സീരീസ്, പാരലൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ സർക്യൂട്ടുകൾ - പ്രശ്നങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും
1. താഴെയുള്ള കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജുകൾ എത്രയാണ് (1 μF = 10 -6 F)
അറിയപ്പെടുന്നത്:
കപ്പാസിറ്റർ 1 (സി1) = 3 μF
കപ്പാസിറ്റർ 2 (C 2 ) = 3 μF
കപ്പാസിറ്റർ 3 (C 3 ) = 3 μF
കപ്പാസിറ്റർ 4 (C 4 ) = 2 μF
കപ്പാസിറ്റർ 5 (C 5 ) = 3 μF
വോൾട്ടേജ് (V) = 3 വോൾട്ട്
ആവശ്യമുള്ളത് : കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജ് (Q)
പരിഹാരം:
തുല്യ കപ്പാസിറ്റർ
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 1 , C 2 , C 3 എന്നിവ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
1/സി 123 = 1/സി 1 + 1/സി 2 + 1/സി 3 = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3
സി 123 = 3/3 = 1 μF
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 123 ഉം C 4 ഉം സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു . തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
സി 1234 = സി 123 + സി 4 = 1 + 2 = 3 μF
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 1234 ഉം C 5 ഉം ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
1/സി = 1/സി 1234 + 1/സി 5 = 1/3 + 1/3 = 2/3
സി = 3/2 μF
സി = 3/2 x 10 -6 എഫ്
ആകെ ചാർജുകൾ:
തുല്യ കപ്പാസിറ്ററിലെ ആകെ ചാർജുകൾ = കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജുകൾ:
Q = VC = (3 വോൾട്ട്)(3/2 x 10 -6 ഫാരഡ്) = 9/2 x 10 -6 കൂലോംബ്
Q = 9/2 മൈക്രോകൂലോംബ് = 9/2 μC
ക്യു = 4.5 μC
2. C 1 = C 2 = 2 μF, C 3 = C 4 = 1 μF, C 5 = 4 μF എന്നിവയാണെങ്കിൽ, താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജുകൾ നിർണ്ണയിക്കുക (1 μF = 10 -6 F)
അറിയപ്പെടുന്നത്:
കപ്പാസിറ്റർ 1 (C 1 ) = 2 μF
കപ്പാസിറ്റർ 2 (C 2 ) = 2 μF
കപ്പാസിറ്റർ 3 (സി3) = 1 μF
കപ്പാസിറ്റർ 4 (C 4 ) = 1 μF
കപ്പാസിറ്റർ 5 (C 5 ) = 4 μF
വോൾട്ടേജ് (V) = 1.5 വോൾട്ട്
ആവശ്യമുള്ളത് : സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജുകൾ (Q)
പരിഹാരം:
തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 3 ഉം C 4 ഉം സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
സി 34 = സി 3 + സി 4 = 1 + 1 = 2 μF
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 5 , C 1 , C 2 , C 34 എന്നിവ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
1/സി = 1/സി 5 + 1/സി 1 + 1/സി 2 + 1/സി 34
1/സി = 1/4 + 1/2 + 1/2 + 1/2
1/സി = 1/4 + 2/4 + 2/4 + 2/4
1/സി = 7/4
സി = 4/7 μF
സി = 4/7 x 10 -6 എഫ്
ആകെ ചാർജുകൾ:
തുല്യ കപ്പാസിറ്ററിലെ ആകെ ചാർജുകൾ = കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജുകൾ:
Q = VC = (1.5 വോൾട്ട്)(4/7 x 10 -6 ഫാരഡ്) = 6/7 x 10 -6 കൂലോംബ്
Q = 6/7 മൈക്രോകൂലോംബ്
Q = 6/7 μC
3. താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജുകൾ നിർണ്ണയിക്കുക.
