W kondensatorze idealnym ładunek zgromadzony na okładkach jest proporcjonalny do napięcia między okładkami. Opisuje to zależność:
Q = C · U
gdzie:
- Q – ładunek elektryczny w kulombach (C),
- C – pojemność elektryczna w faradach (F),
- U – napięcie w woltach (V).
Aby obliczyć napięcie, przekształcamy wzór do postaci:
U = Q / C
Podstawiamy dane z zadania: Q = 4 C oraz C = 2 F:
U = 4 / 2 = 2 V
Warto też wykonać krótką kontrolę jednostek: 1 F = 1 C/V, więc C/F = V. Dzięki temu wiemy, że wynik ma prawidłowy wymiar.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Wskazują typowe pomyłki rachunkowe:
- Odpowiedź "4 V" zwykle wynika z pominięcia dzielenia przez 2 (nieuwaga w obliczeniach).
- Odpowiedź "8 V" jest zgodna z błędnym mnożeniem Q·C zamiast Q/C.
- Odpowiedź "16 V" często pojawia się po połączeniu dwóch błędów naraz (np. mnożenie i dodatkowe podwojenie).
W praktyce zawodowej, także przy elementach sterowania i automatyki związanej z urządzeniami gazowymi, rozumienie zależności dla kondensatora pomaga ocenić, czy element może się naładować do danego napięcia oraz dlaczego po odłączeniu zasilania napięcie może utrzymywać się jeszcze przez chwilę.
