Kondensatora piemēru jautājumi — virknes un paralēlās ķēdes

11 Kondensatoru problēmu piemēri – virknes un paralēlās ķēdes

1. Tiga kondensators savienots virknē-paralēli, kā parādīts attēlā zemāk. Ja C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, tad aizvietošanas jauda ir…
Diskusija
Ir zināms, ka:
Kondensators C₁ = 2 μF
Kondensators C₂ = 4 μF
Kondensators C₃ = 4 μF
Jautāja: Aizvietošanas jauda (C)
Atbilde:
Kondensators C₂ C diena₃ savienots paralēli. Aizvietošanas jauda ir:
C_P = C₂ + C₃ = 4 + 4 = 8 μF
Kondensators C₁ C diena_P savienots virknē. Aizvietošanas jauda ir:
1/C = 1/C₁ + 1/C_P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8
C = 8/5 μF

μF = mikrofarads (mikrofarads) elektriskā kapacitāte)1 μF = 10^-6 Farāds

2. Trīs kondensatori ir savienoti virknē un paralēli, kā parādīts attēlā zemāk. Ja C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF un C₅ = 10 μF, tad aizvietošanas jauda ir…
Diskusija
Ir zināms, ka:
Kondensators C₁ = 2 μF
Kondensators C₂ = 4 μF
Kondensators C₃ = 6 μF
Kondensators C₄ = 5 μF
Kondensators C₅ = 10 μF
Jautāja: Aizvietošanas jauda (C)
Atbilde:

Kondensators C₂ C diena₃ savienots paralēli. Aizvietošanas jauda ir:

C_P = C₂ + C₃
C_P = 4 + 6
C_P = 10 μF

Kondensators C₁, C_P, C₄ C diena₅ savienots virknē. Aizvietošanas jauda ir:

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 un C₃ = 3 μF. Trīs kondensatori ir savienoti virknē un paralēli. Nosakiet elektriskās enerģijas daudzumu ķēdē!
Diskusija
Ir zināms, ka:
Kondensators C₁ = 3 μF
Kondensators C₂ = 4 μF
Kondensators C₃ = 3 μF
Jautāja: Aizvietošanas jauda (C)
Atbilde:

Kondensators C₂ C diena₃ savienots paralēli. Aizvietošanas jauda ir:

C_P = C₂ + C₃
C_P = 4 + 3
C_P = 7 μF

Kondensators C₁ C diena_P savienots virknē. Aizvietošanas jauda ir:

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

Elektriskā enerģija ķēdē:

E = ½ VK²
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 Joule
E = 1,5 x 10^-4 Joule

4. Apskatiet kondensatora shēmas shēmu sānos! Kopējais lādiņš kondensatora ķēdē ir… (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

Diskusija

Ir zināms, ka:

Kondensators 1 (C₁) = 3 μF

Kondensators 2 (C₂) = 3 μF

Kondensators 3 (C₃) = 3 μF

Kondensators 4 (C₄) = 2 μF

Kondensators 5 (C₅) = 3 μF

Spriegums (V) = 3 volti

Jautāja: Kopējais lādiņš kondensatora ķēdē (Q)

Atbilde:

Rezerves kondensators

Kondensators C₁, C₂ dC₃ savienots virknē. Rezerves kondensators:

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

C₁₂₃ = 3/3 = 1 μF

Kondensators C₁₂₃ C diena₄ savienots paralēli. Rezerves kondensators:

C₁₂₃₄ = C₁₂₃ + C₄ = 1 + 2 = 3 μF

Kondensators C₁₂₃₄ C diena₅ savienots virknē. Rezerves kondensators:

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

C = 3/2 μF

C = 3/2 x 10^-6 F

Kopējais elektriskais lādiņš

Elektriskais lādiņš uz rezerves kondensatora = mkopējais lādiņš kondensatora ķēdē :

Q = VC = (3 volti)(3/2 x 10^-6 Farāds) = 9/2 x 10^-6 Kulons

Q = 9/2 mikrokulons = 9/2 μC

Q = 4,5 μC

Pareizā atbilde ir D.

