Цуваа болон зэрэгцээ конденсаторын хэлхээ - асуудал ба шийдэл
1. Нийт дүн хэд вэ? хураамж дахь конденсаторын хэлхээ доор (1 μF = 10-6 F)
Мэдэгдэж байгаа:
Конденсатор 1 (C)1) = 3 мкФ
Конденсатор 2 (C)2) = 3 мкФ
Конденсатор 3 (C)3) = 3 мкФ
Конденсатор 4 (C)4) = 2 мкФ
Конденсатор 5 (C)5) = 3 мкФ
Хүчдэл (V) = 3 Вольт
Хүссэн: Конденсаторын хэлхээний нийт цэнэг (Q)
Шийдэл:
Эквивалент конденсатор
Конденсатор C1, C2 ба C3 цуваа холбогдсон. Эквивалент конденсатор:
1 / C123 = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3
C123 = 3/3 = 1 мкФ
Конденсатор C123 ба C4 зэрэгцээ холбогдсон байнаЭквивалент конденсатор:
C1234 = C123 + C.4 = 1 + 2 = 3 μF
Конденсатор C1234 ба C5 цуваа холбогдсон. Эквивалент конденсатор:
1/C = 1/C1234 + 1/C5 = 1/3 + 1/3 = 2/3
C = 3/2 μF
C = 3/2 x 10-6 F
Нийт төлбөр:
Эквивалент конденсаторын нийт цэнэг = конденсаторын хэлхээний нийт цэнэг:
Q = VC = (3 вольт)(3/2 x 10-6 Фарад) = 9/2 x 10-6 Кулон
Q = 9/2 микроКулон = 9/2 μC
Q = 4.5 μC
2. Хэрэв C1 = C2 = 2 μF, C3 = C4 = 1 μF ба C5 = 4 μF, доорх зурагт үзүүлсэн шиг конденсаторын хэлхээний нийт цэнэгийг тодорхойлно уу (1 μF = 10-6 F)
Мэдэгдэж байгаа:
Конденсатор 1 (C)1) = 2 мкФ
Конденсатор 2 (C)2) = 2 мкФ
Конденсатор 3 (C)3) = 1 мкФ
Конденсатор 4 (C)4) = 1 мкФ
Конденсатор 5 (C)5) = 4 мкФ
Хүчдэл (V) = 1.5 Вольт
Хүссэн: Хэлхээний нийт цэнэгийн хэмжээ (Q)
Шийдэл:
Эквивалент конденсатор:
Конденсатор C3 ба C4 зэрэгцээ холбогдсон байна. Эквивалент конденсатор:
C34 = C3 + C.4 = 1 + 1 = 2 μF
Конденсатор C5, C1, C2 ба C34 цуваа холбогдсон. Эквивалент конденсатор:
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
Нийт төлбөр:
Эквивалент конденсаторын нийт цэнэг = конденсаторын хэлхээний нийт цэнэг:
Q = VC = (1.5 вольт)(4/7 x 10-6 Фарад) = 6/7 x 10-6 Кулон
Q = 6/7 микроКулон
Q = 6/7 мкК
3. Доорх зурагт үзүүлсэн шиг конденсаторын хэлхээний нийт цэнэгийг тодорхойлно уу.
Мэдэгдэж байгаа:
Конденсатор 1 (C)1) = 3 мкФ
Конденсатор 2 (C)2) = 3 мкФ
Конденсатор 3 (C)3) = 4 мкФ
Конденсатор 4 (C)4) = 4 мкФ
Конденсатор 5 (C)5) = 8 мкФ
Хүчдэл (V) = 10 Вольт
Хүссэн: Хэлхээний нийт цэнэг (Q)
Шийдэл:
Эквивалент конденсатор:
Конденсатор C1 ба C2 зэрэгцээ холбогдсон байна. Эквивалент конденсатор:
C12 = C1 + C.2 = 3 + 3 = 6 μF
Конденсатор C3 ба C4 цуваа холбогдсон. Эквивалент конденсатор:
1 / C34 = 1/C3 + 1/C4 = 1/4 + 1/4 = 2/4
C34 = 4/2 = 2 мкФ
Конденсатор C12, конденсатор C34 болон конденсатор C5 зэрэгцээ холбогдсон байна. Эквивалент конденсатор:
C = C12 + C.34 + C.5 = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10-6 Фарад
Нийт цахилгаан цэнэг:
Эквивалент конденсаторын нийт цэнэг = конденсаторын хэлхээний нийт цэнэг:
Q = VC = (10 вольт)(16 x 10-6 Фарад) = 160 x 10-6 Кулон
Q = 160 микроКулон = 160 μC
Цуваа болон зэрэгцээ холболттой конденсаторын хэлхээтэй холбоотой 20 ойлголтын асуулт, хариулт:
1. Асуулт: Конденсаторууд цуваа холболтоор хэрхэн холбогддог вэ?
