Kapacitor - RC-kredsløb Flashcards Preview

Fysik ABC > Kapacitor - RC-kredsløb > Flashcards

Flashcards in Kapacitor - RC-kredsløb Deck (16)
Loading flashcards...
1

Hvordan defineres kapacitans?

Det er ladningsmængden på den positive plade delt med spændingsfaldet over kapacitoren:

C = Q / U

2

På en kapacitor sidder 0,02 C på den positive plade og spændingsfaldet er 6 V.

Hvad er kapacitansen?

C = Q / U

C = ( 0,02 / 6) F = 0,003 F

Kapacitansen er 3 millifarad.

3

Hvor stor ladning kan sidde på en pladekapacitor med C = 20 μF, når U = 1,5 V.

Q = C • U

Q = 20 • 1,5 μC

Der sidder 30 mikrocoulomb på den positive plade og –30 μC på den negative plade.

4

En kapacitor i et RC-kredsløb lades op.

Opskriv q(t).

Batteriet leverer spændingen Ubatteri, kapacitansen er C og modstanden er R.

Ladningen på den positive plade til tiden t er:

q(t) = C • Ubatteri • (1 – exp(–t/(R•C))

5

Hvad er den karakteristiske tid, τ, i et RC-kredsløb med en modstand på 3 kΩ og kapacitansen 1 mF?

τ = R • C

τ = 3000 • 0,001 s

τ = 3 s.

På tre sekunder er kapacitoren 63% opladt.

6

Hvad er den karakteristiske tid, τ, i et RC-kredsløb med en modstand på 20 kΩ og kapacitansen 100 μF?

Giv et ærligt svar.

τ = R • C

τ = 20.000 • (100/1.000.000) s

τ = 20 • 0,1 s

τ = 2,0 s.

På to sekunder er kapacitoren 63% opladt.

På 1,4 s er den 50% opladt.

7

Hvad er den karakteristiske tid, τ, i et RC-kredsløb med en modstand på 300 kΩ — og kapacitansen kommer fra to kapacitorer på 100 μF, som er koblet i serie?

Giv et korrekt svar.

Erstatningskapacitansen udregnes først:

1/C = 1/(100 μF)+ 1/(100 μF) = 2/(100 μF)

C = (100 μF) / 2 = 50 μF

τ = R • C

τ = 300.000 • (50 / 1.000.000) s

τ = 15 s.

På femten sekunder er kapacitoren 63% opladt.

8

Hvad er den karakteristiske tid, τ, i et RC-kredsløb med en modstand på 50 kΩ — og kapacitansen kommer fra to kapacitorer på 50 μF, som er koblet parallelt?

Giv et godt svar.

Erstatningskapacitansen udregnes først:

C = 50 μF + 50 μF
C = 100 μF

τ = R • C

τ = 50.000 • (100 / 1.000.000) s

τ = 5,0 s.

På fem sekunder er kapacitoren 63% opladt.

9

En kapacitor i et RC-kredsløb lades op.

Opskriv I(t): Det er strømstyrken gennem modstanden.

Batteriet leverer spændingen U, kapacitansen er C og modstanden er R.

Ladningen på den positive plade til tiden t er:
q(t) = C • U • (1 – exp(–t/(R•C))

Strømstyrken er den tidsafledede af ladningsmængden:
I(t) = dq / dt
I(t) = C • U • ( 0 + (1/(R•C)) • exp(–t/(R•C))
I(t) = (U / R) • exp(–t/(R•C))

10

Tre kapacitorer på 50 μF sidder i serie.

Hvad er erstatningskapacitansen?

1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

1/C = 1/50 + 1/50 + 1/50

1/C = 3/50

C = 50/3 ≈ 17 μF

11

Tre kapacitorer på 50 μF, 100 μF og 200 μF sidder i serie. De sidder altså lige efter hinanden.

Hvad er erstatningskapacitansen?

1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

1/C = 1/50 + 1/100 + 1/200

1/C = 4/200 + 2/200 + 1/200 = 7/200

C = 200/7 ≈ 29 μF

12

30 kapacitorer på 100 μF sidder i serie. De sidder altså lige efter hinanden.

Hvad er erstatningskapacitansen?

Den reciprokke værdi af erstatningskapacitansen er summen af de reciprokke kapacitanser:

1/C = Σ 1/c

1/C = 1/100 + 1/100 + ... 1/100

1/C = 30/(100 μF)

Erstatningskapacitansen bliver den reciprokke værdi:

C = (100 μF) / 30 = 3,3 μF

13

25 kapacitorer på 25 μF sidder i serie. De sidder altså lige efter hinanden.

Hvad er erstatningskapacitansen?

Den reciprokke værdi af erstatningskapacitansen er summen af de reciprokke kapacitanser:

1/C = Σ 1/c

1/C = 1/25 + 1/25 + ... 1/25

1/C = 25/(25 μF)

Erstatningskapacitansen bliver den reciprokke værdi:

C = (25 μF) / 25 = 1,0 μF

14

25 kapacitorer på 1 μF sidder i parallelt. De 25 kapacitorer sidder altså ved siden af hinanden, så strømmen kan løbe 25 forskellige veje!

Hvad er erstatningskapacitansen?

Når kapacitorer sidder parallelt bliver erstatningskapacitansen summen af alle kapacitanserne:

C= Σ c

C = 1 +1 + ... + 1

C = 25 μF

Erstatningskapacitansen er 25 mikrofarad.

15

12 resistorer på 2 ohm sidder i parallelt. De 12 modstande sidder altså ved siden af hinanden, så strømmen kan løbe 12 forskellige veje!

Hvad er erstatningsmodstanden?

1/R = Σ 1/r

1/R = 1/2 + 1/2 + ... + 1/2

1/R = 12/(2 Ω) = 6 / Ω

Erstatningsmodstanden bliver den reciprokke værdi:

R = (1/6) Ω = 0,17 Ω

16

36 resistorer på 4 ohm sidder i serie. De 36 modstande sidder altså lige efter hinanden, så strømmen kan kun løbe en vej: Gennem dem alle!

Hvad er erstatningsmodstanden?

R = 36 • 4 Ω

R = 144 Ω ≈ 0,1 kΩ.