Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny kapasitora

Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny kapasitora

Singa elektrika afaka mitahiry angovo amin'ny endrika saha elektrika ny kapasitera. Manana fampiharana isan-karazany amin'ny fizaran-tany elektronika ny kapasitera, toy ny sivana, fitahirizana angovo vonjimaika, ary mpamokatra famantarana. Ity lahatsoratra ity dia hiresaka ohatra maromaro momba ny olana amin'ny kapasitera, miaraka amin'ny vahaolana sy fanazavana, mba hanampiana amin'ny fahatakarana ny foto-kevitra fototra momba ny kapasitera amin'ny fizika.

1. Fahafahan'ny Capacitor

Ohatra amin'ny Fanontaniana 1:
Ny kapasitera takelaka fisaka dia manana velaran'ny takelaka \(A = 2 \, m^2\) ary elanelana misy eo amin'ireo takelaka \(d = 0.01 \, m\). Raha toa ka ny tsy miovaova dielektrika an'ny rivotra \(\epsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \, F/m\), dia kajy ny kapasitan'ny kapasitera.

Vahaolana:
Azo kajy amin'ny alalan'ny raikipohy ny fahafahan'ny (C) an'ny kapasitera takelaka fisaka:
\[
C = \frac{\epsilon_0 A}{d}
\]

Soloy ireo soatoavina nomena:
\[
C = (8.85 x 10^-12) F/m x 2 m^2}{0.01 m}
\]
\[
= \frac{17.7 \x 10^{-12} \, F}{0.01}
\]
\[
= 1.77 x 10^{-9} \, F
\]
\[
= 1.77 \, nF
\]

Noho izany, ny fahafahan'ny kondensatora dia 1.77 nanofarads (nF).

2. Angovo voatahiry ao anaty Capacitor

Ohatra amin'ny Fanontaniana 2:
Misy kapasitera manana fahafaha-mamokatra \(C = 5 \, \mu F\) mifandray amin'ny loharanon-kery \(V = 12 \, V\). Kajio ny angovo voatahiry ao amin'ilay kapasitera.

Vahaolana:
Azo kajy amin'ny alalan'ny raikipohy ny angovo (E) voatahiry ao anaty kapasitera:
\[
E = \frac{1}{2} CV^2
\]

Soloy ireo soatoavina nomena:
\[
E = \frac{1}{2} \times 5 \times 10^{-6} \, F \times (12 \, V)^2
\]
\[
= \frac{1}{2} \times 5 \times 10^{-6} \times 144
\]
\[
= 2.5 x 10^{-6} x 144
\]
\[
= 360 x 10^{-6} \, J
\]
\[
= 0.36 \, mJ
\]

Noho izany, ny angovo voatahiry ao amin'ny kapasitera dia 0.36 millijoules (mJ).

3. Kapasitera amin'ny faribolana mifanesy sy mifanitsy

Ohatra amin'ny Fanontaniana 3:
Kapasitera telo, samy manana kapasitansa \(C_1 = 2 \, \mu F\), \(C_2 = 3 \, \mu F\), ary \(C_3 = 6 \, \mu F\), no mifandray amin'ny circuit iray:
a) Andian-dahatsoratra
b) Mifanitsy

Kajio ny fahafaha-mitovy amin'ny an'ny firafitra roa tonta.

Vahaolana:

a) Faritra mifanesy:

Ho an'ny kapasitera mifandray amin'ny andiany, ny kapasitansa mitovy (\(C_{series}\)) dia azo kajy amin'ny fampiasana ny raikipohy:
\[
\frac{1}{C_{andiany}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3}
\]

Soloy ireo soatoavina nomena:
\[
\frac{1}{C_{andiany}} = \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6}
\]
\[
\frac{1}{C_{andiany}} = \frac{3}{6} + \frac{2}{6} + \frac{1}{6}
\]
\[
\frac{1}{C_{andiany}} = 1
\]
\[
C_{andiany} = 1 \, \mu F
\]

Noho izany, ny capacitance mitovy amin'ny firafitry ny andian-dahatsoratra dia 1 microfarad (\(\mu F\)).

b) Faribolana mifanitsy:

Ho an'ny kapasitera mifandray mifanitsy, ny kapasitansa mitovy (\(C_{parallel}\)) dia azo kajy amin'ny fampiasana ny raikipohy:
\[
C_{miray} = C_1 + C_2 + C_3
\]

Soloy ireo soatoavina nomena:
\[
C_{miray} = 2 + 3 + 6
\]
\[
C_{miray} = 11 \, \mu F
\]

Noho izany, ny capacitance mitovy amin'ny firafitra mifanitsy dia 11 microfarads (\(\mu F\)).

