Kondensatoriaus pavyzdžių klausimai – nuosekliosios ir lygiagrečiosios grandinės

11 Kondensatorių problemų pavyzdžiai – nuosekliosios ir lygiagrečiosios grandinės

1. Tiga kapasitor sujungti nuosekliai-lygiagrečiai, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Jei C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, tada pakeitimo talpa yra…
Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Kondensatorius C₁ = 2 μF
Kondensatorius C₂ = 4 μF
Kondensatorius C₃ = 4 μF
Paklausė: Pakeitimo pajėgumas (C)
Jawab :
Kondensatorius C₂ C diena₃ sujungta lygiagrečiai. Pakeitimo talpa yra:
C_P = C₂ + C₃ = 4 + 4 = 8 μF
Kondensatorius C₁ C diena_P sujungta nuosekliai. Pakeitimo talpa yra:
1/C = 1/C₁ + 1/C_P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8
C = 8/5 μF

μF = mikrofaradas ( elektrinės talpos vienetas ) . 1 μF = ^10⁻⁶ faradas

2. Trys kondensatoriai yra sujungti nuosekliai ir lygiagrečiai, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Jei C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF ir C₅ = 10 μF, tada pakeitimo talpa yra…
Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Kondensatorius C₁ = 2 μF
Kondensatorius C₂ = 4 μF
Kondensatorius C₃ = 6 μF
Kondensatorius C₄ = 5 μF
Kondensatorius C₅ = 10 μF
Paklausė: Pakeitimo pajėgumas (C)
Jawab :

Kondensatorius C₂ C diena₃ sujungta lygiagrečiai. Pakeitimo talpa yra:

C_P = C₂ + C₃
C_P = 4 + 6
C_P = 10 μF

Kondensatorius C₁C_PC₄ C diena₅ sujungta nuosekliai. Pakeitimo talpa yra:

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 ir C₃ = 3 μF. Trys kondensatoriai sujungti nuosekliai ir lygiagrečiai. Nustatykite grandinėje esančią elektros energiją!
Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Kondensatorius C₁ = 3 μF
Kondensatorius C₂ = 4 μF
Kondensatorius C₃ = 3 μF
Paklausė: Pakeitimo pajėgumas (C)
Jawab :

Kondensatorius C₂ C diena₃ sujungta lygiagrečiai. Pakeitimo talpa yra:

C_P = C₂ + C₃
C_P = 4 + 3
C_P = 7 μF

Kondensatorius C₁ C diena_P sujungta nuosekliai. Pakeitimo talpa yra:

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 = 2,1x10^-6 F

Elektros energija grandinėje:

E = ½ KV²
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 Džaulio
E = 1,5 x 10^-4 Džaulio

4. Pažvelkite į kondensatoriaus grandinės schemą šone! Bendras kondensatoriaus grandinės krūvis yra… (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

Pembahasanas

Yra žinoma, kad:

Kondensatorius 1 (C ₁ ) = 3 μF

Kondensatorius 2 (C ₂ ) = 3 μF

Kondensatorius 3 (C ₃ ) = 3 μF

Kondensatorius 4 (C ₄ ) = 2 μF

Kondensatorius 5 (C ₅ ) = 3 μF

Įtampa (V) = 3 voltų

Klausimas: Bendras kondensatoriaus grandinės krūvis (Q)

Jawab :

Pakaitinis kondensatorius

Kondensatoriai C1 _, C2 _ir C3 yra sujungti nuosekliai. Pakaitiniai kondensatoriai _:

1/ _C123 = 1/C1 ₊ 1/C2 ₊ 1/C3 ₌ 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

C ₁₂₃ = 3/3 = 1 μF

Kondensatoriai C123 _ir C4 _yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:

C1234 = C123 _{+ C4} = ₁ + 2 = 3 μF

Kondensatoriai C ₁₂₃₄ ir C ₅ yra sujungti nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:

1/C = 1/ _C1234 + 1/C5 ₌ 1/3 + 1/3 = 2/3

C = 3/2 μF

C = 3/2 x ^10⁻⁶ F

Bendras elektros krūvis

Pakaitinio kondensatoriaus elektros krūvis = bendras kondensatoriaus grandinės krūvis :

Q = VC = (3 volto) (3/2 x 10⁻⁶ ^faradų ) = 6/2 x ^10⁻⁶ kulono

Q = 9/2 mikrokulono = 9/2 μC

Q = 4,5 μC

Teisingas atsakymas yra D.

