Электрсыйымдылығы. Конденсатор түрлері мен құрылысы. Конденсаторларды параллель және тізбектей жалғау. Физика, 10 сынып, қосымша материал.

Есептердің шешуі

Конденсатор сыйымдылығы

• Конденсаторды 1,4 кВ кернеуге дейін зарядтағанда ол 28 нКл заряд болатын болса, конденсатордың сыйымдылығы қандай?

Шешуі:

Жауабы: С = 20пФ.

• Мектеп конденсаторының ең үлкен сыйымдылығы 58 мкФ. Оны 50 В-қа тең тұрақты кернеу көзінің полюстеріне қосқанда ол қандай заряд жинақтайды?

Шешуі:

Жауабы: q = 2,9 мКл.

• Конденсаторда 100 пФ; 300 В деген жазу бар. 50 нКл заряд жинақтау үшін осы конденсаторды пайдалануға бола ма?

Шешуі:

q₁>q болғандықтан 50 нКл зарядты жинақтау үшін қолдануға болмайды.

Жауабы: болмайды.

• Диаметрі 3 см болатын өткізгіш шардың электрсыйымдылығын анықтаңыз. Шар ауада орналастырылған.

Шешуі:

С=4εε₀πR=48,8510^-123,14·0,015=1,6710^-12 Ф

Жауабы: 1,6710^-12 Ф.

• Конденсатордың пластиналарының жұмыстық аудынын 2 есе, ал олардың арақашықтығын 3 есе кемітсе, конденсатордың сыйымдылығы қалай өзгереді?

Шешуі:

Жауабы: 1,5 есе артады.

• Егер пластиналардың арасындағы парафинделген қағаз қабатының орнына қалыңдығы сондай жалпақ слюданы пайдаланса, конденсатор сыйымдылығы қалай өзгереді?

Шешуі:

Жауабы: 2,73 есе артады

• Ауа конденсатордың пластиналары арасындағы кеңістікке қатты диэлектрикті енгізгенде конденсатордың кернеуі 400 В-тан 50 В-қа дейін кеміген. Диэлектриктің диэлектрлік өтімділігі қандай?

Шешуі:

Жауабы: ε=8.

Есептердің шешуі

Конденсаторды жалғау.

• Сыйымдылықтары C₁ = 20 мкФ, С₂ = 25 мкФ және С₃ = 30 мкФ конденсаторларды тізбектей жалғанған. Тізбектің жалпы электрсыйымдылығын анықтаңыз.

 Шешуі:

Конденсаторлар тізбектей жалғанғандықтан: 1/С = 1/С₁ + 1/С₂ + 1/С₃ = 1/20 + 1/25 + 1/30 = 37/300, бұдан С ≈ 8,11 мкФ.

 Жауабы: С = 8,11 мкФ.

•  Әрқайсысының сыйымдылығы 2 мкФ болатын конденсаторлар параллель жалғанған. Жалпы сыйымдылықты анықтаңыз.

 Шешуі:

Жалпы сыйымдылығы:

 Жауабы: 200 мкф.

•  Батареяның сыйымдылығы 160 пФ болу үшін сыйымдылығы 800 пФ конденсаторға тағы да қандай сыйымдылықты конденсаторды тізбектей жалғау керек?

 Шешуі:

1/С=1/С₁+1/С₂

1/С₁=1/С -1/С₂=(С₂-С)/С₂∙С

С₁=С₂∙С/(С₂-С)=800∙160/(800-160)пФ=200 пФ

 Жауабы: 200 пФ

•  Сыйымдылықтары сәйкесінше C₁=0,1 мкФ, С₂=0,4 мкФ және С₃=0,52 мкФ болатын конденсаторлар тізбектегідей жалғанған. Конденатор батареясының электрсыйымдылығын анықтаңыз.

 Шешуі:

1/C₁₂=1/C₁+1/C₂=1/0.1+1/0.4=10+2.5=12.5

C₁₂=1/12.5= 0.08 мкФ

C=C₁₂+C₃=0.08+0.52=0.6 мкФ

 Жауабы: С=0,6 мкФ.

•  Сыйымдылықтары С₁=С₂=2мкФ, С₃=С₄=С₅=6мкФ болса, конденсаторлар батареясының сыйымдылығы қандай?

Шешуі:

1/С_общ.1,2 =1/С₁+1/С₂ =1/2+1/2=1 мкФ^-1.

С_общ.1,2 = 1 мкФ.

1/С_общ.3,4,5 =1/С₃+1/С₄+1/С₅ = 1/6+1/6+1/6 = 3/6 = 1/2 мкФ^-1.

С_общ.3,4,5 = 2 мкф.

Итого С_общ. = С_общ.1,2 + С_общ.3,4,5 = (1+2)мкФ = 3 мкФ.

 Жауабы: 3 мкФ.

•  Суретте берілген конденсаторлар батареясының жалпы сыйымдылығын анықтаңыз. Әр конденсатордың сыйымдылығы C=1 мкФ.

 Шешуі:

 Жауабы: 286 нФ.

•  Сыйымдылықтары С₁=5 мкФ және С₂=8 мкФ конденсаторлар тізбектей жалғанып, ЭҚК-і ε=80 В болатын ток көзіне қосылған. Конденсаторлардағы q₁ және q₂ зарядтарды және әр конденсатордың пластиналарының арасындағы потенциалдары айырымын U₁ және U₂ анықтаңыз.

 Шешуі:

 Жауабы:49,2 В; 30,8 В.