11 Primeri problemov s kondenzatorji – serijska in vzporedna vezja
1. Tri kondenzator zaporedno-vzporedno povezani, kot je prikazano na spodnji sliki. Če je C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 4 μF, potem je nadomestna kapaciteta ...
Razprava
Znano je, da:
Kondenzator C1 = 2 μF
Kondenzator C2 = 4 μF
Kondenzator C3 = 4 μF
Vprašano: Nadomestna zmogljivost (C)
Odgovor:
Kondenzator C2 in C3 vzporedno priključeni. Nadomestna zmogljivost je:
CP = C2 + C3 = 4 + 4 = 8 μF
Kondenzator C1 in CP zaporedno povezani. Nadomestna zmogljivost je:
1/C = 1/C1 + 1/CP = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8
C = 8/5 μF
μF = mikrofarad (enota za električna kapacitivnost)1 μF = 10-6 Farad
2. Trije kondenzatorji so vezani zaporedno in vzporedno, kot je prikazano na spodnji sliki. Če je C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 6 μF, C4 = 5 μF in C5 = 10 μF, potem je nadomestna kapaciteta ...
Razprava
Znano je, da:
Kondenzator C1 = 2 μF
Kondenzator C2 = 4 μF
Kondenzator C3 = 6 μF
Kondenzator C4 = 5 μF
Kondenzator C5 = 10 μF
Vprašano: Nadomestna zmogljivost (C)
Odgovor:
Kondenzator C2 in C3 vzporedno priključeni. Nadomestna zmogljivost je:
CP = C2 + C3
CP = 4 + 6
CP = 10 μF
Kondenzator C1, CP, C4 in C5 zaporedno povezani. Nadomestna zmogljivost je:
1/C = 1/C1 + 1/CP + 1/C4 + 1/C5
1/C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10
1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10
1/C = 9/10
C = 10/9 μF
3 C1 = 3 μF, C2 = 4 μF in C3 = 3 μF. Trije kondenzatorji so vezani zaporedno in vzporedno. Določite električno energijo v tokokrogu!
Razprava
Znano je, da:
Kondenzator C1 = 3 μF
Kondenzator C2 = 4 μF
Kondenzator C3 = 3 μF
Vprašano: Nadomestna zmogljivost (C)
Odgovor:
Kondenzator C2 in C3 vzporedno priključeni. Nadomestna zmogljivost je:
CP = C2 + C3
CP = 4 + 3
CP = 7 μF
Kondenzator C1 in CP zaporedno povezani. Nadomestna zmogljivost je:
1/C = 1/C1 + 1/CP
1/C = 1/3 + 1/7
1/C = 7/21 + 3/21
1/C = 10/21
C = 21/10
C = 2,1 μF
C = 2,1 x 10-6 F
Električna energija v tokokrogu:
E = ½ CV2
E = ½ (2,1 × 10-6)(122)
E = ½ (2,1 × 10-6)(144)
E = (2,1 x 10-6)(72)
E = 151,2 x 10-6 Joule
E = 1,5 x 10-4 Joule
4. Poglejte shemo vezja kondenzatorja ob strani! Skupni naboj na vezju kondenzatorja je ... (1 μF = 10-6 F)
A. 1,50 μC
B. 2,75 μC
C. 3,50 μC
D. 4,50 μC
E. 4,75 μC
Razprava
Znano je, da:
Kondenzator 1 (C1) = 3 μF
Kondenzator 2 (C2) = 3 μF
Kondenzator 3 (C3) = 3 μF
Kondenzator 4 (C4) = 2 μF
Kondenzator 5 (C5) = 3 μF
Napetost (V) = 3 voltov
Vprašano: Skupni naboj na kondenzatorskem vezju (Q)
Odgovor:
Nadomestni kondenzator
Kondenzator C1, C2 dC3 zaporedno vezani. Nadomestni kondenzator:
1 / C123 = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3
C123 = 3/3 = 1 μF
Kondenzator C123 in C4 vzporedno priključeni. Nadomestni kondenzator:
C1234 = C123 + C4 = 1 + 2 = 3 μF
Kondenzator C1234 in C5 zaporedno vezani. Nadomestni kondenzator:
1/C = 1/C1234 + 1/C5 = 1/3 + 1/3 = 2/3
C = 3/2 μF
C = 3/2 x 10-6 F
Skupni električni naboj
Električni naboj na nadomestnem kondenzatorju = mskupni naboj na kondenzatorskem vezju :
Q = VC = (3 volti)(3/2 x 10-6 Farad) = 9/2 x 10-6 Coulomb
Q = 9/2 mikroCoulomb = 9/2 μC
Q = 4,5 μC
Pravilen odgovor je D.