5. Pažvelkite į kondensatoriaus grandinės schemą šone! Jei kiekvieno kondensatoriaus C vertė₁ = C₂ = 2 μF, C₃ = C₄ = 1 μF ir C₅ = 4 μF, tai bendra krūvio vertė grandinėje yra… (1 μF = 10^-6 F)

A. 1/7 μC

B. 2/7 μC

C. 4/7 μC

D. 6/7 μC

E. 1 μC

Pembahasanas

Yra žinoma, kad:

Kondensatorius 1 (C ₁ ) = 2 μF

Kondensatorius 2 (C ₂ ) = 2 μF

Kondensatorius 3 (C ₃ ) = 1 μF

Kondensatorius 4 (C ₄ ) = 1 μF

Kondensatorius 5 (C ₅ ) = 4 μF

Įtampa (V) = 1,5 voltų

Ieškoma: Bendras grandinės krūvis (Q)

Jawab :

Pakaitinis kondensatorius

Kondensatoriai C3 _ir C4 _yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:

C34 = C3 _{+ C4} = ₁ + 1 = 2 μF

Kondensatoriai C ₅ , C ₁ , C ₂ ir C ₃₄ yra sujungti nuosekliai. Pakaitiniai kondensatoriai:

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 μF

C = 4/7 x ^10⁻⁶ F

Bendras elektros krūvis

Pakaitinio kondensatoriaus elektros krūvis = bendras grandinės krūvis :

Q = VC = (1,5 volto) (4/7 x 10⁻⁶ ^faradų ) = 6/7 x ^10⁻⁶ kulono

Q = 6/7 mikrokulono

Q = 6/7 μC

Teisingas atsakymas yra D.

6. Pažvelkite į šią kondensatoriaus grandinę! Bendras krūvis grandinėje yra…

A. 20 μC

B. 40 μC

C. 60 μC

D. 80 μC

E. 160 μC

Pembahasanas

Yra žinoma, kad:

Kondensatorius 1 (C ₁ ) = 3 μF

Kondensatorius 2 (C ₂ ) = 3 μF

Kondensatorius 3 (C ₃ ) = 4 μF

Kondensatorius 4 (C ₄ ) = 4 μF

Kondensatorius 5 (C ₅ ) = 8 μF

Įtampa (V) = 10 voltų

Ieškoma: Bendras grandinės krūvis (Q)

Jawab :

Pakaitinis kondensatorius

Kondensatoriai C1 _ir C2 _yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:

C12 = C1 _{+ C2} = 3 + 3 = ₆ μF

Kondensatoriai C3 _ir C4 yra sujungti nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius _:

1/C34 ₌ 1/C3 ₊ 1/C4 ₌ 1/4 + 1/4 = 2/4

C ₃₄ = 4/2 = 2 μF

Kondensatorius C ₁₂ , kondensatorius C ₃₄ ir kondensatorius C ₅ yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:

C = _C12 + C34 ₊ C5 ₌ 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x ^10⁻⁶ faradų

Bendras elektros krūvis

Pakaitinio kondensatoriaus elektros krūvis = bendras kondensatoriaus grandinės krūvis :

Q = VC = (10 voltų) ( 16 x 10⁻⁶ ^faradų ) = 160 x ^10⁻⁶ kulonų

Q = 160 mikrokulonų = 160 μC

Teisingas atsakymas yra E.

7. Pažvelkite į kondensatoriaus grandinės schemą šone! Elektros energijos kiekis grandinėje yra… (1 µF = 10^-6 F)

A. 65 x 10^-6 Džaulio
B. 52 x 10^-6 Džaulio
Maždaug 39 x 10^-6 Džaulio
D. 26 x 10^-6 Džaulio
E. 13 x 10^-6 Džaulio

Pembahasanas
Yra žinoma :
Kondensatorius 1 (C₁) = 3 µF
Kondensatorius 2 (C₂) = 1 µF
Kondensatorius 3 (C₃) = 2 µF
Kondensatorius 4 (C₄) = 6 µF
Kondensatorius 5 (C₅) = 4 µF
Elektros įtampa (V) = 5 voltų
Paklausta Elektros energija grandinėje
Jawab :

