Електрична енергија у кондензаторским колима – проблеми и решења
1. Одредите електричну енергију у колу приказаном на слици испод (1 µF = 10⁻⁶ F )
Познато:
Кондензатор 1 (Ц1) = 3 µF 
Кондензатор 2 (C2 ) = 1 µF
Кондензатор 3 (C3 ) = 2 µF
Кондензатор 4 (C4 ) = 6 µF
Кондензатор 5 (C5 ) = 4 µF
Електрични напон (V) = 5 волти
Тражи се: Електрична енергија у колима
Решење:
Еквивалентни кондензатор:
Кондензатор 2 и кондензатор 3 су повезани паралелно . Еквивалентни кондензатор:
C A = C 2 + C 3 = 1 + 2 = 3 µF
Кондензатор 1, кондензатор А и кондензатор 4 су повезани серијски . Еквивалентни кондензатор:
1/C B = 1/C 1 + 1/C A + 1/C 4 = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
C B = 6/5 µF
Кондензатор Б и кондензатор 5 су повезани паралелно. Еквивалентни кондензатор:
C = C B + C 5 = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5.2 µF
C = 5.2 x 10⁻⁶ Фарад
Електрична енергија у колу:
E = ½ CV² = ½ (5.2 x 10⁻⁶ )(5² ) = (2.6 x 10⁻⁶ )(25)
E = 65 x 10⁻⁶ Џул
2. Одредите електричну енергију у кондензаторским колима приказаним на слици испод (1 µF = 10⁻⁶ F )
Познато:
Кондензатор 1 (C1) = 4 µF 
Кондензатор 2 (C2 ) = 6 µF
Кондензатор 3 (C3 ) = 12 µF
Кондензатор 4 (C4 ) = 2 µF
Кондензатор 5 (C5 ) = 2 µF
Електрични напон (V) = 40 волти
Тражи се: Електрична енергија у колима
Решење:
Еквивалентни кондензатор:
Кондензатор 1, кондензатор 2 и кондензатор 3 су повезани серијски. Еквивалентни кондензатор:
1/C A = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
CA = 12/6 = 2 µF
Кондензатор 4 и кондензатор 5 су повезани серијски. Еквивалентни кондензатор:
1/C B = 1/C 4 + 1/C 5 = 1/2 + 1/2 = 2/2
C B = 2/2 = 1 µF
Кондензатор А и кондензатор Б паралелно спојени. Еквивалентни кондензатор:
C = C A + C B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10⁻⁶ Фарад
Електрична енергија у колима:
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 џула
3. Одредите енергију ускладиштену у електричном колу приказаном на слици испод.
Познато:
Кондензатор 1 (C1) = 4 Ф 
Кондензатор 2 (C2 ) = 4 F
Кондензатор 3 (C3 ) = 4 F
Кондензатор 4 (C4 ) = 4 F
Кондензатор 5 (C5 ) = 2 F
Електрични напон (V) = 12 волти
Тражи се: Електрична енергија у колима
Решење:
Еквивалентни кондензатор:
Кондензатор 1, кондензатор 2 и кондензатор 3 су повезани паралелно. Еквивалентни кондензатор:
C A = C 1 + C 2 + C 3 = 4 + 4 + 4 = 12 F
Кондензатор 4 и кондензатор 5 су повезани паралелно. Еквивалентни кондензатор:
C B = C 4 + C 5 = 4 + 2 = 6 F
Кондензатор А и кондензатор Б су повезани серијски. Еквивалентни кондензатор:
1/C = 1/C A + 1/C B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Фарада
Електрична енергија у колима:
Е = ½ ЦВ 2 = ½ (4)(12 2 ) = (2)(144)
E = 288 џула
1. Питање: Како се енергија складишти у кондензатору?
Одговор: Енергија у кондензатору се складишти у електричном пољу између његових плоча. Када се на кондензатор примени напон, позитивна наелектрисања се акумулирају на једној плочи, а негативна наелектрисања на супротној плочи, стварајући електрично поље.
2. Питање: Која је формула за енергију ускладиштену у кондензатору?
Одговор: Енергија (U) ускладиштена у кондензатору дата је са �=12��² где је C капацитет, а V напон на кондензатору.
3. Питање: Шта се дешава са енергијом ускладиштеном у кондензатору када се напон удвостручи?
Одговор: Пошто је енергија пропорционална квадрату напона (V^2), када се напон удвостручи, енергија се повећава четири пута.
4. Питање: Зашто напуњени кондензатор може бити опасан чак и ако је искључен из извора напона?
Одговор: Напуњени кондензатор може задржати своју ускладиштену енергију чак и када је искључен из извора напона. Ако проводник (или особа) дође у контакт са терминалима, ускладиштена енергија се може брзо ослободити, што може изазвати штету или оштећење.
5. Питање: Како се мења енергија ускладиштена у кондензатору ако се капацитет преполови, а напон остане константан?
Одговор: Ако се капацитет преполови, а напон остане константан, ускладиштена енергија ће се такође преполовити, јер је енергија директно пропорционална капацитету.
6. Питање: Коју улогу игра диелектрични материјал у кондензатору?
Одговор: Диелектрични материјал повећава капацитет кондензатора смањењем ефективног електричног поља између плоча, а такође спречава и проводљивост наелектрисања између плоча.
7. Питање: У колу серијски повезаних кондензатора, како се укупни капацитет упоређује са појединачним капацитетима?
Одговор: У серијском повезивању, инверзна вредност укупног капацитета (1/C_укупно) је збир инверзних вредности појединачних капацитета. То значи да је укупни капацитет у серијској конфигурацији увек мањи од најмањег капацитета у серији.
8. Питање: Како се израчунава укупни капацитет кондензатора повезаних паралелно?
Одговор: За кондензаторе повезане паралелно, укупни капацитет је збир појединачних капацитета.
9. Питање: Зашто кондензатор блокира једносмерну струју (DC), али пропушта наизменичну струју (AC)?
Одговор: Кондензатор блокира једносмерну струју јер када се потпуно напуни, више не може да тече струја. Међутим, код наизменичне струје, напон се континуирано мења, што узрокује пуњење и пражњење кондензатора, омогућавајући проток ефективне струје.
10. Питање: Шта се дешава са напоном кондензатора ако је повезан са батеријом, а затим искључен пре него што достигне потпуно пуњење?
Одговор: Кондензатор ће задржати напон који је имао у тренутку искључивања и неће се даље пунити осим ако се поново не повеже на извор напајања.