5. Poglejte shemo vezja kondenzatorja na strani! Če je vrednost vsakega kondenzatorja C1 = C2 = 2 μF, C3 = C4 = 1 μF in C5 = 4 μF, potem je skupna vrednost naboja v vezju ... (1 μF = 10-6 F)
A. 1/7 μC
B. 2/7 μC
C. 4/7 μC
D. 6/7 μC
E. 1 μC
Razprava
Znano je, da:
Kondenzator 1 (C1) = 2 μF
Kondenzator 2 (C2) = 2 μF
Kondenzator 3 (C3) = 1 μF
Kondenzator 4 (C4) = 1 μF
Kondenzator 5 (C5) = 4 μF
Napetost (V) = 1,5 voltov
Vprašano: Skupni naboj na vezju (Q)
Odgovor:
Nadomestni kondenzator
Kondenzator C3 in C4 vzporedno priključeni. Nadomestni kondenzator:
C34 = C3 + C4 = 1 + 1 = 2 μF
Kondenzator C5, C1, C2 in C34 zaporedno vezani. Nadomestni kondenzator:
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
Skupni električni naboj
Električni naboj na nadomestnem kondenzatorju = mskupna moč v tokokrogu :
Q = VC = (1,5 volti)(4/7 x 10-6 Farad) = 6/7 x 10-6 Coulomb
Q = 6/7 mikroCoulombov
Q = 6/7 μC
Pravilen odgovor je D.
6. Razmislite o naslednjem kondenzatorskem vezju! Skupni naboj v vezju je…
A. 20 μC 
B. 40 μC
C. 60 μC
D. 80 μC
E. 160 μC
Razprava
Znano je, da:
Kondenzator 1 (C1) = 3 μF
Kondenzator 2 (C2) = 3 μF
Kondenzator 3 (C3) = 4 μF
Kondenzator 4 (C4) = 4 μF
Kondenzator 5 (C5) = 8 μF
Napetost (V) = 10 voltov
Vprašano: Skupni naboj na vezju (Q)
Odgovor:
Nadomestni kondenzator
Kondenzator C1 in C2 vzporedno priključeni. Nadomestni kondenzator:
C12 = C1 + C2 = 3 + 3 = 6 μF
Kondenzator C3 dC4 zaporedno vezani. Nadomestni kondenzator:
1 / C34 = 1/C3 + 1/C4 = 1/4 + 1/4 = 2/4
C34 = 4/2 = 2 μF
Kapasitor C12, kondenzator C34 in kondenzatorji C5 vzporedno priključeni. Nadomestni kondenzator:
C = C12 + C34 + C5 = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10-6 Farad
Skupni električni naboj
Električni naboj na nadomestnem kondenzatorju = mskupni naboj na kondenzatorskem vezju :
Q = VC = (10 voltov)(16 x 10-6 Farad) = 160 x 10-6 Coulomb
Q= 160 mikroCoulomb = 160 μC
Pravilen odgovor je E.
7. Poglejte shemo vezja kondenzatorja ob strani! Količina električne energije v vezju je ... (1 µF = 10-6 F)
A. 65 x 10-6 Joule
B. 52 x 10-6 Joule
Cca 39 x 10-6 Joule
Š. 26 x 10-6 Joule
E. 13 x 10-6 Joule
Razprava
Znano je :
Kondenzator 1 (C1) = 3 µF
Kondenzator 2 (C2) = 1 µF
Kondenzator 3 (C3) = 2 µF
Kondenzator 4 (C4) = 6 µF
Kondenzator 5 (C5) = 4 µF
Električna napetost (V) = 5 voltov
Vprašal Električna energija v tokokrogu
Jawab :
Nadomestni kondenzator za serijsko-vzporedno kondenzatorsko vezje
Kondenzatorja 2 in 3 sta vezana vzporedno. Nadomestni kondenzator:
CA = C2 + C3 = 1 + 2 = 3 µF
Kondenzator 1, kondenzator A in kondenzator 4 so vezani zaporedno. Nadomestni kondenzator:
1 / CB = 1/C1 + 1/CA + 1/C4 = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
CB = 6/5 µF
Kondenzator B in kondenzator 5 sta vezana vzporedno. Nadomestni kondenzator:
C = CB + C5 = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5,2 µF
C = 5,2 x 10-6 Farad
Električna energija v tokokrogu
E = ½ CV2 = ½ (5,2 x 10-6)(52) = (2,6 x 10-6)(25)
E = 65 x 10-6 Joule
Pravilen odgovor je A.