Pakaitinis kondensatorius nuosekliai-lygiagrečiai jungtam kondensatoriaus grandinei
Kondensatoriai 2 ir 3 yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:
C_A = C₂ + C₃ = 1 + 2 = 3 µF
Kondensatorius 1, kondensatorius A ir kondensatorius 4 sujungti nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:
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
Kondensatorius B ir kondensatorius 5 yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:
C = C_B + C₅ = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5,2 µF
C = 5,2x10^-6 Faradas
Elektros energija grandinėje
E = ½ KV² = ½ (5,2 x 10^-6) (5²) = (2,6 x 10^-6)(25)
E = 65 x 10^-6 Džaulio
Teisingas atsakymas yra A.

8. Pažvelkite į šią kondensatoriaus grandinės schemą! Šioje kombinuotoje kondensatoriaus grandinėje elektros energijos kiekis yra… (1 µF = 10^-6 F)

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

Pembahasanas
Yra žinoma :
Kondensatorius 1 (C₁) = 4 µF
Kondensatorius 2 (C₂) = 6 µF
Kondensatorius 3 (C₃) = 12 µF
Kondensatorius 4 (C₄) = 2 µF
Kondensatorius 5 (C₅) = 2 µF
Elektros įtampa (V) = 40 voltų
Paklausta Elektros energija grandinėje
Jawab :
Pakaitinis kondensatorius nuosekliai-lygiagrečiai jungtam kondensatoriaus grandinei
1, 2 ir 3 kondensatoriai sujungti nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:
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
Kondensatoriai 4 ir 5 sujungti nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/2 + 1/2 = 2/2
C_B = 2/2 = 1 µF
Kondensatorius A ir kondensatorius B yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:
C = C_A + C_B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3x10^-6 Faradas
Elektros energija grandinėje
E = ½ KV² = ½ (3 x 10^-6) (40²) = (1,5 x 10^-6)(1600)
E = 2400 x 10^-6 = 2,4 x 10^-3 Džaulio
Teisingas atsakymas yra D.

9. Pažvelkite į šią talpos grandinės schemą. Aukščiau pateiktoje elektros grandinėje sukaupta energija yra…
A. 158 400 džaulių
B. 950 400 džaulių
C. 5 860 800 džaulių
D. 72 džauliai
E. 48 džaulių
Pembahasanas
Yra žinoma :
Kondensatorius 1 (C₁) = 4 °F
Kondensatorius 2 (C₂) = 4 °F
Kondensatorius 3 (C₃) = 4 °F
Kondensatorius 4 (C₄) = 4 °F
Kondensatorius 5 (C₅) = 2 °F
Elektros įtampa (V) = 12 voltų
Paklausta Elektros energija grandinėje
Jawab :
Jawab :
Pakaitinis kondensatorius nuosekliai-lygiagrečiai jungtam kondensatoriaus grandinei
Kondensatorius 1, kondensatorius 2 ir kondensatorius 3 yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:
C_A = C₁ + C₂ + C₃ = 4 + 4 + 4 = 12 °F
Kondensatoriai 4 ir 5 yra sujungti lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:
C_B = C₄ + C₅ = 4 + 2 = 6 F
Kondensatorius A ir kondensatorius B yra sujungti nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:
1/C = 1/C_A + 1/C_B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 faradai
Elektros energija grandinėje
E = ½ KV² = ½ (4)(12²) = (2)(144)
E = 288 džauliai
Teisingas atsakymas yra B.