അറിയപ്പെടുന്നത്:
കപ്പാസിറ്റർ 1 (സി1) = 3 μF
കപ്പാസിറ്റർ 2 (C 2 ) = 3 μF
കപ്പാസിറ്റർ 3 (C 3 ) = 4 μF
കപ്പാസിറ്റർ 4 (C 4 ) = 4 μF
കപ്പാസിറ്റർ 5 (C 5 ) = 8 μF
വോൾട്ടേജ് (V) = 10 വോൾട്ട്
ആവശ്യമുള്ളത് : സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജ് (Q)
പരിഹാരം:
തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 1 ഉം C 2 ഉം സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
സി 12 = സി 1 + സി 2 = 3 + 3 = 6 μF
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 3 ഉം C 4 ഉം ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
1/സി 34 = 1/സി 3 + 1/സി 4 = 1/4 + 1/4 = 2/4
സി 34 = 4/2 = 2 μF
കപ്പാസിറ്റർ C 12 , കപ്പാസിറ്റർ C 34 , കപ്പാസിറ്റർ C 5 എന്നിവ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റർ:
സി = സി 12 + സി 34 + സി 5 = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10 -6 ഫാരഡുകൾ
ആകെ വൈദ്യുത ചാർജുകൾ:
തുല്യ കപ്പാസിറ്ററിലെ ആകെ ചാർജുകൾ = കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളിലെ ആകെ ചാർജുകൾ:
Q = VC = (10 വോൾട്ട്)(16 x 10 -6 ഫാരഡുകൾ) = 160 x 10 -6 കൂലോംബുകൾ
Q = 160 മൈക്രോകൂലോംബുകൾ = 160 μC
പരമ്പര, സമാന്തര കപ്പാസിറ്ററുകൾ സർക്യൂട്ടുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട 20 ആശയപരമായ ചോദ്യങ്ങളും ഉത്തരങ്ങളും:
1. ചോദ്യം: ഒരു സീരീസ് കോൺഫിഗറേഷനിൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ എങ്ങനെയാണ് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്?
ഉത്തരം: ഒരു ശ്രേണി കോൺഫിഗറേഷനിൽ, കപ്പാസിറ്ററുകൾ അവസാനം മുതൽ അവസാനം വരെ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ എല്ലാ കപ്പാസിറ്ററുകളിലൂടെയും ഒരേ വൈദ്യുതധാര ഒഴുകുന്നു.
2. ചോദ്യം: ഒരു സമാന്തര കോൺഫിഗറേഷനിൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ എങ്ങനെയാണ് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്?
ഉത്തരം: ഒരു സമാന്തര കോൺഫിഗറേഷനിൽ, കപ്പാസിറ്ററുകൾ പൊതുവായ പോയിന്റുകളിലോ ജംഗ്ഷനുകളിലോ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിലൂടെയും വ്യത്യസ്ത വൈദ്യുതധാരകൾ അനുവദിക്കുകയും എന്നാൽ അവയിലുടനീളം ഒരേ വോൾട്ടേജ് നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
3. ചോദ്യം: ശ്രേണിയിലെ കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് നിങ്ങൾ എങ്ങനെ കണക്കാക്കും?
ഉത്തരം: ഒരു സീരീസ് കണക്ഷനിലെ തത്തുല്യ കപ്പാസിറ്റൻസിന്റെ റെസിപ്രോക്കൽ എന്നത് വ്യക്തിഗത കപ്പാസിറ്റൻസുകളുടെ റെസിപ്രോക്കലുകളുടെ ആകെത്തുകയാണ്: 1/Cₑq = 1/C₁ + 1/C₂ + … + 1/Cₙ.
4. ചോദ്യം: സമാന്തരമായി കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് എങ്ങനെ കണക്കാക്കാം?
ഉത്തരം: ഒരു സമാന്തര കണക്ഷനിലെ തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് എന്നത് വ്യക്തിഗത കപ്പാസിറ്റൻസുകളുടെ ആകെത്തുകയാണ്: Cₑq = C₁ + C₂ + … + Cₙ.
5. ചോദ്യം: കപ്പാസിറ്ററുകൾ ശ്രേണിയിൽ ചേർക്കുമ്പോൾ മൊത്തം കപ്പാസിറ്റൻസിന് എന്ത് സംഭവിക്കും?
ഉത്തരം: ശ്രേണിയിൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ ചേർക്കുന്നത് മൊത്തം അല്ലെങ്കിൽ തത്തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസിനെ കുറയ്ക്കുന്നു.
6. ചോദ്യം: കപ്പാസിറ്ററുകൾ സമാന്തരമായി ചേർക്കുമ്പോൾ മൊത്തം കപ്പാസിറ്റൻസിന് എന്ത് സംഭവിക്കും?
