ශ්රේණි සහ සමාන්තර ධාරිත්රක පරිපථ - ගැටළු සහ විසඳුම්
1. පහත ධාරිත්රක පරිපථවල මුළු ආරෝපණ කොපමණද (1 μF = 10 -6 F)
දන්නා:
ධාරිත්රකය 1 (C)1) = 3 μF
ධාරිත්රකය 2 (C 2 ) = 3 μF
ධාරිත්රකය 3 (C 3 ) = 3 μF
ධාරිත්රකය 4 (C 4 ) = 2 μF
ධාරිත්රකය 5 (C 5 ) = 3 μF
වෝල්ටීයතාවය (V) = 3 වෝල්ට්
අවශ්යයි : ධාරිත්රක පරිපථවල මුළු ආරෝපණය (Q)
විසඳුම:
සමාන ධාරිත්රකය
ධාරිත්රක C 1 , C 2 සහ C 3 ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ කර ඇත. සමාන ධාරිත්රකය:
1/C 123 = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3
සී 123 = 3/3 = 1 μF
ධාරිත්රක C 123 සහ C 4 සමාන්තරව සම්බන්ධ කර ඇත . සමාන ධාරිත්රකය:
සී 1234 = සී 123 + සී 4 = 1 + 2 = 3 μF
ධාරිත්රක C 1234 සහ C 5 ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ කර ඇත. සමාන ධාරිත්රකය:
1/C = 1/C 1234 + 1/C 5 = 1/3 + 1/3 = 2/3
සී = 3/2 μF
සී = 3/2 x 10 -6 එෆ්
මුළු ගාස්තු:
සමාන ධාරිත්රකයේ මුළු ආරෝපණ = ධාරිත්රක පරිපථවල මුළු ආරෝපණ:
Q = VC = (3 වෝල්ට්)(3/2 x 10 -6 ෆැරඩ්) = 9/2 x 10 -6 කූලෝම්
Q = 9/2 ක්ෂුද්ර කූලෝම් = 9/2 μC
Q = 4.5 μC
2. C 1 = C 2 = 2 μF, C 3 = C 4 = 1 μF සහ C 5 = 4 μF නම්, පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි ධාරිත්රක පරිපථවල මුළු ආරෝපණ තීරණය කරන්න (1 μF = 10 -6 F)
දන්නා:
ධාරිත්රකය 1 (C 1 ) = 2 μF
ධාරිත්රකය 2 (C 2 ) = 2 μF
ධාරිත්රකය 3 (C)3) = 1 μF
ධාරිත්රකය 4 (C 4 ) = 1 μF
ධාරිත්රකය 5 (C 5 ) = 4 μF
වෝල්ටීයතාවය (V) = 1.5 වෝල්ට්
අවශ්යයි: පරිපථවල මුළු ආරෝපණ (Q)
විසඳුම:
සමාන ධාරිත්රකය:
ධාරිත්රක C 3 සහ C 4 සමාන්තරව සම්බන්ධ වේ. සමාන ධාරිත්රකය:
සී 34 = සී 3 + සී 4 = 1 + 1 = 2 μF
ධාරිත්රක C 5 , C 1 , C 2 සහ C 34 ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ කර ඇත. සමාන ධාරිත්රකය:
1/C = 1/C 5 + 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 34
1/C = 1/4 + 1/2 + 1/2 + 1/2
1/C = 1/4 + 2/4 + 2/4 + 2/4
1/C = 7/4
සී = 4/7 μF
සී = 4/7 x 10 -6 එෆ්
මුළු ගාස්තු:
සමාන ධාරිත්රකයේ මුළු ආරෝපණ = ධාරිත්රක පරිපථවල මුළු ආරෝපණ:
Q = VC = (1.5 වෝල්ට්)(4/7 x 10 -6 ෆැරඩ්) = 6/7 x 10 -6 කූලෝම්
Q = 6/7 ක්ෂුද්රකූලොම්බ්
Q = 6/7 μC
3. පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි ධාරිත්රක පරිපථවල මුළු ආරෝපණ නිර්ණය කරන්න.
