Formule električnih kola i električni otpor

Primjeri pitanja i formula za električne krugove i električni otpor

Električni krugovi

1. Pogledajte sljedeći dijagram električnog kola. Veličina električne struje koja teče kroz otpornik od 8 oma je….
A. 1,8 ampera
B. 1,2 ampera
C. 0,8 ampera
D. 0,6 ampera

Diskusija
Poznato je da:
Otpornik 1 (R₁) = 12 Ω
Otpornik 2 (R₂) = 8 Ω
Otpornik 3 (R₃) = 10 Ω
Električni napon (V) = 12 volta
Pitanje: Jačina struje kroz R₁
Odgovor:

Električna struja teče od visokog ka niskom potencijalu. Smjer električne struje u gornjem kolu je isti kao i smjer kazaljki sata.

Struja koja teče iz baterije:
Prvo izračunajte zamjenski otpornik (R). Nakon toga, izračunajte struju koristeći formulu Ohmovog zakona: V = IR ili I = V / R gdje je V = napon, I = struja, R = zamjenski otpornik.

Zamjenski otpornik:
Otpornik R₁ i otpornik R₂ serijski raspoređeni. Zamjenski otpornik je:
R₁₂ = R₁ + R₂ = 12 + 8 = 20 Ω
Otpornik R₁₂ i otpornik R₃ paralelno postavljeni. Zamjenski otpornik je:
1/R = 1/R₁₂ +1/R₃ = 1/20 + 1/10 = 1/20 + 2/20 = 3/20
R = 20/3 Ω

Struja koja teče iz baterije:
I = V / R = 12 : 20/3 = 12 x 3/20 = 36/20 = 1,8 ampera
Struja koja teče iz baterije je 1,8 ampera.

Električna struja koja teče kroz otpornik od 8 Ω
Vab = 12 volti
R₁₂ = 20 Ω
R₃ = 10 Ω

Električna struja koja teče kroz otpornik od 10 Ω
I₃ = V_ab / R₃ = 12 volti / 10 Ω = 1,2 ampera
Električna struja koja teče kroz otpornik od 20 Ω
I₁₂ = V_ab / R₁₂ = 12 volti / 20 Ω = 0,6 ampera

Kirchhoffov prvi zakon kaže da je električna struja koja ulazi u granu ista kao i električna struja koja izlazi iz te grane. Na osnovu... Kirchhoffov prvi zakon Zaključuje se da je električna struja koja prolazi kroz otpornik od 20 Ω = električna struja koja prolazi kroz otpornik od 12 Ω = električna struja koja prolazi kroz otpornik od 8 Ω = 0,6 ampera.
Tačan odgovor je D.

2.
Obratite pažnju na sljedeći zatvoreni električni krug!
Ako se zanemari otpor u izvoru napona, tada je potencijalna razlika između krajeva otpornika od 6 oma…
A. 3 volta
B. 2 volti
C. 2/3 volta
D. 1/3 volta
Diskusija
Poznato je da:
Otpornik 1 = 4 Ω
Otpornik 2 = 3 Ω
Otpornik 3 = 6 Ω
Napon (V) = 6 volti
Pitanje: Razlika potencijala između krajeva otpornika od 6 oma
Odgovor:
Otpornik od 3 Ω i otpornik od 3 Ω su spojeni paralelno. Zamjenski otpornik je:
1/R23 = 1/3 Ω + 1/6 Ω = 2/6 Ω + 1/6 Ω = 3/6 Ω
R23 = 6/3 Ω = 2 Ω

Otpornik od 4 Ω i otpornik od 2 Ω su spojeni serijski. Zamjenski otpornici su:
R = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Jačina električne struje koja izlazi iz izvora napona:
I = V / R = 6 volti / 6 oma = 1 amper
Otpornik od 4 Ω i otpornik od 2 Ω su spojeni serijski tako da je, prema Kirchooffovom prvom zakonu, električna struja koja prolazi kroz otpornik od 4 Ω jednaka električnoj struji koja prolazi kroz otpornik od 2 Ω = 1 Amper.

Razlika potencijala između tačaka a i b:
V = IR = (1 amper)(2 oma) = 2 volta
Razlika potencijala između tačaka a i b = razlika potencijala između krajeva otpornika od 2 Ω = razlika potencijala između krajeva otpornika od 3 Ω = razlika potencijala između krajeva otpornika od 6 Ω = 2 volta.
Tačan odgovor je B.

Električni otpor

3. Tri električna otpornika, ako su spojena paralelno, vrijednost otpora je 12/11 oma, ako su spojena serijski vrijednost je 12 oma, tada je vrijednost svakog otpora...
A. 1 Ohm, 2 Ohm, 3 Ohm
B. 2 oma, 4 oma, 6 oma
C. 1 Ohm, 3 Ohm, 5 Ohm
D. 3 oma, 4 oma, 5 oma
Diskusija
Ako je električni otpor serijski vezan, ekvivalentni otpor se izračunava pomoću formule:
R=R₁ + R₂ + R₃
12=R₁ + R₂ + R₃
Mogući odgovori su odgovori B i D.
Ako je električni otpor spojen paralelno, ekvivalentni otpor se izračunava pomoću formule: 1/R = 1/R₁ +1/R₂ +1/R₃.
Ako koristite odgovor B, onda:
1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6
1/R = 6/12 + 3/12 + 2/12
1/R = 11/12
R = 12/11
Tačan odgovor je B.

Vrsta barijere

4. Otpornost volframa i kalaja iznosi 5,5 x 10 respektivno.^-8 Ohm metar i 22 x 10^-8 Om metar. Volframova i kalajna žica su dugačke po 5 metara. Ako obje žice imaju isti otpor, a prečnik volframa je 2 mm, onda je prečnik priključne žice... mmm
A. 2
B. 4
C. √2
D. ½ √2
Diskusija
Poznato je da:
Otpornost volframa (ρ₁) = 5,5 x 10^-8 Ohm metar
Otpornost kalaja (ρ₂) = 22 x 10^-8 Ohm metar
Dužina volframove žice (L)₁) = 5 metara
Dužina olovne žice (L)₂) = 5 metara
Prečnik volframa (D₁) = 2 mm
Radijus volframa (R₁) = 1/2 (D) = 1/2 (2 mm) = 1 mm = 1 x 10^-3 metar
Pitanje: Prečnik olova (D)₂)
Odgovor:
Površina volframove žice:
A₁ = πr² = π(10^-3)² = π 10^-6

Vrijednost otpora volframove žice i kalajne žice je ista.
R₁ = R₂
ρ₁ L₁ / TO₁ = ρ₂ L₂ / TO₂
(5,5 x 10^-8)(5) / π 10^-6 = (22 x 10^-8)(5) / πr²
5,5 / 10^-6 = 22 / r²
5,5 r² = 22 x 10^-6
r² = (22 x 10^-6 ) / 5,5
r² = 4 x 10^-6
r = 2 x 10^-3 metar
r = 2 milimetra
Tačan odgovor je A.

Izvor pitanja:

Pitanja OSN za fiziku u osnovnoj školi