Enerhiya ng kuryente sa mga circuit ng kapasitor – mga problema at solusyon

Enerhiya ng kuryente sa mga circuit ng kapasitor – mga problema at solusyon

1. Tukuyin ang enerhiyang elektrikal sa sirkito na ipinapakita sa pigura sa ibaba (1 µF = 10 -6 F)

Kilala:

Kapasitor 1 (C1) = 3 µF Enerhiya ng kuryente sa mga sirkito ng kapasitor – mga problema at solusyon 1

Kapasitor 2 (C 2 ) = 1 µF

Kapasitor 3 (C 3 ) = 2 µF

Kapasitor 4 (C 4 ) = 6 µF

Kapasitor 5 (C 5 ) = 4 µF

Boltahe ng kuryente (V) = 5 volts

Hinahanap: Enerhiya ng kuryente sa mga sirkito

solusyon:

Ang katumbas na kapasitor:

Ang Capacitor 2 at capacitor 3 ay konektado nang parallel . Ang katumbas na capacitor ay:

C A = C 2 + C 3 = 1 + 2 = 3 µF

Ang Capacitor 1, capacitor A at capacitor 4 ay konektado nang serye . Ang katumbas na capacitor ay:

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

Ang Capacitor B at capacitor 5 ay konektado nang parallel. Ang katumbas na capacitor:

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

Enerhiya ng kuryente sa sirkito:

E = ½ CV2 = ½ (5.2 x 10 -6 )(5 2 ) = (2.6 x 10 -6 )(25)

E = 65 x 10 -6 Joule

2. Tukuyin ang enerhiyang elektrikal sa mga sirkito ng kapasitor na ipinapakita sa pigura sa ibaba (1 µF = 10 -6 F)

Kilala:

Kapasitor 1 (C1) = 4 µF Enerhiya ng kuryente sa mga sirkito ng kapasitor – mga problema at solusyon 2

Kapasitor 2 (C 2 ) = 6 µF

Kapasitor 3 (C 3 ) = 12 µF

Kapasitor 4 (C 4 ) = 2 µF

Kapasitor 5 (C 5 ) = 2 µF

Boltahe ng kuryente (V) = 40 volts

Hinahanap: Enerhiya ng kuryente sa mga sirkito

solusyon:

Ang katumbas na kapasitor:

Ang Capacitor 1, capacitor 2 at capacitor 3 ay konektado nang serye. Ang katumbas na capacitor:

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

Ang Capacitor 4 at capacitor 5 ay konektado nang serye. Ang katumbas na capacitor:

1/C B = 1/C 4 + 1/C 5 = 1/2 + 1/2 = 2/2

C B = 2/2 = 1 µF

Ang kapasitor A at kapasitor B ay magkapareho. Ang katumbas na kapasitor:

C = C A + C B = 2 + 1 = 3 µF

C = 3 x 10 -6 Farad

Enerhiya ng kuryente sa mga sirkito:

E = ½ CV2 = ½ (3 x 10 -6 )(40 2 ) = (1.5 x 10 -6 )(1600)

E = 2400 x 10 -6 = 2.4 x 10 -3 Joules

3. Tukuyin ang enerhiyang nakaimbak sa electrical circuit na ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Kilala:

Kapasitor 1 (C1) = 4 F Enerhiya ng kuryente sa mga sirkito ng kapasitor – mga problema at solusyon 3

Kapasitor 2 (C 2 ) = 4 F

Kapasitor 3 (C 3 ) = 4 F

Kapasitor 4 (C 4 ) = 4 F

Kapasitor 5 (C 5 ) = 2 F

Boltahe ng kuryente (V) = 12 volts

Hinahanap: Enerhiya ng kuryente sa mga sirkito

solusyon:

Ang katumbas na kapasitor:

Ang Capacitor 1, capacitor 2 at capacitor 3 ay konektado nang parallel. Ang katumbas na capacitor:

C A = C 1 + C 2 + C 3 = 4 + 4 + 4 = 12 F

Ang Capacitor 4 at capacitor 5 ay konektado nang parallel. Ang katumbas na capacitor:

C B = C 4 + C 5 = 4 + 2 = 6 F

Ang kapasitor A at kapasitor B ay konektado nang serye. Ang katumbas na kapasitor ay:

1/C = 1/C A + 1/C B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12

C = 12/3 = 4 Farad

Enerhiya ng kuryente sa mga sirkito:

E = ½ CV 2 = ½ (4)(12 2 ) = (2)(144)

E = 288 Joule

1. Tanong: Paano iniimbak ang enerhiya sa isang kapasitor?

Sagot: Ang enerhiya sa isang kapasitor ay nakaimbak sa electric field sa pagitan ng mga plate nito. Kapag ang boltahe ay inilapat sa isang kapasitor, ang mga positibong karga ay naiipon sa isang plate at mga negatibong karga sa kabilang plate, na lumilikha ng isang electric field.