දන්නා:
ධාරිත්රකය 1 (C)1) = 3 μF
ධාරිත්රකය 2 (C 2 ) = 3 μF
ධාරිත්රකය 3 (C 3 ) = 4 μF
ධාරිත්රකය 4 (C 4 ) = 4 μF
ධාරිත්රකය 5 (C 5 ) = 8 μF
වෝල්ටීයතාවය (V) = 10 වෝල්ට්
අවශ්යයි : පරිපථවල මුළු ආරෝපණය (Q)
විසඳුම:
සමාන ධාරිත්රකය:
ධාරිත්රක C 1 සහ C 2 සමාන්තරව සම්බන්ධ වේ. සමාන ධාරිත්රකය:
සී 12 = සී 1 + සී 2 = 3 + 3 = 6 μF
ධාරිත්රක C 3 සහ C 4 ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ වේ. සමාන ධාරිත්රකය:
1/C 34 = 1/C 3 + 1/C 4 = 1/4 + 1/4 = 2/4
සී 34 = 4/2 = 2 μF
ධාරිත්රක C 12 , ධාරිත්රක C 34 සහ ධාරිත්රක C 5 සමාන්තරව සම්බන්ධ වේ. සමාන ධාරිත්රකය:
C = C 12 + C 34 + C 5 = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10 -6 ෆැරඩ්
මුළු විදුලි ආරෝපණ:
සමාන ධාරිත්රකයේ මුළු ආරෝපණ = ධාරිත්රක පරිපථවල මුළු ආරෝපණ:
Q = VC = (වෝල්ට් 10)(16 x 10 -6 ෆැරඩ්) = 160 x 10 -6 කූලෝම්බ
Q = 160 ක්ෂුද්ර කූලෝම්බ = 160 μC
ශ්රේණි සහ සමාන්තර ධාරිත්රක පරිපථවලට අදාළ සංකල්පීය ප්රශ්න 20ක් සහ පිළිතුරු:
1. ප්රශ්නය: ශ්රේණි වින්යාසයකදී ධාරිත්රක සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: ශ්රේණි වින්යාසයකදී, ධාරිත්රක අන්තයේ සිට අවසානය දක්වා සම්බන්ධ කර ඇති බැවින්, සියලුම ධාරිත්රක හරහා එකම ධාරාවක් ගලා යයි.
2. ප්රශ්නය: සමාන්තර වින්යාසයකදී ධාරිත්රක සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: සමාන්තර වින්යාසයකදී, ධාරිත්රක පොදු ලක්ෂ්ය හෝ සන්ධි හරහා සම්බන්ධ කර ඇති අතර, එක් එක් ධාරිත්රකය හරහා විවිධ ධාරා වලට ඉඩ සලසන නමුත් ඒවා හරහා එකම වෝල්ටීයතාවයක් පවත්වා ගනී.
3. ප්රශ්නය: ශ්රේණිගත ධාරිත්රක සඳහා සමාන ධාරණාව ගණනය කරන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: ශ්රේණි සම්බන්ධතාවයක සමාන ධාරණාවෙහි අන්යෝන්ය අගය තනි ධාරණාවන්හි අන්යෝන්ය අගයන්හි එකතුව වේ: 1/Cₑq = 1/C₁ + 1/C₂ + … + 1/Cₙ.
4. ප්රශ්නය: සමාන්තරව ධාරිත්රක සඳහා සමාන ධාරණාව ගණනය කරන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: සමාන්තර සම්බන්ධතාවයක සමාන ධාරණාව යනු තනි ධාරණාවන්හි එකතුවයි: Cₑq = C₁ + C₂ + … + Cₙ.
5. ප්රශ්නය: ධාරිත්රක ශ්රේණිගතව එකතු කළ විට මුළු ධාරිතාවයට කුමක් සිදුවේද?
පිළිතුර: ධාරිත්රක ශ්රේණිගතව එකතු කිරීමෙන් මුළු හෝ සමාන ධාරණාව අඩු වේ.
