Nishati ya umeme katika saketi za capacitor - matatizo na suluhisho
1. Tambua nishati ya umeme katika saketi inayoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini (1 µF = 10 -6 F)
Inajulikana:
Capacitor 1 (C1) = 3 µF 
Kifaa cha kupokanzwa 2 (C 2 ) = 1 µF
Kifaa cha kupokanzwa 3 (C 3 ) = 2 µF
Kifaa cha kupokanzwa 4 (C 4 ) = 6 µF
Kifaa cha kupokanzwa 5 (C 5 ) = 4 µF
Volti ya umeme (V) = volti 5
Inahitajika: Nishati ya umeme katika saketi
Suluhisho:
Kifaa sawa cha capacitor:
Kifaa cha kupokezana 2 na kifaa cha kupokezana 3 vimeunganishwa sambamba . Kifaa cha kupokezana sawa:
C A = C 2 + C 3 = 1 + 2 = 3 µF
Kifaa cha kupokezana 1, kifaa cha kupokezana A na kifaa cha kupokezana 4 vimeunganishwa katika mfululizo . Kifaa cha kupokezana sawa:
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
Kifaa cha kupokezana B na kifaa cha kupokezana 5 vimeunganishwa sambamba. Kifaa cha kupokezana sawa:
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 Farad
Nishati ya umeme katika saketi:
E = ½ CV 2 = ½ (5.2 x 10 -6 )(5 2 ) = (2.6 x 10 -6 )(25)
E = 65 x 10 -6 Joule
2. Tambua nishati ya umeme katika saketi za capacitor zinazoonyeshwa kwenye mchoro hapa chini (1 µF = 10 -6 F)
Inajulikana:
Kifaa cha Kuweka Nguvu 1 (C)1) = 4 µF 
Kifaa cha kupokanzwa 2 (C 2 ) = 6 µF
Kifaa cha kupokanzwa 3 (C 3 ) = 12 µF
Kifaa cha kupokanzwa 4 (C 4 ) = 2 µF
Kifaa cha kupokanzwa 5 (C 5 ) = 2 µF
Volti ya umeme (V) = volti 40
Inahitajika: Nishati ya umeme katika saketi
Suluhisho:
Kifaa sawa cha capacitor:
Kifaa cha kupokezana 1, kifaa cha kupokezana 2 na kifaa cha kupokezana 3 vimeunganishwa mfululizo. Kifaa sawa:
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
C A = 12/6 = 2 µF
Kifaa cha kupokezana 4 na kifaa cha kupokezana 5 vimeunganishwa mfululizo. Kifaa sawa:
1/C B = 1/C 4 + 1/C 5 = 1/2 + 1/2 = 2/2
C B = 2/2 = 1 µF
Kifaa cha kupokezana A na kifaa cha kupokezana B sambamba. Kifaa cha kupokezana sawa:
C = C A + C B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10 -6 Farad
Nishati ya umeme katika saketi:
E = ½ CV 2 = ½ (3 x 10 -6 )(40 2 ) = (1.5 x 10 -6 )(1600)
E = 2400 x 10 -6 = 2.4 x 10 -3 Jouli
3. Tambua nishati iliyohifadhiwa kwenye saketi ya umeme inayoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.
Inajulikana:
Kifaa cha Kuweka Nguvu 1 (C)1) = 4 F 
Kifaa cha kuhifadhia 2 (C 2 ) = 4 F
Kifaa cha kuhifadhia 3 (C 3 ) = 4 F
Kifaa cha kuhifadhia 4 (C 4 ) = 4 F
Kifaa cha kuhifadhia 5 (C 5 ) = 2 F
Volti ya umeme (V) = volti 12
Inahitajika: Nishati ya umeme katika saketi
Suluhisho:
Kifaa sawa cha capacitor:
Kifaa cha kupokezana 1, kifaa cha kupokezana 2 na kifaa cha kupokezana 3 vimeunganishwa sambamba. Kifaa cha kupokezana sawa:
C A = C 1 + C 2 + C 3 = 4 + 4 + 4 = 12 F
Kifaa cha kupokezana 4 na kifaa cha kupokezana 5 vimeunganishwa sambamba. Kifaa cha kupokezana sawa:
C B = C 4 + C 5 = 4 + 2 = 6 F
Kifaa cha kupokezana A na kifaa cha kupokezana B vimeunganishwa mfululizo. Kifaa sawa cha kupokezana:
1/C = 1/C A + 1/C B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Farad
Nishati ya umeme katika saketi:
E = ½ CV 2 = ½ (4) (12 2 ) = (2) (144)
