D.C Circuit: Three resistors 4 , 6 and 12 are connected in parallel to a 12V battery. Calculate: (8 marks) a) Total resistance b) Total current from battery

    $$
    I = \boxed{6\text{A}}
    $$

22. Capacitors: Capacitors mbili $6\mu\text{F}$ na $3\mu\text{F}$ zimeunganishwa katika (i) Mfululizo (ii) Sambamba. Tafuta capacitance jumla katika kila hali. Taja matumizi moja ya capacitors. (7 marks) * i) Muunganisho wa Mfululizo (Series connection):

    $$
    C_T = 6\mu\text{F} + 3\mu\text{F} = \boxed{9\mu\text{F}}
    $$
*   **Matumizi moja ya capacitors:**
    *   Kuhifadhi nishati ya umeme.

23. Mizunguko ya Mwisho (Final Circuits): (8 marks) * a) Tofautisha kati ya mizunguko ya mwisho ya taa (lighting) na nguvu (socket) kwa kuzingatia ukubwa wa waya na ukadiriaji wa MCB. (4 marks) * Mzunguko wa Taa (Lighting Circuit): * Ukubwa wa Waya: Hutumia waya wenye eneo dogo la msalaba (k.m., $1.5\text{mm}^2$). * Ukadiriaji wa MCB: Hutumia MCB yenye ukadiriaji mdogo wa mkondo (k.m., 6A au 10A). * Mzunguko wa Nguvu/Soketi (Power/Socket Circuit): * Ukubwa wa Waya: Hutumia waya wenye eneo kubwa la msalaba (k.m., $2.5\text{mm}^2$ au $4\text{mm}^2$). * Ukadiriaji wa MCB: Hutumia MCB yenye ukadiriaji mkubwa wa mkondo (k.m., 16A, 20A, au 32A). * b) Chora mchoro rahisi wenye lebo wa mzunguko wa kudhibiti taa moja na swichi moja. (4 marks) * Maelezo ya Mchoro: 1. Anza na chanzo cha umeme (k.m., betri au usambazaji wa mains). 2. Unganisha waya kutoka upande mmoja wa chanzo cha umeme hadi terminal moja ya swichi. 3. Unganisha waya kutoka terminal nyingine ya swichi hadi terminal moja ya taa. 4. Unganisha waya kutoka terminal nyingine ya taa kurudi kwenye upande mwingine wa chanzo cha umeme, ukikamilisha mzunguko. * Lebo muhimu: Chanzo cha Umeme, Swichi, Taa, Waya.

24. Electromagnetism: Eleza kwa mchoro jinsi unavyoweza kutengeneza sumaku-umeme rahisi kwa kutumia betri, msumari na waya wa shaba. Toa sababu 2 zinazoongeza nguvu zake. (7 marks)

    • Maelezo:
      1. Chukua waya wa shaba na ufunge kuzunguka msumari wa chuma mara nyingi, ukitengeneza koili (solenoid).
      2. Unganisha ncha mbili za waya kwenye vituo vya betri.
      3. Mkondo wa umeme utapita kwenye koili, na kuunda uga wa sumaku kuzunguka msumari, na kuufanya msumari kuwa sumaku ya muda (electromagnet).
    • Mchoro: (Mchoro unapaswa kuonyesha betri iliyounganishwa na waya wa shaba uliofungwa kuzunguka msumari wa chuma. Mishale inaweza kuonyesha mwelekeo wa mkondo wa umeme.)
    • Sababu 2 zinazoongeza nguvu ya sumaku-umeme:
      1. Idadi ya mizunguko ya waya: Kuongeza idadi ya mizunguko ya waya kuzunguka msumari huongeza nguvu ya uga wa sumaku.
      2. Ukubwa wa mkondo wa umeme: Kuongeza mkondo wa umeme unaopita kwenye koili (kwa kutumia betri yenye voltage kubwa au kuunganisha betri zaidi) huongeza nguvu ya sumaku.

25. Nadharia ya Semiconductor: (10 marks)

    • a) Ni nini intrinsic na extrinsic semiconductor? (4 marks)
      • Intrinsic Semiconductor: Ni semiconductor safi kabisa, isiyo na uchafu wowote. Conductivity yake ni ndogo na inategemea sana halijoto. Mifano ni Silicon (Si) na Germanium (Ge) safi.
      • Extrinsic Semiconductor: Ni semiconductor ambayo imetiwa uchafu kwa makusudi (doping) ili kuongeza conductivity yake. Uchafu huu huunda elektroni za ziada au mashimo, na kuifanya iwe N-type au P-type.
    • b) Kwa kutumia michoro, eleza uundaji wa P-type na N-type semiconductors. (4 marks)
      • N-type Semiconductor:
        • Maelezo: Huundwa kwa kuongeza uchafu wa pentavalent (kama vile Phosphorus au Arsenic) kwenye semiconductor safi (kama Silicon). Atomi za uchafu zina elektroni tano za valency; nne huunda vifungo vya covalent na atomi za Silicon, na elektroni moja inabaki huru, ikiongeza idadi ya elektroni huru na hivyo conductivity.
        • Mchoro: (Mchoro unapaswa kuonyesha atomi ya uchafu ya pentavalent (k.m., P) katikati, iliyozungukwa na atomi nne za Silicon, kila moja ikiunda kifungo cha covalent. Elektroni moja ya ziada kutoka atomi ya pentavalent inaonyeshwa kama huru.)
      • P-type Semiconductor:
        • Maelezo: Huundwa kwa kuongeza uchafu wa trivalent (kama vile Boron au Gallium) kwenye semiconductor safi (kama Silicon). Atomi za uchafu zina elektroni tatu za valency; huunda vifungo vitatu vya covalent na atomi za Silicon, na kuacha "shimo" (hole) moja kwenye kifungo cha nne. Shimo hili linaweza kukubali elektroni, na kuongeza idadi ya mashimo na hivyo conductivity.
        • Mchoro: (Mchoro unapaswa kuonyesha atomi ya uchafu ya trivalent (k.m., B) katikati, iliyozungukwa na atomi nne za Silicon, zikiunda vifungo vitatu vya covalent. Kifungo kimoja kinaonyeshwa kuwa hakijakamilika, kikiwakilisha "shimo".)