^-6)(5²) = (2,6 x 10^-6) (25)
E = 65 x 10^-6 Джоул
Дұрыс жауап - А.

8. Келесі конденсатор тізбегінің схемасын қараңыз! Бұл біріктірілген конденсатор тізбегіндегі электр энергиясының мөлшері... (1 мкФ = 10^-6 F)

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

Талқылау
Ол белгілі :
1-конденсатор (C)₁) = 4 мкФ
2-конденсатор (C)₂) = 6 мкФ
3-конденсатор (C)₃) = 12 мкФ
4-конденсатор (C)₄) = 2 мкФ
5-конденсатор (C)₅) = 2 мкФ
Электр кернеуі (В) = 40 вольт
Сұралған Тізбектегі электр энергиясы
Джаваб :
Тізбектей параллель конденсатор тізбегіне арналған конденсаторды ауыстыру
1-конденсатор, 2-конденсатор және 3-конденсатор тізбектей жалғанған. Алмастыру конденсаторы:
1 / С_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 мкФ
4 және 5 конденсаторлар тізбектей қосылған. Алмастырылатын конденсатор:
1 / С_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/2 + 1/2 = 2/2
C_B = 2/2 = 1 мкФ
А конденсаторы мен В конденсаторы параллель қосылған. Ауыстыру конденсаторы:
C = C_A + C_B = 2 + 1 = 3 мкФ
C = 3 x 10^-6 Фарад
Тізбектегі электр энергиясы
E = ½ CV² = ½ (3 x 10^-6)(40²) = (1,5 x 10^-6) (1600)
E = 2400 x 10^-6 = 2,4 х 10^-3 Джоул
Дұрыс жауап - D.

9. Келесі сыйымдылық тізбегінің диаграммасын қараңыз. Жоғарыдағы электр тізбегінде сақталған энергия...
A. 576 Джоуль
B. 288 Джоуль
C. 144 Джоуль
D. 72 Джоуль
E. 48 Джоуль
Талқылау
Ол белгілі :
1-конденсатор (C)₁) = 4 F
2-конденсатор (C)₂) = 4 F
3-конденсатор (C)₃) = 4 F
4-конденсатор (C)₄) = 4 F
5-конденсатор (C)₅) = 2 F
Электр кернеуі (В) = 12 вольт
Сұралған Тізбектегі электр энергиясы
Джаваб :
Джаваб :
Тізбектей параллель конденсатор тізбегіне арналған конденсаторды ауыстыру
1-конденсатор, 2-конденсатор және 3-конденсатор параллель қосылған. Алмастырылатын конденсатор:
C_A = C₁ + C₂ + C₃ = 4 + 4 + 4 = 12 F
4 және 5 конденсаторлар параллель қосылған. Алмастырылатын конденсатор:
C_B = C₄ + C₅ = 4 + 2 = 6 F
А конденсаторы мен В конденсаторы тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:
1/C = 1/C_A + 1/C_B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Фарад
Тізбектегі электр энергиясы
E = ½ CV² = ½ (4)(12)²) = (2)(144)
E = 288 Джоуль
Дұрыс жауап - B.

10. Төмендегі тізбекке қараңыз! C конденсаторындағы зарядтың шамасы₅ болып табылады….

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

Талқылау
Белгілі болғандай:
1-конденсатор (C)₁) = 6 F
2-конденсатор (C)₂) = 6 F
3-конденсатор (C)₃) = 3 F
4-конденсатор (C)₄) = 12 F
5-конденсатор (C)₅) = 6 F
Кернеу (В) = 12 Вольт
Сұрақ: Конденсатордың заряды (C₅)
Жауап:

Конденсатор
C конденсаторы₂ және C конденсаторы₃ Тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:
1 / С_A = 1/C₂ + 1/C₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
C_A = 6/3 = 2 Фарад
C конденсаторы₄ және C конденсаторы₅ Тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:
1 / С_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C_B = 12/3 = 4 Фарад