4. Kapasitera misy Dielektrika

Ohatra amin'ny Fanontaniana 4:
Fenoina fitaovana dielektrika manana tsy miovaova dielektrika (k = 4) ny kapasitera fisaka misy capacitance (C_0 = 8, pF). Kajio ny capacitance vaovaon'ny kapasitera.

Vahaolana:
Azo kajy amin'ny alalan'ny raikipohy ny fahafaha-manao vaovao (C) an'ny kapasitera misy dielektrika:
\[
C = k x C_0
\]

Soloy ireo soatoavina nomena:
\[
C = 4 x 8 pF
\]
\[
= 32 \, pF
\]

Noho izany, ny fahafaha-mamokatra vaovaon'ny kondensator dia 32 picofarads (pF).

5. Kapasitera famandrihana sy famoahana herinaratra

Ohatra amin'ny Fanontaniana 5:
Misy kapasitera manana kapasitansa \(C = 10 \, \mu F\) mifandray amin'ny resistor \(R = 2 \, k\Omega\) ao anaty circuit famandrihana. Kajio ny fotoana ilaina hamenoana ny kapasitera hatramin'ny 63% amin'ny voltase ambony indrindra.

Vahaolana:
Ny fotoana ilaina hamenoana ny kapasitera hatramin'ny 63% amin'ny voltazy ambony indrindra dia antsoina hoe tsy miovaova ny fotoana (τ), izay azo kajy amin'ny fampiasana ny raikipohy:
\[
\tau = R x C
\]

Soloy ireo soatoavina nomena:
\[
\tau = 2 x 10^3 \, \Omega x 10 x 10^{-6} \, F
\]
\[
= 2 x 10^{-2} \, s
\]
\[
= 20 \, ms
\]

Noho izany, ny fotoana ilaina hamenoana ny kapasitera hatramin'ny 63% amin'ny voltase ambony indrindra dia 20 milisegondra (ms).

6. Kapasitera ao amin'ny faritra AC

Ohatra amin'ny Fanontaniana 6:
Misy kapasitera manana fahafaha-mamokatra \(C = 5 \, \mu F\) mifandray amin'ny loharanon-kery AC manana fatran'ny \(f = 50 \, Hz\). Kajio ny reactance capacitive an'ilay kapasitera.

Vahaolana:
Azo kajy amin'ny alalan'ny raikipohy ny capacitive reactance (X_C):
\[
X_C = \frac{1}{2 \pi f C}
\]

Soloy ireo soatoavina nomena:
\[
X_C = \frac{1}{2 \pi \times 50 \times 5 \times 10^{-6}}
\]
\[
= \frac{1}{2 \pi \times 250 \times 10^{-6}}
\]
\[
= \frac{1}{1.57 \x250 \x10^{-6}}
\]
\[
= \frac{1}{392.5 \x 10^{-6}}
\]
\[
= 2550 \, \Omega
\]

Noho izany, ny capacitive reactance an'ny capacitor dia 2550 ohms (\(\Omega\)).

Famaranana

Ato amin'ity lahatsoratra ity, dia noresahintsika ireo olana maromaro mahakasika ny capacitor amin'ny endrika sy fepetra samihafa, manomboka amin'ny capacitance fototra, fitahirizana angovo, endrika andiany sy mifanitsy, ny fiantraikan'ny fitaovana dielektrika, ka hatramin'ny fihetsiky ny capacitor amin'ny fizaran-tany AC. Ny fahatakarana ny foto-kevitra sy ny kajy mifandraika amin'ny capacitor dia tena ilaina amin'ny elektronika sy fizika, satria singa fototra amin'ny fampiharana maro izy ireo. Antenaina fa ireo olana ohatra ireo dia hanampy anao hahatakatra lalindalina kokoa ny foto-kevitry ny capacitor.