Хариулт: Цуваа холболтын тохиргоонд конденсаторууд нь төгсгөлөөс төгсгөл хүртэл холбогдсон тул бүх конденсатороор ижил гүйдэл урсдаг.
2. Асуулт: Конденсаторууд зэрэгцээ тохиргоонд хэрхэн холбогддог вэ?
Хариулт: Зэрэгцээ тохиргоонд конденсаторууд нь нийтлэг цэгүүд эсвэл уулзваруудаар холбогдсон бөгөөд конденсатор бүрээр өөр өөр гүйдэл дамжуулах боловч тэдгээрийн хоорондох ижил хүчдэлийг хадгалдаг.
3. Асуулт: Конденсаторуудыг цуваа холбосон үед эквивалент багтаамжийг хэрхэн тооцоолох вэ?
Хариулт: Цуваа холболтын эквивалент багтаамжийн урвуу утга нь тус тусын багтаамжийн урвуу утгуудын нийлбэр юм: 1/Cₑq = 1/C₁ + 1/C₂ + … + 1/Cₙ.
4. Асуулт: Зэрэгцээ холбогдсон конденсаторуудын эквивалент багтаамжийг хэрхэн тооцоолох вэ?
Хариулт: Зэрэгцээ холболтын эквивалент багтаамж нь тус тусын багтаамжийн нийлбэртэй тэнцүү байна: Cₑq = C₁ + C₂ + … + Cₙ.
5. Асуулт: Конденсаторуудыг цуваа холбоход нийт багтаамжид юу тохиолдох вэ?
Хариулт: Конденсаторуудыг цуваа холбох нь нийт буюу түүнтэй тэнцэх багтаамжийг бууруулдаг.
6. Асуулт: Конденсаторуудыг зэрэгцээ холбоход нийт багтаамжид юу тохиолдох вэ?
Хариулт: Конденсаторуудыг зэрэгцээ нэмэх нь нийт буюу түүнтэй тэнцэх багтаамжийг нэмэгдүүлдэг.
7. Асуулт: Конденсаторууд цуваа холбогдсон үед цэнэг хэрхэн хадгалагддаг вэ?
Хариулт: Цуваа холболтод конденсатор бүр дээр хадгалагдсан цэнэг нь ижил байдаг, учир нь тэдгээрээр бүгдээр нь ижил гүйдэл урсдаг.
8. Асуулт: Конденсаторууд цуваа холбогдсон үед хүчдэл хэрхэн тархдаг вэ?
Хариулт: Нийт хүчдэлийг цуваа холбогдсон конденсаторуудын хооронд хуваадаг бөгөөд конденсатор бүрийн хүчдэл нь түүний багтаамжтай урвуу хамааралтай байна.
9. Асуулт: Конденсаторуудыг цуваа эсвэл зэрэгцээ холбосон үед хадгалагдсан энерги нь тус тусад нь хадгалагдсан энергитэй хэрхэн харьцуулагддаг вэ?
Хариулт: Конденсаторуудын хослолд хадгалагдсан нийт энерги нь цуваа эсвэл зэрэгцээ холбогдсон эсэхээс үл хамааран конденсатор тус бүрт хадгалагдсан энергийн нийлбэр юм.
10. Асуулт: Конденсаторуудын цуваа хослолын эвдрэлийн хүчдэл нь тус тусын конденсаторуудтай хэрхэн харьцуулагддаг вэ?
Хариулт: Цуваа холболтын үед эвдрэлийн хүчдэлийг ихэвчлэн хамгийн бага эвдрэлийн хүчдэлтэй конденсатороор тодорхойлдог.
11. Асуулт: Зэрэгцээ тохиргоонд ижил хүчдэлийн үнэлгээтэй конденсатор ашиглахын ач холбогдол юу вэ?