C конденсаторы_A және C конденсаторы_B Параллель қосылған. Алмастыру конденсаторы:
C_C = C_A + C_B = 2 + 4 = 6 Фарад
C конденсаторы₁ және C конденсаторы_C тізбектей жалғанған:
1/C = 1/C₁ + 1/C_C = 1/6 F + 1/6 F = 2/6
C = 6/2 = 3 Фарад

Электр заряды
Ауыстырылатын конденсатор C-дегі электр заряды:
q = VC = (12 Вольт)(3 Фарад) = 36 Кулон
1-ші конденсатор мен CC конденсаторы ауыстырмалы конденсатор C-дегі электр заряды C конденсаторындағы электр зарядына тең болатындай етіп тізбектей қосылған.₁ = C конденсаторындағы электр заряды_C = 36 Кулон.
C конденсаторы_C сыйымдылығы 6 Фарад және заряды 36 Кулон. C конденсаторындағы потенциалдар айырымы_C болып табылады: V = q/C_C = 36 Кулон / 6 Фарад = 6 Вольт
C конденсаторы_C C конденсаторының орнын басатын конденсатор болып табылады_A және C конденсаторы_B параллель қосылған. Сондықтан конденсатор C арасындағы потенциалдар айырымы_C (V_C) = конденсатор C арасындағы потенциалдар айырымы_A (V_A) = конденсатор C арасындағы потенциалдар айырымы_B (V_B) = 6 Вольт.

C конденсаторындағы электр заряды_B :
q_B = V_B C_B = (6 Вольт)(4 Фарад) = 24 Кулон
CB конденсаторы - C конденсаторының орнын басатын конденсатор₄ және C₅ тізбектей жалғанған. Олар тізбектей жалғанғандықтан, C конденсаторындағы электр заряды_B (q_B) = C конденсаторындағы электр заряды₄ (q₄) = C конденсаторындағы электр заряды₅ (q₅) = 24 Кулон.
Дұрыс жауап - B.

11. Суретте көрсетілгендей, әрқайсысы 20 мкФ болатын бес бірдей конденсатор 6 вольтты кернеу көзіне қосылған. Конденсаторларда сақталған жалпы заряд C құрайды.₅ болып табылады….

A. 12 мкКл
B. 24 мкКл
C. 60 мкC
D. 120 мкКл
E. 600 мкC

Талқылау
Белгілі болғандай:
C конденсаторы₁ = C₂ = C₃ = C₄ = C₅ = 20 мкФ
Потенциалдар айырымы (В) = 6 Вольт
Сұрақ: C5 конденсаторында сақталған жалпы заряд
Жауап:
Конденсатор
C конденсаторы₁ және C конденсаторы₂ Тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:
1 / С_A = 1/C₁ + 1/C₂ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_A = 20/2 = 10 мкФ
C конденсаторы₃ және C конденсаторы₄ Тізбектей жалғанған. Ауыстыру конденсаторы:
1 / С_B = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_B = 20/2 = 10 мкФ
C конденсаторы_A және C конденсаторы_B Параллель қосылған. Алмастыру конденсаторы:
C_C = C_A + C_B = 10 + 10 = 20 мкФ
C конденсаторы_C және C конденсаторы₅ тізбектей жалғанған:
1/C = 1/C_C + 1/C₅ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 мкФ

Электр заряды
Ауыстырылатын конденсатор C-дегі электр заряды:
q = VC = (6 Вольт)(10 x 10^-6 Фарад) = 60 x 10^-6 Кулон = 60 мкКл
C конденсаторы_C және 5 конденсаторы ауыстырмалы конденсатор C-дағы электр заряды C конденсаторындағы электр зарядына тең болатындай етіп тізбектей қосылған_C = C конденсаторындағы электр заряды₅ = 60 мкКл.
Дұрыс жауап - C.

Сұрақ көзі:

Жоғары сынып/кәсіптік орта мектепке арналған физикадан ұлттық емтихан сұрақтары