ഉത്തരം: കപ്പാസിറ്ററുകൾ സമാന്തരമായി ചേർക്കുന്നത് മൊത്തം അല്ലെങ്കിൽ തത്തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
7. ചോദ്യം: കപ്പാസിറ്ററുകളിൽ ചാർജ് എങ്ങനെയാണ് ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്?
ഉത്തരം: ഒരു സീരീസ് കണക്ഷനിലെ ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിലൂടെയും ഒരേ വൈദ്യുതധാര പ്രവഹിക്കുന്നതിനാൽ അവയിൽ സംഭരിക്കുന്ന ചാർജ് ഒന്നുതന്നെയാണ്.
8. ചോദ്യം: ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകളിലുടനീളം വോൾട്ടേജ് എങ്ങനെയാണ് വിതരണം ചെയ്യുന്നത്?
ഉത്തരം: മൊത്തം വോൾട്ടേജ് ശ്രേണിയിലെ കപ്പാസിറ്ററുകൾക്കിടയിൽ വിഭജിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിലുടനീളമുള്ള വോൾട്ടേജ് അതിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലായിരിക്കും.
9. ചോദ്യം: കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ ഒരു ശ്രേണിയിലോ സമാന്തര സംയോജനത്തിലോ സംഭരിക്കുന്ന ഊർജ്ജം വ്യക്തിഗത കപ്പാസിറ്ററുകളിൽ സംഭരിക്കുന്ന ഊർജ്ജവുമായി എങ്ങനെ താരതമ്യം ചെയ്യും?
ഉത്തരം: ഒരു കപ്പാസിറ്ററിന്റെ സംയോജനത്തിൽ സംഭരിക്കുന്ന ആകെ ഊർജ്ജം, അവ പരമ്പരയിലാണോ സമാന്തരമാണോ എന്നത് പരിഗണിക്കാതെ, വ്യക്തിഗത കപ്പാസിറ്ററുകളിൽ സംഭരിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ ആകെത്തുകയാണ്.
10. ചോദ്യം: കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ ഒരു ശ്രേണി സംയോജനത്തിന്റെ ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് വ്യക്തിഗത കപ്പാസിറ്ററുകളുമായി എങ്ങനെ താരതമ്യം ചെയ്യും?
ഉത്തരം: ഒരു ശ്രേണി സംയോജനത്തിൽ, ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് സാധാരണയായി ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജുള്ള കപ്പാസിറ്ററാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.
11. ചോദ്യം: ഒരു സമാന്തര കോൺഫിഗറേഷനിൽ ഒരേ വോൾട്ടേജ് റേറ്റിംഗുള്ള കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ പ്രാധാന്യം എന്താണ്?
ഉത്തരം: ഒരേ വോൾട്ടേജ് റേറ്റിംഗുള്ള കപ്പാസിറ്ററുകൾ സമാന്തരമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിനും അവയിലുടനീളമുള്ള പൊതുവായ വോൾട്ടേജ് കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു, ഇത് സാധ്യമായ കേടുപാടുകൾ അല്ലെങ്കിൽ പരാജയം തടയുന്നു.
12. ചോദ്യം: എന്തുകൊണ്ടാണ് നിങ്ങൾ ശ്രേണിയിൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്?
ഉത്തരം: കുറഞ്ഞ തത്തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് നേടുന്നതിനോ കോമ്പിനേഷന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനോ ശ്രേണിയിലെ കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കാം.
13. ചോദ്യം: എന്തുകൊണ്ടാണ് നിങ്ങൾ സമാന്തരമായി കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്?
ഉത്തരം: ഉയർന്ന ചാർജ് ശേഷി ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി മൊത്തം കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനോ ഒന്നിലധികം കപ്പാസിറ്ററുകളിൽ ചാർജ് സംഭരണം വിതരണം ചെയ്യുന്നതിനോ സമാന്തരമായി കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കാം.
14. ചോദ്യം: കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ സമാന്തര സംയോജനത്തിൽ സംഭരിക്കുന്ന ആകെ ഊർജ്ജം എങ്ങനെ കണക്കാക്കാം?
ഉത്തരം: ആകെ ഊർജ്ജം ½ Cₑq V² ആയി കണക്കാക്കാം, ഇവിടെ Cₑq തുല്യമായ സമാന്തര കപ്പാസിറ്റൻസും V എന്നത് പൊതു വോൾട്ടേജുമാണ്.
