കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം - പ്രശ്നങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും.
1. താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന സർക്യൂട്ടിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം നിർണ്ണയിക്കുക (1 µF = 10 -6 F)
അറിയപ്പെടുന്നത്:
കപ്പാസിറ്റർ 1 (സി1) = 3 µF 
കപ്പാസിറ്റർ 2 (C 2 ) = 1 µF
കപ്പാസിറ്റർ 3 (C 3 ) = 2 µF
കപ്പാസിറ്റർ 4 (C 4 ) = 6 µF
കപ്പാസിറ്റർ 5 (C 5 ) = 4 µF
ഇലക്ട്രിക്കൽ വോൾട്ടേജ് (V) = 5 വോൾട്ട്
ആവശ്യമുണ്ട്: സർക്യൂട്ടുകളിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം
പരിഹാരം:
തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
കപ്പാസിറ്റർ 2 ഉം കപ്പാസിറ്റർ 3 ഉം സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
CA = സി2 + സി3 = 1 + 2 = 3 μF
കപ്പാസിറ്റർ 1, കപ്പാസിറ്റർ A, കപ്പാസിറ്റർ 4 എന്നിവ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
1/സിB = 1/സി1 + 1/CA + 1/C4 = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
CB = 6/5 µF
കപ്പാസിറ്റർ B ഉം കപ്പാസിറ്റർ 5 ഉം സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
സി = സിB + സി5 = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5.2 µF
സി = 5.2 x 10-6 ഫറാദ്
സർക്യൂട്ടിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം:
E = ½ CV2 = ½ (5.2 x 10-6)(5)2) = (2.6 x 10-6)(25)
E = 65 x 10 -6 ജൂൾ
2. നിർണ്ണയിക്കുക കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു (1 µF = 10-6 F)
അറിയപ്പെടുന്നത്:
കപ്പാസിറ്റർ 1 (സി1) = 4 µF 
കപ്പാസിറ്റർ 2 (C 2 ) = 6 µF
കപ്പാസിറ്റർ 3 (C 3 ) = 12 µF
കപ്പാസിറ്റർ 4 (C 4 ) = 2 µF
കപ്പാസിറ്റർ 5 (C 5 ) = 2 µF
ഇലക്ട്രിക് വോൾട്ടേജ് (V) = 40 വോൾട്ട്
ആവശ്യമുണ്ട്: സർക്യൂട്ടുകളിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം
പരിഹാരം:
തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
കപ്പാസിറ്റർ 1, കപ്പാസിറ്റർ 2, കപ്പാസിറ്റർ 3 എന്നിവ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
1/സിA = 1/സി1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
സി എ = 12/6 = 2 µF
കപ്പാസിറ്റർ 4 ഉം കപ്പാസിറ്റർ 5 ഉം ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
1/സിB = 1/സി4 + 1/C5 = 1/2 + 1/2 = 2/2
CB = 2/2 = 1 µF
കപ്പാസിറ്റർ എയും കപ്പാസിറ്റർ ബിയും സമാന്തരമായി. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
സി = സിA + സിB = 2 + 1 = 3 μF
സി = 3 x 10-6 ഫറാദ്
സർക്യൂട്ടുകളിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം:
E = ½ CV2 = ½ (3 x 10-6)(40)2) = (1.5 x 10-6)(1600)
ഇ = 2400 x 10-6 = 2.4x10-3 ജൂൾ
3. t നിർണ്ണയിക്കുകവൈദ്യുത സർക്യൂട്ടിൽ സംഭരിക്കപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജം താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.w.