6. ප්රශ්නය: ධාරිත්රක සමාන්තරව එකතු කළ විට මුළු ධාරිතාවයට කුමක් සිදුවේද?
පිළිතුර: සමාන්තරව ධාරිත්රක එකතු කිරීමෙන් මුළු හෝ සමාන ධාරණාව වැඩි වේ.
7. ප්රශ්නය: ධාරිත්රකවල ආරෝපණය ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: ශ්රේණිගත සම්බන්ධතාවයක සෑම ධාරිත්රකයක් හරහාම එකම ධාරාවක් ගලා යන බැවින්, එහි ගබඩා කර ඇති ආරෝපණය සමාන වේ.
8. ප්රශ්නය: ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ කර ඇති ධාරිත්රක හරහා වෝල්ටීයතාවය බෙදා හරිනු ලබන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: මුළු වෝල්ටීයතාවය ශ්රේණිගතව ධාරිත්රක අතර බෙදී ඇති අතර, එක් එක් ධාරිත්රකය හරහා වෝල්ටීයතාවය එහි ධාරණාවට ප්රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.
9. ප්රශ්නය: ධාරිත්රක ශ්රේණිගත හෝ සමාන්තර සංයෝජනයක ගබඩා කර ඇති ශක්තිය තනි ධාරිත්රකවල ගබඩා කර ඇති ශක්තියට සාපේක්ෂව කෙසේද?
පිළිතුර: ධාරිත්රක සංයෝජනයක ගබඩා කර ඇති මුළු ශක්තිය, ඒවා ශ්රේණිගතව හෝ සමාන්තරව තිබේද යන්න නොසලකා, තනි ධාරිත්රකවල ගබඩා කර ඇති ශක්තියේ එකතුවයි.
10. ප්රශ්නය: ධාරිත්රක ශ්රේණි සංයෝජනයක බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය තනි ධාරිත්රකවලට සාපේක්ෂව කෙසේද?
පිළිතුර: ශ්රේණිගත සංයෝජනයකදී, බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය සාමාන්යයෙන් තීරණය වන්නේ අවම බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය සහිත ධාරිත්රකය මගිනි.
11. ප්රශ්නය: සමාන්තර වින්යාසයකදී එකම වෝල්ටීයතා ශ්රේණිගත කිරීමක් සහිත ධාරිත්රක භාවිතා කිරීමේ වැදගත්කම කුමක්ද?
පිළිතුර: එකම වෝල්ටීයතා ශ්රේණිගත කිරීමක් සහිත ධාරිත්රක සමාන්තරව භාවිතා කිරීමෙන්, එක් එක් ධාරිත්රකයට ඒවා හරහා ඇති පොදු වෝල්ටීයතාවය හැසිරවිය හැකි බව සහතික කරයි, එමඟින් විභව හානි හෝ අසාර්ථකත්වය වළක්වයි.
12. ප්රශ්නය: ඔබට ධාරිත්රක ශ්රේණිගතව භාවිතා කළ හැක්කේ ඇයි?
පිළිතුර: අඩු සමාන ධාරිතාවක් ලබා ගැනීමට හෝ සංයෝජනයේ සමස්ත බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය වැඩි කිරීමට ශ්රේණිගත ධාරිත්රක භාවිතා කළ හැක.
13. ප්රශ්නය: ඔබට සමාන්තරව ධාරිත්රක භාවිතා කළ හැක්කේ ඇයි?
පිළිතුර: ඉහළ ආරෝපණ ධාරිතාවක් අවශ්ය යෙදුම් සඳහා මුළු ධාරිතාව වැඩි කිරීමට හෝ බහු ධාරිත්රක හරහා ආරෝපණ ගබඩාව බෙදා හැරීමට සමාන්තරව ධාරිත්රක භාවිතා කළ හැක.
14. ප්රශ්නය: ධාරිත්රකවල සමාන්තර සංයෝජනයක ගබඩා කර ඇති මුළු ශක්තිය ගණනය කරන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: මුළු ශක්තිය ½ Cₑq V² ලෙස ගණනය කළ හැක, එහිදී Cₑq යනු සමාන සමාන්තර ධාරණාව වන අතර V යනු පොදු වෝල්ටීයතාවය වේ.