10. Pažvelkite į žemiau esančią grandinę! Kondensatoriaus C krūvio dydis₅ yra….

A. 36 Kulonai
B. 24 Kulonų
C. 12 Kulonų
D. 6 kulonų
E. 4 Kulonai

Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Kondensatorius 1 (C₁) = 6 °F
Kondensatorius 2 (C₂) = 6 °F
Kondensatorius 3 (C₃) = 3 °F
Kondensatorius 4 (C₄) = 12 °F
Kondensatorius 5 (C₅) = 6 °F
Įtampa (V) = 12 voltų
Klausimas: Kondensatoriaus krūvis (C₅)
Jawab :

Kapasitorius
Kondensatorius C₂ ir kondensatorius C₃ sujungtas nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:
1 / C_A = 1/C₂ + 1/C₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
C_A = 6/3 = 2 faradai
Kondensatorius C₄ ir kondensatorius C₅ sujungtas nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C_B = 12/3 = 4 faradai

Kondensatorius C_A ir kondensatorius C_B sujungtas lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:
C_C = C_A + C_B = 2 + 4 = 6 faradai
Kondensatorius C₁ ir kondensatorius C_C sujungta nuosekliai:
1/C = 1/C₁ + 1/C_C = 1/6 F + 1/6 F = 2/6
C = 6/2 = 3 faradai

Elektros krūvis
Pakaitinio kondensatoriaus C elektros krūvis:
q = VC = (12 voltų) (3 faradai) = 36 kulonai
Kondensatorius 1 ir kondensatorius CC yra sujungti nuosekliai taip, kad pakaitinio kondensatoriaus C elektros krūvis būtų lygus kondensatoriaus C elektros krūviui.₁ = kondensatoriaus C elektros krūvis_C = 36 kulonai.
Kondensatorius C_C turi 6 faradų talpą ir 36 kulonų krūvį. Potencialų skirtumas kondensatoriuje C_C yra: V = q/C_C = 36 kulonai / 6 faradai = 6 voltai
Kondensatorius C_C yra kondensatoriaus C pakaitinis kondensatorius_A ir kondensatorius C_B kurie yra sujungti lygiagrečiai. Todėl potencialų skirtumas kondensatoriuje C_C (V_C) = potencialų skirtumas tarp kondensatoriaus C_A (V_A) = potencialų skirtumas tarp kondensatoriaus C_B (V_B) = 6 voltai.

Elektros krūvis kondensatoriuje C_B :
q_B = V_B C_B = (6 voltai)(4 faradai) = 24 kulonai
CB kondensatorius yra C kondensatoriaus pakaitinis kondensatorius₄ C diena₅ kurie yra sujungti nuosekliai. Kadangi jie sujungti nuosekliai, kondensatoriaus C elektros krūvis_B (q_B) = kondensatoriaus C elektros krūvis₄ (q₄) = kondensatoriaus C elektros krūvis₅ (q₅) = 24 kulonai.
Teisingas atsakymas yra B.

11. Penki vienodi 20 µF talpos kondensatoriai išdėstyti, kaip parodyta paveikslėlyje, ir prijungti prie 6 voltų įtampos šaltinio. Bendras kondensatoriaus C ₅ krūvis yra….

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

Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Kondensatorius C₁ = C₂ = C₃ = C₄ = C₅ = 20 µF
Potencialų skirtumas (V) = 6 voltų
Klausimas: Bendras kondensatoriaus C5 krūvis
Jawab :
Kapasitorius
Kondensatorius C₁ ir kondensatorius C₂ sujungtas nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:
1 / C_A = 1/C₁ + 1/C₂ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_A = 20/2 = 10 µF
Kondensatorius C₃ ir kondensatorius C₄ sujungtas nuosekliai. Pakaitinis kondensatorius:
1 / C_B = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_B = 20/2 = 10 µF
Kondensatorius C_A ir kondensatorius C_B sujungtas lygiagrečiai. Pakaitinis kondensatorius:
C_C = C_A + C_B = 10 + 10 = 20 µF
Kondensatorius C_C ir kondensatorius C₅ sujungta nuosekliai:
1/C = 1/C_C + 1/C₅ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 µF

Elektros krūvis
Pakaitinio kondensatoriaus C elektros krūvis:
q = VC = (6 voltai)(10 × 10^-6 Faradas) = ​​60 x 10^-6 Kulonas = 60 µC
Kondensatorius C_C ir kondensatorius 5 yra sujungtas nuosekliai taip, kad pakaitinio kondensatoriaus C elektros krūvis būtų lygus kondensatoriaus C elektros krūviui_C = kondensatoriaus C elektros krūvis₅ = 60 µC.
Teisingas atsakymas yra C.

Klausimo šaltinis:

Nacionalinio fizikos egzamino klausimai vyresniosioms vidurinėms mokykloms / profesinėms mokykloms