5. Apskatiet kondensatora shēmas shēmu sāpusē! Ja katra kondensatora C vērtība₁ = C₂ = 2 μF, C₃ = C₄ = 1 μF un C₅ = 4 μF, tad kopējā lādiņa vērtība ķēdē ir… (1 μF = 10^-6 F)

A. 1/7 μC

B. 2/7 μC

C. 4/7 μC

D. 6/7 μC

E. 1 μC

Diskusija

Ir zināms, ka:

Kondensators 1 (C₁) = 2 μF

Kondensators 2 (C₂) = 2 μF

Kondensators 3 (C₃) = 1 μF

Kondensators 4 (C₄) = 1 μF

Kondensators 5 (C₅) = 4 μF

Spriegums (V) = 1,5 volti

Jautāja: Kopējais lādiņš ķēdē (Q)

Atbilde:

Rezerves kondensators

Kondensators C₃ C diena₄ savienots paralēli. Rezerves kondensators:

C₃₄ = C₃ + C₄ = 1 + 1 = 2 μF

Kondensators C₅, C₁, C₂ C diena₃₄ savienots virknē. Rezerves kondensators:

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

Kopējais elektriskais lādiņš

Elektriskais lādiņš uz rezerves kondensatora = mkopējā jauda ķēdē :

Q = VC = (1,5 volti)(4/7 x 10^-6 Farāds) = 6/7 x 10^-6 Kulons

Q = 6/7 mikrokulons

Q = 6/7 μC

Pareizā atbilde ir D.

6. Apsveriet sekojošo kondensatora ķēdi! Kopējais lādiņš ķēdē ir…

A. 20 μC

B. 40 μC

C. 60 μC

D. 80 μC

E. 160. gads μC

Diskusija

Ir zināms, ka:

Kondensators 1 (C₁) = 3 μF

Kondensators 2 (C₂) = 3 μF

Kondensators 3 (C₃) = 4 μF

Kondensators 4 (C₄) = 4 μF

Kondensators 5 (C₅) = 8 μF

Spriegums (V) = 10 volti

Jautāja: Kopējais lādiņš ķēdē (Q)

Atbilde:

Rezerves kondensators

Kondensators C₁ C diena₂ savienots paralēli. Rezerves kondensators:

C₁₂ = C₁ + C₂ = 3 + 3 = 6 μF

Kondensators C₃ dC₄ savienots virknē. Rezerves kondensators:

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

C₃₄ = 4/2 = 2 μF

Kapasitors C₁₂, kondensators C₃₄ un kondensatori C₅ savienots paralēli. Rezerves kondensators:

C = C₁₂ + C₃₄ + C₅ = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10^-6 Farāds

Kopējais elektriskais lādiņš

Elektriskais lādiņš uz rezerves kondensatora = mkopējais lādiņš kondensatora ķēdē :

Q = VC = (10 volti)(16 x 10^-6 Farāds) = 160 x 10^-6 Kulons

Q= 160 mikrokulons = 160 μC

Pareizā atbilde ir E.

7. Apskatiet kondensatora shēmas shēmu sānos! Elektriskās enerģijas daudzums ķēdē ir… (1 µF = 10^-6 F)

A. 65 x 10^-6 Joule
B. 52 x 10^-6 Joule
Aptuveni 39 x 10^-6 Joule
Dz. 26 x 10^-6 Joule
E. 13 x 10^-6 Joule

Diskusija
Ir zināms :
Kondensators 1 (C₁) = 3 µF
Kondensators 2 (C₂) = 1 µF
Kondensators 3 (C₃) = 2 µF
Kondensators 4 (C₄) = 6 µF
Kondensators 5 (C₅) = 4 µF
Elektriskais spriegums (V) = 5 volti
Jautāts Elektriskā enerģija ķēdē
Jawab :

Rezerves kondensators virknes-paralēlas kondensatora shēmai
Kondensatori 2 un 3 ir savienoti paralēli. Rezerves kondensators:
C_A = C₂ + C₃ = 1 + 2 = 3 µF
Kondensators 1, kondensators A un kondensators 4 ir savienoti virknē. Rezerves kondensators:
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
Kondensators B un kondensators 5 ir savienoti paralēli. Rezerves kondensators:
C = C_B + C₅ = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5,2 µF
C = 5,2 x 10^-6 Farāds
Elektriskā enerģija ķēdē
E = ½ VK² = ½ (5,2 x 10^-6)(5²) = (2,6 x 10^-6)(25)
E = 65 x 10^-6 Joule
Pareizā atbilde ir A.