അറിയപ്പെടുന്നത്:
കപ്പാസിറ്റർ 1 (സി1) = 4 എഫ് 
കപ്പാസിറ്റർ 2 (സി2) = 4 എഫ്
കപ്പാസിറ്റർ 3 (സി3) = 4 എഫ്
കപ്പാസിറ്റർ 4 (സി4) = 4 എഫ്
കപ്പാസിറ്റർ 5 (സി5) = 2 എഫ്
ഇലക്ട്രിക് വോൾട്ടേജ് (V) = 12 വോൾട്ട്
ആവശ്യമുണ്ട്: സർക്യൂട്ടുകളിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം
പരിഹാരം:
തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
കപ്പാസിറ്റർ 1, കപ്പാസിറ്റർ 2, കപ്പാസിറ്റർ 3 എന്നിവ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
CA = സി1 + സി2 + സി3 = 4 + 4 + 4 = 12 എഫ്
കപ്പാസിറ്റർ 4 ഉം കപ്പാസിറ്റർ 5 ഉം സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
CB = സി4 + സി5 = 4 + 2 = 6 എഫ്
കപ്പാസിറ്റർ A യും കപ്പാസിറ്റർ B യും ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
1/സി = 1/സിA + 1/CB = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
സി = 12/3 = 4 ഫാരഡ്
സർക്യൂട്ടുകളിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം:
E = ½ CV2 = ½ (4)(12)2) = (2)(144)
E = 288 ജൂൾ
1. ചോദ്യം: ഒരു കപ്പാസിറ്ററിൽ ഊർജ്ജം എങ്ങനെയാണ് സംഭരിക്കുന്നത്?
ഉത്തരം: ഒരു കപ്പാസിറ്ററിലെ ഊർജ്ജം അതിന്റെ പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിലാണ് സംഭരിക്കുന്നത്. ഒരു കപ്പാസിറ്ററിൽ ഒരു വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഒരു പ്ലേറ്റിൽ പോസിറ്റീവ് ചാർജുകളും എതിർ പ്ലേറ്റിൽ നെഗറ്റീവ് ചാർജുകളും അടിഞ്ഞുകൂടുകയും ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
2. ചോദ്യം: ഒരു കപ്പാസിറ്ററിൽ സംഭരിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ സൂത്രവാക്യം എന്താണ്?
ഉത്തരം: ഒരു കപ്പാസിറ്ററിൽ സംഭരിക്കുന്ന ഊർജ്ജം (U) നൽകുന്നത് �=12��2 ഇവിടെ C എന്നത് കപ്പാസിറ്റൻസും V എന്നത് കപ്പാസിറ്ററിലുടനീളമുള്ള വോൾട്ടേജുമാണ്.
3. ചോദ്യം: വോൾട്ടേജ് ഇരട്ടിയാകുമ്പോൾ ഒരു കപ്പാസിറ്ററിൽ സംഭരിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തിന് എന്ത് സംഭവിക്കും?
ഉത്തരം: വോൾട്ടേജിന്റെ വർഗ്ഗത്തിന് (V^2) ആനുപാതികമായി ഊർജ്ജം വരുന്നതിനാൽ, വോൾട്ടേജ് ഇരട്ടിയാകുമ്പോൾ, ഊർജ്ജം നാല് മടങ്ങ് വർദ്ധിക്കുന്നു.
4. ചോദ്യം: വോൾട്ടേജ് സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് വിച്ഛേദിക്കപ്പെട്ടാലും ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കപ്പാസിറ്റർ അപകടകരമാകുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
ഉത്തരം: ഒരു ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കപ്പാസിറ്ററിന് അതിന്റെ വോൾട്ടേജ് സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് വിച്ഛേദിക്കപ്പെട്ടാലും അതിന്റെ സംഭരിച്ച ഊർജ്ജം നിലനിർത്താൻ കഴിയും. ഒരു കണ്ടക്ടർ (അല്ലെങ്കിൽ ഒരു വ്യക്തി) ടെർമിനലുകളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുകയാണെങ്കിൽ, സംഭരിച്ച ഊർജ്ജം വേഗത്തിൽ പുറത്തുവരാം, ഇത് ദോഷമോ നാശമോ ഉണ്ടാക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.
5. ചോദ്യം: വോൾട്ടേജ് സ്ഥിരമായി നിലനിർത്തുമ്പോൾ കപ്പാസിറ്റൻസ് പകുതിയായി കുറച്ചാൽ ഒരു കപ്പാസിറ്ററിൽ സംഭരിക്കപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജം എങ്ങനെ മാറുന്നു?