Хариулт: Ижил хүчдэлийн үнэлгээтэй конденсаторуудыг зэрэгцээ ашиглах нь конденсатор бүр нь тэдгээрийн хоорондох нийтлэг хүчдэлийг зохицуулж, болзошгүй эвдрэл, гэмтлээс урьдчилан сэргийлэх боломжийг олгоно.
12. Асуулт: Яагаад конденсаторыг цуваа холбож болох вэ?
Хариулт: Цуваа холболттой конденсаторыг бага эквивалент багтаамжийг бий болгох эсвэл хосолсон нийт эвдрэлийн хүчдэлийг нэмэгдүүлэхэд ашиглаж болно.
13. Асуулт: Яагаад конденсаторыг зэрэгцээ холбож болох вэ?
Хариулт: Зэрэгцээ холбогдсон конденсаторуудыг нийт багтаамжийг нэмэгдүүлэх эсвэл өндөр цэнэгийн багтаамж шаарддаг хэрэглээнд зориулж цэнэгийн хадгалалтыг олон конденсаторын хооронд хуваарилахад ашиглаж болно.
14. Асуулт: Конденсаторуудын зэрэгцээ холболтод хадгалагдсан нийт энергийг хэрхэн тооцоолох вэ?
Хариулт: Нийт энергийг ½ Cₑq V² гэж тооцоолж болох бөгөөд Cₑq нь эквивалент зэрэгцээ багтаамж, V нь нийтлэг хүчдэл юм.
15. Асуулт: Цуваа холболтод багтаамж тэгш бус байх нь ямар үр дагавартай вэ?
Хариулт: Тэгш бус багтаамжтай цуваа холболтод хүчдэлийн тархалт өөр өөр байх бөгөөд жижиг конденсаторууд дээр илүү их хүчдэлийн уналт ажиглагдана.
16. Асуулт: Конденсаторыг цуваа болон зэрэгцээ холболттой хэлхээнд хэрхэн ашиглах вэ?
Хариулт: Конденсаторуудын цуваа болон зэрэгцээ тохиргоог радио эсвэл дохионы боловсруулалт гэх мэт тохируулгын хэлхээнд тодорхой резонансын давтамж эсвэл фазын шилжилтийг бий болгоход ашиглаж болно.
17. Асуулт: Хэрэв нэг конденсатор богино холболттой болвол зэрэгцээ холболтын эквивалент багтаамжид юу тохиолдож болох вэ?
Хариулт: Зэрэгцээ холбогдсон богино холболттой конденсаторыг хэлхээнээс үр дүнтэй салгаж, эквивалент багтаамжийг бууруулахад хүргэнэ.
18. Асуулт: Хэрэв нэг конденсатор задгай хэлхээнд ажиллахаа больвол цуваа холболтын эквивалент багтаамжид юу тохиолдож болох вэ?
Хариулт: Цуваа холбогдсон задгай хэлхээтэй конденсатор нь гүйдлийн урсгалыг тасалдуулж, эквивалент багтаамжийг тэг болгоно.
19. Асуулт: Конденсаторуудын цуваа болон зэрэгцээ хослолууд нь хувьсах гүйдлийн хэлхээнд импеданст хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Хариулт: Цуврал хослолууд нь импедансыг нэмэгдүүлдэг бол зэрэгцээ хослолууд нь бууруулдаг. Энэ зан төлөвийг хувьсах гүйдлийн хэлхээнд тодорхой давтамжийг шүүх эсвэл дамжуулахад ашиглаж болно.
20. Асуулт: Нэг хэлхээнд цуваа болон зэрэгцээ холболтыг хольж болох уу?
Хариулт: Тийм ээ, хүссэн багтаамжийн утга болон шинж чанарт хүрэхийн тулд цуваа болон зэрэгцээ тохиргоог нэг хэлхээнд хольж болно. Шинжилгээнд цуваа болон зэрэгцээ хослолын аль алиных нь дүрмийг хэрэгжүүлэх шаардлагатай.
Цуваа болон зэрэгцээ холболттой конденсаторуудын шинж чанар, зан төлөвийг ойлгох нь электрон хэлхээний дизайн, шинжилгээнд чухал ач холбогдолтой бөгөөд инженерүүдэд хэлхээг тодорхой хэрэгцээ, функцэд тохируулах боломжийг олгодог.