E = 288 Joule
1. Swali: Nishati huhifadhiwaje kwenye capacitor?
Jibu: Nishati katika capacitor huhifadhiwa katika uwanja wa umeme kati ya sahani zake. Wakati volteji inatumika kwenye capacitor, chaji chanya hujilimbikiza kwenye sahani moja na chaji hasi kwenye sahani iliyo kinyume, na kuunda uwanja wa umeme.
2. Swali: Fomula ya nishati iliyohifadhiwa kwenye capacitor ni ipi?
Jibu: Nishati (U) iliyohifadhiwa kwenye capacitor hutolewa na �=12��2 ambapo C ni capacitance na V ni volteji kwenye capacitor.
3. Swali: Ni nini hutokea kwa nishati iliyohifadhiwa kwenye capacitor wakati volteji inapoongezeka maradufu?
Jibu: Kwa kuwa nishati ni sawia na mraba wa volteji (V^2), volteji inapoongezeka maradufu, nishati huongezeka kwa mara nne.
4. Swali: Kwa nini capacitor iliyochajiwa inaweza kuwa hatari hata kama imetenganishwa na chanzo chake cha volteji?
Jibu: Kifaa cha kupokanzwa chenye chaji kinaweza kuhifadhi nishati yake iliyohifadhiwa hata kinapotenganishwa na chanzo chake cha volteji. Ikiwa kondakta (au mtu) atagusana na vituo, nishati iliyohifadhiwa inaweza kutolewa haraka, na kusababisha madhara au uharibifu.
5. Swali: Nishati iliyohifadhiwa kwenye capacitor hubadilikaje ikiwa uwezo hupunguzwa kwa nusu huku volteji ikibaki thabiti?
Jibu: Ikiwa uwezo utapunguzwa nusu na volteji itabaki thabiti, nishati iliyohifadhiwa pia itapunguzwa nusu, kwani nishati hiyo inalingana moja kwa moja na uwezo.
6. Swali: Nyenzo ya dielektriki inachukua jukumu gani katika capacitor?
Jibu: Nyenzo ya dielectric huongeza uwezo wa capacitor kwa kupunguza uwanja mzuri wa umeme kati ya sahani na pia huzuia upitishaji wa chaji kati ya sahani.
7. Swali: Katika saketi ya capacitor mfululizo, uwezo wa jumla unalinganishwaje na uwezo wa mtu binafsi?
Jibu: Katika mpangilio wa mfululizo, kinyume cha jumla ya uwezo (1/C_total) ni jumla ya kinyume cha uwezo wa kila mmoja. Hii ina maana kwamba jumla ya uwezo katika usanidi wa mfululizo huwa chini ya uwezo mdogo zaidi katika mfululizo.
8. Swali: Je, jumla ya uwezo wa capacitance huhesabiwaje kwa capacitors zilizounganishwa sambamba?
Jibu: Kwa capacitors sambamba, jumla ya uwezo ni jumla ya uwezo wa mtu binafsi.
9. Swali: Kwa nini capacitor huzuia mkondo wa moja kwa moja (DC) lakini huruhusu mkondo mbadala (AC) kupita?
Jibu: Kapita huzuia DC kwa sababu mara tu inapochajiwa kikamilifu, hakuna mkondo mwingine unaoweza kutiririka. Hata hivyo, kwa AC, volteji hubadilika kila mara, na kusababisha kapita kuchaji na kutoa, na kuruhusu mkondo unaofaa kutiririka.
10. Swali: Ni nini kinachotokea kwa volteji ya capacitor ikiwa imeunganishwa na betri kisha ikakatwa kabla ya kufikia chaji kamili?
Jibu: Kifaa cha kupokezia umeme kitahifadhi volteji iliyokuwa nayo wakati wa kukatika kwa umeme na hakitachaji zaidi isipokuwa kimeunganishwa tena kwenye chanzo cha umeme.