ഉത്തരം: കപ്പാസിറ്റൻസ് പകുതിയായി കുറയ്ക്കുകയും വോൾട്ടേജ് സ്ഥിരമായി തുടരുകയും ചെയ്താൽ, സംഭരിക്കപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജവും പകുതിയായി കുറയും, കാരണം ഊർജ്ജം കപ്പാസിറ്റൻസിന് നേർ അനുപാതത്തിലാണ്.
6. ചോദ്യം: ഒരു കപ്പാസിറ്ററിൽ ഡൈഇലക്ട്രിക് മെറ്റീരിയൽ എന്ത് പങ്കാണ് വഹിക്കുന്നത്?
ഉത്തരം: പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള ഫലപ്രദമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ ഡൈഇലക്ട്രിക് മെറ്റീരിയൽ കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള ചാർജ് ചാലകത തടയുകയും ചെയ്യുന്നു.
7. ചോദ്യം: ഒരു സീരീസ് കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടിൽ, മൊത്തം കപ്പാസിറ്റൻസ് വ്യക്തിഗത കപ്പാസിറ്റൻസുകളുമായി എങ്ങനെ താരതമ്യം ചെയ്യും?
ഉത്തരം: ഒരു ശ്രേണി ക്രമീകരണത്തിൽ, മൊത്തം കപ്പാസിറ്റൻസിന്റെ (1/C_total) വിപരീതം വ്യക്തിഗത കപ്പാസിറ്റൻസുകളുടെ വിപരീതങ്ങളുടെ ആകെത്തുകയാണ്. ഇതിനർത്ഥം ഒരു ശ്രേണി കോൺഫിഗറേഷനിലെ മൊത്തം കപ്പാസിറ്റൻസ് എല്ലായ്പ്പോഴും ശ്രേണിയിലെ ഏറ്റവും ചെറിയ കപ്പാസിറ്റൻസിനേക്കാൾ കുറവായിരിക്കും എന്നാണ്.
8. ചോദ്യം: സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ മൊത്തം കപ്പാസിറ്റൻസ് എങ്ങനെയാണ് കണക്കാക്കുന്നത്?
ഉത്തരം: സമാന്തരമായി കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക്, മൊത്തം കപ്പാസിറ്റൻസ് എന്നത് വ്യക്തിഗത കപ്പാസിറ്റൻസുകളുടെ ആകെത്തുകയാണ്.
9. ചോദ്യം: എന്തുകൊണ്ടാണ് ഒരു കപ്പാസിറ്റർ ഡയറക്ട് കറന്റ് (DC) തടയുകയും ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറന്റ് (AC) കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നത്?
ഉത്തരം: ഒരു കപ്പാസിറ്റർ DC യെ ബ്ലോക്ക് ചെയ്യുന്നു, കാരണം അത് ഒരിക്കൽ പൂർണ്ണമായി ചാർജ്ജ് ചെയ്താൽ പിന്നീട് ഒരു കറന്റും പ്രവഹിക്കാൻ കഴിയില്ല. എന്നിരുന്നാലും, AC യിൽ, വോൾട്ടേജ് തുടർച്ചയായി മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് കപ്പാസിറ്റർ ചാർജ് ചെയ്യാനും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യാനും കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഫലപ്രദമായ ഒരു കറന്റ് പ്രവഹിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.
10. ചോദ്യം: ഒരു കപ്പാസിറ്റർ ഒരു ബാറ്ററിയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് പൂർണ്ണമായി ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പ് വിച്ഛേദിച്ചാൽ അതിന്റെ വോൾട്ടേജിന് എന്ത് സംഭവിക്കും?
ഉത്തരം: കപ്പാസിറ്റർ വിച്ഛേദിക്കുന്ന സമയത്ത് അതിലുണ്ടായിരുന്ന വോൾട്ടേജ് നിലനിർത്തും, ഒരു പവർ സ്രോതസ്സിലേക്ക് തിരികെ ബന്ധിപ്പിച്ചില്ലെങ്കിൽ കൂടുതൽ ചാർജ് ചെയ്യുകയുമില്ല.