15. ප්රශ්නය: ශ්රේණිගත සම්බන්ධතාවයක අසමාන ධාරිත්රක තිබීමේ බලපෑම කුමක්ද?
පිළිතුර: අසමාන ධාරිත්රක සහිත ශ්රේණිගත සම්බන්ධතාවයකදී, වෝල්ටීයතා ව්යාප්තිය වෙනස් වන අතර, කුඩා ධාරිත්රක හරහා විශාල වෝල්ටීයතා පහත වැටීමක් ඇත.
16. ප්රශ්නය: සුසර කිරීමේ පරිපථවලදී ශ්රේණිගතව සහ සමාන්තරව ධාරිත්රක භාවිතා කළ හැක්කේ කෙසේද?
පිළිතුර: රේඩියෝ හෝ සංඥා සැකසුම් වැනි සුසර කිරීමේ පරිපථවල නිශ්චිත අනුනාද සංඛ්යාත හෝ අදියර මාරුවීම් ලබා ගැනීම සඳහා ධාරිත්රකවල ශ්රේණි සහ සමාන්තර වින්යාසයන් භාවිතා කළ හැකිය.
17. ප්රශ්නය: එක් ධාරිත්රකයක් කෙටි පරිපථයකින් අසමත් වුවහොත් සමාන්තර සංයෝජනයක සමාන ධාරණාවට කුමක් සිදුවිය හැකිද?
පිළිතුර: කෙටි පරිපථ ධාරිත්රකයක් සමාන්තරව පරිපථයෙන් ඵලදායී ලෙස ඉවත් කරනු ලබන අතර, එමඟින් සමාන ධාරණාව අඩු වේ.
18. ප්රශ්නය: එක් ධාරිත්රකයක් විවෘත පරිපථයකින් අසමත් වුවහොත් ශ්රේණි සංයෝජනයක සමාන ධාරණාවට කුමක් සිදුවිය හැකිද?
පිළිතුර: ශ්රේණියක විවෘත පරිපථ ධාරිත්රකයක් ධාරා ප්රවාහය බිඳ දමමින් සමාන ධාරණාව ශුන්ය කරයි.
19. ප්රශ්නය: ධාරිත්රකවල ශ්රේණිගත සහ සමාන්තර සංයෝජන AC පරිපථවල සම්බාධනයට බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: ශ්රේණි සංයෝජන සම්බාධනය වැඩි කරන අතර සමාන්තර සංයෝජන එය අඩු කරයි. මෙම හැසිරීම AC පරිපථවල නිශ්චිත සංඛ්යාත පෙරීමට හෝ සම්මත කිරීමට භාවිතා කළ හැක.
20. ප්රශ්නය: එකම පරිපථයේ ශ්රේණි සහ සමාන්තර වින්යාසයන් මිශ්ර කළ හැකිද?
පිළිතුර: ඔව්, අපේක්ෂිත ධාරණ අගයන් සහ ලක්ෂණ ලබා ගැනීම සඳහා එකම පරිපථය තුළ ශ්රේණි සහ සමාන්තර වින්යාසයන් මිශ්ර කළ හැකිය. විශ්ලේෂණයට ශ්රේණි සහ සමාන්තර සංයෝජන දෙකටම නීති යෙදීම අවශ්ය වේ.
ශ්රේණිගත සහ සමාන්තර වින්යාසයන්හි ධාරිත්රකවල ගුණාංග සහ හැසිරීම් අවබෝධ කර ගැනීම ඉලෙක්ට්රොනික පරිපථ සැලසුම් කිරීමේදී සහ විශ්ලේෂණය කිරීමේදී අත්යවශ්ය වන අතර එමඟින් ඉංජිනේරුවන්ට නිශ්චිත අවශ්යතා සහ කාර්යයන් සඳහා පරිපථ සකස් කිරීමට ඉඩ සලසයි.