8. Apskatiet sekojošo kondensatora shēmas shēmu! Elektriskās enerģijas daudzums šajā kombinētajā kondensatora shēmā ir… (1 µF = 10^-6 F)

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

Diskusija
Ir zināms :
Kondensators 1 (C₁) = 4 µF
Kondensators 2 (C₂) = 6 µF
Kondensators 3 (C₃) = 12 µF
Kondensators 4 (C₄) = 2 µF
Kondensators 5 (C₅) = 2 µF
Elektriskais spriegums (V) = 40 volti
Jautāts Elektriskā enerģija ķēdē
Jawab :
Rezerves kondensators virknes-paralēlas kondensatora shēmai
Kondensators 1, kondensators 2 un kondensators 3 ir savienoti virknē. Rezerves kondensators:
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
Kondensatori 4 un 5 ir savienoti virknē. Rezerves kondensators:
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/2 + 1/2 = 2/2
C_B = 2/2 = 1 µF
Kondensators A un kondensators B ir savienoti paralēli. Rezerves kondensators:
C = C_A + C_B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10^-6 Farāds
Elektriskā enerģija ķēdē
E = ½ VK² = ½ (3 x 10^-6)(40²) = (1,5 x 10^-6)(1600)
E = 2400 x 10^-6 = 2,4 x 10^-3 Joule
Pareizā atbilde ir D.

9. Apskatiet sekojošo kapacitātes shēmas diagrammu. Iepriekš redzamajā elektriskajā ķēdē uzkrātā enerģija ir…
A. 336 000 džoulu
B. 259 200 džouli
Aptuveni 554 400 džouli
D. 72 džouli
E. 48 džouli
Diskusija
Ir zināms :
Kondensators 1 (C₁) = 4 F
Kondensators 2 (C₂) = 4 F
Kondensators 3 (C₃) = 4 F
Kondensators 4 (C₄) = 4 F
Kondensators 5 (C₅) = 2 F
Elektriskais spriegums (V) = 12 volti
Jautāts Elektriskā enerģija ķēdē
Jawab :
Jawab :
Rezerves kondensators virknes-paralēlas kondensatora shēmai
Kondensators 1, kondensators 2 un kondensators 3 ir savienoti paralēli. Rezerves kondensators:
C_A = C₁ + C₂ + C₃ = 4 + 4 + 4 = 12 grādi pēc Fārenheita skalas
Kondensatori 4 un 5 ir savienoti paralēli. Rezerves kondensators:
C_B = C₄ + C₅ = 4 + 2 = 6 F
Kondensators A un kondensators B ir savienoti virknē. Rezerves kondensators:
1/C = 1/C_A + 1/C_B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Farads
Elektriskā enerģija ķēdē
E = ½ VK² = ½ (4)(12²) = (2)(144)
E = 288 džouli
Pareizā atbilde ir B.

10. Apskatiet zemāk redzamo ķēdi! Kondensatora C lādiņa lielums₅ ir….

A. 36 kuloni
B. 24 kuloni
C. 12 kuloni
D. 6 Kuloni
E. 4 Kuloni

Diskusija
Ir zināms, ka:
Kondensators 1 (C₁) = 6 F
Kondensators 2 (C₂) = 6 F
Kondensators 3 (C₃) = 3 F
Kondensators 4 (C₄) = 12 F
Kondensators 5 (C₅) = 6 F
Spriegums (V) = 12 volti
Jautājums: Kondensatora lādiņš (C₅)
Atbilde:

Kapasitors
Kondensators C₂ un kondensators C₃ savienots virknē. Rezerves kondensators:
1 / C_A = 1/C₂ + 1/C₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
C_A = 6/3 = 2 Farads
Kondensators C₄ un kondensators C₅ savienots virknē. Rezerves kondensators:
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C_B = 12/3 = 4 Farads

Kondensators C_A un kondensators C_B savienots paralēli. Rezerves kondensators:
C_C = C_A + C_B = 2 + 4 = 6 Farads
Kondensators C₁ un kondensators C_C virknē savienots:
1/C = 1/C₁ + 1/C_C = 1/6 F + 1/6 F = 2/6
C = 6/2 = 3 Farads

Elektriskais lādiņš
Elektriskais lādiņš uz rezerves kondensatora C:
q = VC = (12 volti)(3 faradas) = ​​36 kuloni
Kondensators 1 un kondensators CC ir savienoti virknē tā, lai aizvietošanas kondensatora C elektriskais lādiņš būtu vienāds ar kondensatora C elektrisko lādiņu.₁ = elektriskais lādiņš uz kondensatora C_C = 36 kuloni.
Kondensators C_C ir 6 faradu ietilpība un 36 kulonu lādiņš. Potenciālu starpība kondensatorā C_C ir: V = q/C_C = 36 kuloni / 6 faradas = 6 volti
Kondensators C_C ir kondensatora C aizstājējs_A un kondensators C_B kas ir savienoti paralēli. Tāpēc potenciālu starpība uz kondensatora C_C (V_C) = potenciāla starpība starp kondensatoru C_A (V_A) = potenciāla starpība starp kondensatoru C_B (V_B) = 6 volti.

Elektriskais lādiņš uz kondensatora C_B :
q_B = V_B C_B = (6 volti)(4 faradas) = ​​24 kuloni
CB kondensators ir C kondensatora rezerves kondensators₄ C diena₅ kas ir savienoti virknē. Tā kā tie ir savienoti virknē, elektriskais lādiņš uz kondensatora C_B (q_B) = elektriskais lādiņš uz kondensatora C₄ (q₄) = elektriskais lādiņš uz kondensatora C₅ (q₅) = 24 kuloni.
Pareizā atbilde ir B.

11. Pieci identiski kondensatori ar 20 µF katra kapacitāti ir izvietoti, kā parādīts attēlā, un pievienoti 6 voltu sprieguma avotam. Kopējais kondensatoros uzkrātais lādiņš ir C₅ ir….

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

Diskusija
Ir zināms, ka:
Kondensators C₁ = C₂ = C₃ = C₄ = C₅ = 20 µF
Potenciālo spriegumu (V) = 6 volti
Jautājums: Kopējais kondensatorā C5 uzkrātais lādiņš
Atbilde:
Kapasitors
Kondensators C₁ un kondensators C₂ savienots virknē. Rezerves kondensators:
1 / C_A = 1/C₁ + 1/C₂ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_A = 20/2 = 10 µF
Kondensators C₃ un kondensators C₄ savienots virknē. Rezerves kondensators:
1 / C_B = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_B = 20/2 = 10 µF
Kondensators C_A un kondensators C_B savienots paralēli. Rezerves kondensators:
C_C = C_A + C_B = 10 + 10 = 20 µF
Kondensators C_C un kondensators C₅ virknē savienots:
1/C = 1/C_C + 1/C₅ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 µF

Elektriskais lādiņš
Elektriskais lādiņš uz rezerves kondensatora C:
q = VC = (6 volti)(10 x 10^-6 Farāds) = 60 x 10^-6 Kulons = 60 µC
Kondensators C_C un kondensators 5 ir savienots virknē tā, lai aizvietošanas kondensatora C elektriskais lādiņš būtu vienāds ar kondensatora C elektriskais lādiņu._C = elektriskais lādiņš uz kondensatora C₅ = 60 µC.
Pareizā atbilde ir C.

Jautājuma avots:

Valsts eksāmena fizikas jautājumi vidusskolai/profesionālajai vidusskolai