8. Poglejte si naslednji diagram vezja kondenzatorja! Količina električne energije v tem kombiniranem vezju kondenzatorjev je… (1 µF = 10-6 F)
A. 0,6 x 10-3 Joule
B. 1,2 x 10-3 Joule
Cca 1,8 x 10-3 Joule
Š. 2,4 x 10-3 Joule
E. 3,0 x 10-3 Joule
Razprava
Znano je :
Kondenzator 1 (C1) = 4 µF
Kondenzator 2 (C2) = 6 µF
Kondenzator 3 (C3) = 12 µF
Kondenzator 4 (C4) = 2 µF
Kondenzator 5 (C5) = 2 µF
Električna napetost (V) = 40 voltov
Vprašal Električna energija v tokokrogu
Jawab :
Nadomestni kondenzator za serijsko-vzporedno kondenzatorsko vezje
Kondenzator 1, kondenzator 2 in kondenzator 3 so vezani zaporedno. Nadomestni kondenzator:
1 / CA = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
CA = 12/6 = 2 µF
Kondenzatorja 4 in 5 sta vezana zaporedno. Nadomestni kondenzator:
1 / CB = 1/C4 + 1/C5 = 1/2 + 1/2 = 2/2
CB = 2/2 = 1 µF
Kondenzator A in kondenzator B sta vezana vzporedno. Nadomestni kondenzator:
C = CA + CB = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10-6 Farad
Električna energija v tokokrogu
E = ½ CV2 = ½ (3 x 10-6)(402) = (1,5 x 10-6)(1600)
E = 2400 x 10-6 = 2,4 x 10-3 Joule
Pravilen odgovor je D.
9. Poglejte si naslednji diagram kapacitivnega vezja. Energija, shranjena v zgornjem električnem vezju, je…
A. 576 joulov
B. 288 džulov
C. 144 joulov
D. 72 Joule
E. 48 joulov
Razprava
Znano je :
Kondenzator 1 (C1) = 4 F
Kondenzator 2 (C2) = 4 F
Kondenzator 3 (C3) = 4 F
Kondenzator 4 (C4) = 4 F
Kondenzator 5 (C5) = 2 F
Električna napetost (V) = 12 voltov
Vprašal Električna energija v tokokrogu
Jawab :
Jawab :
Nadomestni kondenzator za serijsko-vzporedno kondenzatorsko vezje
Kondenzator 1, kondenzator 2 in kondenzator 3 so vezani vzporedno. Nadomestni kondenzator:
CA = C1 + C2 + C3 = 4 + 4 + 4 = 12 F
Kondenzatorja 4 in 5 sta vezana vzporedno. Nadomestni kondenzator:
CB = C4 + C5 = 4 + 2 = 6 F
Kondenzator A in kondenzator B sta vezana zaporedno. Nadomestni kondenzator:
1/C = 1/CA + 1/CB = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 faradi
Električna energija v tokokrogu
E = ½ CV2 = ½ (4)(122) = (2)(144)
E = 288 Joulov
Pravilen odgovor je B.
10. 
Poglejte spodnje vezje! Velikost naboja na kondenzatorju C5 je….