2. Tanong: Ano ang pormula para sa enerhiyang nakaimbak sa isang kapasitor?

Sagot: Ang enerhiya (U) na nakaimbak sa isang kapasitor ay ibinibigay ng ��=12��2 kung saan ang C ay ang kapasidad at ang V ay ang boltahe sa kabila ng kapasitor.

3. Tanong: Ano ang mangyayari sa enerhiyang nakaimbak sa isang kapasitor kapag ang boltahe ay nadoble?

Sagot: Dahil ang enerhiya ay proporsyonal sa parisukat ng boltahe (V^2), kapag ang boltahe ay dinoble, ang enerhiya ay tumataas nang apat na beses.

4. Tanong: Bakit maaaring mapanganib ang isang naka-charge na kapasitor kahit na ito ay nakadiskonekta mula sa pinagmumulan ng boltahe nito?

Sagot: Kayang panatilihin ng isang naka-charge na kapasitor ang nakaimbak na enerhiya nito kahit na nakadiskonekta mula sa pinagmumulan ng boltahe nito. Kung ang isang konduktor (o isang tao) ay madikit sa mga terminal, ang nakaimbak na enerhiya ay maaaring mabilis na mailabas, na maaaring magdulot ng pinsala o pinsala.

5. Tanong: Paano nagbabago ang enerhiyang nakaimbak sa isang kapasitor kung ang kapasidad ay nababawasan ng kalahati habang pinapanatili ang boltahe na pare-pareho?

Sagot: Kung ang kapasidad ay nababawasan ng kalahati at ang boltahe ay nananatiling pare-pareho, ang enerhiyang nakaimbak ay mababawasan din ng kalahati, dahil ang enerhiya ay direktang proporsyonal sa kapasidad.

6. Tanong: Ano ang papel na ginagampanan ng dielectric material sa isang capacitor?

Sagot: Pinapataas ng dielectric material ang capacitance ng capacitor sa pamamagitan ng pagbabawas ng effective electric field sa pagitan ng mga plate at pinipigilan din ang charge conduction sa pagitan ng mga plate.

7. Tanong: Sa isang series capacitor circuit, paano maihahambing ang kabuuang kapasidad sa mga indibidwal na kapasidad?

Sagot: Sa isang seryeng pagkakaayos, ang kabaligtaran ng kabuuang kapasidad (1/C_total) ay ang kabuuan ng mga kabaligtaran ng mga indibidwal na kapasidad. Nangangahulugan ito na ang kabuuang kapasidad sa isang seryeng pagkakaayos ay palaging mas mababa kaysa sa pinakamaliit na kapasidad sa serye.

8. Tanong: Paano kinakalkula ang kabuuang kapasidad para sa mga kapasitor na konektado nang parallel?

Sagot: Para sa mga capacitor na magkapareho ang pagkakagamit, ang kabuuang kapasidad ay ang kabuuan ng mga indibidwal na kapasidad.

9. Tanong: Bakit hinaharangan ng isang kapasitor ang direktang kuryente (DC) ngunit pinapayagan ang alternating kuryente (AC) na dumaan?

Sagot: Hinaharangan ng isang kapasitor ang DC dahil kapag ito ay ganap nang na-charge, wala nang karagdagang kuryente ang maaaring dumaloy. Gayunpaman, sa AC, ang boltahe ay patuloy na nagbabago, na nagiging sanhi ng pag-charge at pag-discharge ng kapasitor, na nagpapahintulot sa isang epektibong kuryente na dumaloy.

10. Tanong: Ano ang mangyayari sa boltahe ng isang kapasitor kung ito ay nakakonekta sa isang baterya at pagkatapos ay ididiskonekta bago pa man umabot sa buong karga?

Sagot: Pananatilihin ng kapasitor ang boltahe nito noong naputol ang pagkakakonekta at hindi na muling magcha-charge maliban kung ikokonekta pabalik sa pinagmumulan ng kuryente.