15. ചോദ്യം: ഒരു സീരീസ് കണക്ഷനിൽ അസമമായ കപ്പാസിറ്റൻസുകൾ ഉണ്ടാകുന്നതിന്റെ ഫലം എന്താണ്?
ഉത്തരം: അസമമായ കപ്പാസിറ്റൻസുകളുള്ള ഒരു പരമ്പര കണക്ഷനിൽ, വോൾട്ടേജ് വിതരണം വ്യത്യാസപ്പെടും, ചെറിയ കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് അവയിലുടനീളം വലിയ വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് ഉണ്ടാകും.
16. ചോദ്യം: ട്യൂണിംഗ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ സീരീസിലും പാരലലിലുമുള്ള കപ്പാസിറ്ററുകൾ എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാം?
ഉത്തരം: റേഡിയോകളിലോ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗിലോ പോലുള്ള ട്യൂണിംഗ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ നിർദ്ദിഷ്ട റെസൊണന്റ് ഫ്രീക്വൻസികളോ ഫേസ് ഷിഫ്റ്റുകളോ നേടാൻ കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ സീരീസ്, പാരലൽ കോൺഫിഗറേഷനുകൾ ഉപയോഗിക്കാം.
17. ചോദ്യം: ഒരു കപ്പാസിറ്റർ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് മൂലം പരാജയപ്പെട്ടാൽ ഒരു സമാന്തര സംയോജനത്തിന്റെ തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസിന് എന്ത് സംഭവിക്കും?
ഉത്തരം: സമാന്തരമായി ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ചെയ്ത കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടിൽ നിന്ന് ഫലപ്രദമായി നീക്കം ചെയ്യപ്പെടും, ഇത് തത്തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസിൽ കുറവുണ്ടാക്കും.
18. ചോദ്യം: ഒരു കപ്പാസിറ്റർ ഓപ്പൺ-സർക്യൂട്ട് ആയി പരാജയപ്പെട്ടാൽ, ഒരു സീരീസ് കോമ്പിനേഷന്റെ തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസിന് എന്ത് സംഭവിക്കും?
ഉത്തരം: ഒരു ശ്രേണിയിലെ ഒരു ഓപ്പൺ-സർക്യൂട്ട് കപ്പാസിറ്റർ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തെ തകർക്കും, തത്തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് പൂജ്യമാക്കും.
19. ചോദ്യം: കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ പരമ്പരയും സമാന്തരവുമായ സംയോജനങ്ങൾ എസി സർക്യൂട്ടുകളിലെ ഇംപെഡൻസിനെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു?
ഉത്തരം: സീരീസ് കോമ്പിനേഷനുകൾ ഇംപെഡൻസ് വർദ്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, സമാന്തര കോമ്പിനേഷനുകൾ അത് കുറയ്ക്കുന്നു. എസി സർക്യൂട്ടുകളിൽ നിർദ്ദിഷ്ട ഫ്രീക്വൻസികൾ ഫിൽട്ടർ ചെയ്യുന്നതിനോ കൈമാറുന്നതിനോ ഈ സ്വഭാവം ഉപയോഗിക്കാം.
20. ചോദ്യം: ഒരേ സർക്യൂട്ടിൽ പരമ്പരയും സമാന്തര കോൺഫിഗറേഷനുകളും മിക്സ് ചെയ്യാൻ കഴിയുമോ?
ഉത്തരം: അതെ, ആവശ്യമുള്ള കപ്പാസിറ്റൻസ് മൂല്യങ്ങളും സവിശേഷതകളും നേടുന്നതിന് ഒരേ സർക്യൂട്ടിനുള്ളിൽ സീരീസ്, പാരലൽ കോൺഫിഗറേഷനുകൾ മിക്സ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. വിശകലനത്തിന് സീരീസ്, പാരലൽ കോമ്പിനേഷനുകൾക്കുള്ള നിയമങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയിലും വിശകലനത്തിലും സീരീസ്, പാരലൽ കോൺഫിഗറേഷനുകളിലെ കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ ഗുണങ്ങളും പെരുമാറ്റങ്ങളും മനസ്സിലാക്കുന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ്, ഇത് എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾക്കും പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും അനുസൃതമായി സർക്യൂട്ടുകൾ ക്രമീകരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.