A. 36 Coulombs
B. 24 Coulombs
C. 12 Coulombs
D. 6 Coulombs
E. 4 Coulombi
Razprava
Znano je, da:
Kondenzator 1 (C1) = 6 F
Kondenzator 2 (C2) = 6 F
Kondenzator 3 (C3) = 3 F
Kondenzator 4 (C4) = 12 F
Kondenzator 5 (C5) = 6 F
Napetost (V) = 12 voltov
Vprašanje: Naboj na kondenzatorju (C5)
Odgovor:
Kapasitor
Kondenzator C2 in kondenzator C3 zaporedno vezani. Nadomestni kondenzator:
1 / CA = 1/C2 + 1/C3 = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
CA = 6/3 = 2 Farada
Kondenzator C4 in kondenzator C5 zaporedno vezani. Nadomestni kondenzator:
1 / CB = 1/C4 + 1/C5 = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
CB = 12/3 = 4 Farada
Kondenzator CA in kondenzator CB vzporedno priključeni. Nadomestni kondenzator:
CC = CA + CB = 2 + 4 = 6 faradov
Kondenzator C1 in kondenzator CC zaporedno povezani:
1/C = 1/C1 + 1/CC = 1/6 F + 1/6 F = 2/6
C = 6/2 = 3 faradi
Električni naboj
Električni naboj na nadomestnem kondenzatorju C:
q = VC = (12 voltov)(3 farade) = 36 kulonov
Kondenzator 1 in kondenzator CC sta vezana zaporedno, tako da je električni naboj na nadomestnem kondenzatorju C = električni naboj na kondenzatorju C1 = električni naboj na kondenzatorju CC = 36 kulonov.
Kondenzator CC ima kapaciteto 6 faradov in naboj 36 kulonov. Potencialna razlika na kondenzatorju CC je: V = q/CC = 36 kulonov / 6 faradov = 6 voltov
Kondenzator CC je nadomestni kondenzator za kondenzator CA in kondenzator CB ki so vzporedno povezani. Zato je potencialna razlika na kondenzatorju CC (VC) = potencialna razlika na kondenzatorju CA (VA) = potencialna razlika na kondenzatorju CB (VB) = 6 voltov.
Električni naboj na kondenzatorju CB :
qB = VB CB = (6 voltov)(4 farade) = 24 kulonov
CB kondenzator je nadomestni kondenzator za C kondenzator.4 in C5 ki so zaporedno vezani. Ker so zaporedno vezani, je električni naboj na kondenzatorju CB (qB) = električni naboj na kondenzatorju C4 (q4) = električni naboj na kondenzatorju C5 (q5) = 24 Coulombsov.
Pravilen odgovor je B.
11. Pet enakih kondenzatorjev s kapaciteto 20 µF je razporejenih, kot je prikazano na sliki, in so priključeni na vir napetosti 6 V. Skupni naboj, shranjen na kondenzatorjih, je C.5 je….
A. 12 µC
B. 24 µC
C. 60 µC
D. 120 µC
E. 600 µC
Razprava
Znano je, da:
Kondenzator C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = 20 µF
Potencialna razlika (V) = 6 voltov
Vprašanje: Skupni naboj, shranjen na kondenzatorju C5
Odgovor:
Kapasitor
Kondenzator C1 in kondenzator C2 zaporedno vezani. Nadomestni kondenzator:
1 / CA = 1/C1 + 1/C2 = 1/20 + 1/20 = 2/20
CA = 20/2 = 10 µF
Kondenzator C3 in kondenzator C4 zaporedno vezani. Nadomestni kondenzator:
1 / CB = 1/C3 + 1/C4 = 1/20 + 1/20 = 2/20
CB = 20/2 = 10 µF
Kondenzator CA in kondenzator CB vzporedno priključeni. Nadomestni kondenzator:
CC = CA + CB = 10 + 10 = 20 µF
Kondenzator CC in kondenzator C5 zaporedno povezani:
1/C = 1/CC + 1/C5 = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 µF
Električni naboj
Električni naboj na nadomestnem kondenzatorju C:
q = VC = (6 voltov)(10 x 10-6 Farad) = 60 x 10-6 Coulomb = 60 µC
Kondenzator CC in kondenzator 5 je povezan zaporedno, tako da je električni naboj na nadomestnem kondenzatorju C = električni naboj na kondenzatorju CC = električni naboj na kondenzatorju C5 = 60 µC.
Pravilen odgovor je C.
Vir vprašanja:
Vprašanja iz fizike za nacionalni izpit za višjo srednjo šolo/poklicno srednjo šolo
