Primjer istosmjernog električnog kruga

9 primjera pitanja o istosmjernom električnom krugu

1. Pogledajte sliku rasporeda otpornika ispod! jačina struje putem R-a₁ je…

A. 2,0 amper
B. 2,5 ampera
C. 4,0 ampera
D. 4,5 ampera
E. 5,0 ampera

Rasprava
Poznato je :
Otpornik 1 (R₁) = 4 Ω
Otpornik 2 (R₂) = 4 Ω
Otpornik 3 (R₃) = 8 Ω
Električni napon (V) = 40 volta
Pitao Struja kroz R₁
Jawab :

Električna struja teče od visokog potencijala prema niskom potencijalu. Smjer električne struje u gornjem strujnom krugu isti je kao i smjer kazaljki sata.

Struja koja teče iz baterije
Prvo izračunajte zamjenski otpornik (R). Nakon toga izračunajte struju pomoću formule Ohmov zakon :
V = IR ili I = V / R
Opis formule: V = napon, I = struja, R = zamjenski otpornik
Zamjenski otpornik:
Hitung otpornik zamjena za gornji strujni krug.
Otpornik R₁ i otpornik R₂ paralelno spojeni. Zamjenski otpornik je:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/4 + 1/4 = 2/4
R₁₂ = 4/2 = 2 Ω
Otpornik R₁₂ i otpornik R₃ serijski raspoređeni. Zamjenski otpornik je:
R= R₁₂ + R₃ = 2 + 8 = 10 Ω
Struja koja teče iz baterije :
I = V / R = 40 / 10 = 4 ampera
Struja koja teče iz baterije je 4 ampera.

Električni napon V_ab i V._bc
Kirchhoffov prvi zakon navodi da je količina električne struje koja ulazi u granu jednaka količini električne struje koja izlazi iz te grane. Na temelju Kirchhoffovog prvog zakona zaključuje se da ako je električna struja koja izlazi iz baterije 4 ampera, tada je električna struja koja prolazi kroz ab jednaka 4 ampera, slično tome, električna struja koja prolazi kroz bc iznosi 4 ampera.
Električni napon V_ab :
V_ab = I_ab R_ab = (4)(2) = 8 volti
Električni napon V_bc :
V_bc = I_bc R_bc = (4)(8) = 32 volti
Gornji strujni krug je serijski raspoređen tako da je ukupni električni napon V = V_ab + V_bc = 8 volti + 32 volti = 40 volti.
Električna struja koja teče kroz R₁ = 4 Ω
I₁ = V_ab /r₁ = 8 volti / 4 oma = 2 ampera
I₂ = V_ab /r₂ = 8 volti / 4 oma = 2 ampera
Električna struja koja teče iz baterije je 4 ampera. Kada dosegne točku a, električna struja se dijeli na dva dijela, pri čemu kroz otpornik R teče 2 ampera.₁ i kroz otpornik R teče električna struja od 2 ampera₂2 ampera + 2 ampera = 4 ampera. To je u skladu s Kirchhoffovim prvim zakonom.
Točan odgovor je A.

2. Razmotrite sljedeći električni krug. Veličina struje koja teče kroz otpornik od 4 Ω je…
A. 1,0 A
B. 1,2 A
C. 1,6 A
D. 2,4 A
E. 3,2 A
Rasprava
Poznato je :
Otpornik 1 (R₁) = 6 Ω
Otpornik 2 (R₂) = 4 Ω
Otpornik 3 (R₃) = 1,6 Ω
Električni napon (V) = 16 volta
Pitao Struja koja teče kroz otpornik od 4 Ω
Jawab :
Električna struja teče od visokog potencijala prema niskom potencijalu. Smjer električne struje u gornjem strujnom krugu isti je kao i smjer kazaljki sata.
Struja koja teče iz baterije
Zamjenski otpornik:
Otpornik R₁ i otpornik R₂ paralelno spojeni. Zamjenski otpornik je:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/6 + 1/4 = 2/12 + 3/12 = 5/12
R₁₂ = 12/5 = 2,4 Ω
Otpornik R₁₂ i otpornik R₃ serijski raspoređeni. Zamjenski otpornik je:
R= R₁₂ + R₃ = 2,4 + 1,6 = 4 Ω
Struja koja teče iz baterije :
I = V / R = 16 / 4 = 4 ampera
Struja koja teče iz baterije je 4 ampera.

Električni napon V_ab i V._bc
Na temelju Kirchhoffovog prvog zakona zaključuje se da ako je električna struja koja izlazi iz baterije 4 ampera, tada je električna struja koja prolazi kroz ab jednaka 4 ampera, slično tome, električna struja koja prolazi kroz bc iznosi 4 ampera.
Električni napon V_ab :
V_ab = I_ab R_ab = (4)(2,4) = 9,6 volti
Električni napon V_bc :
V_bc = I_bc R_bc = (4)(1,6) = 6,4 volti
Gornji strujni krug je serijski raspoređen tako da je ukupni električni napon V = V_ab + V_bc = 9,6 volti + 6,4 volti = 16 volti.
Električna struja koja teče kroz R₂ = 4 Ω
I₁ = V_ab /r₁ = 9,6 volti / 6 oma = 1,6 ampera
I₂ = V_ab /r₂ = 9,6 volti / 4 oma = 2,4 ampera
Električna struja koja teče iz baterije je 4 ampera. Kada dosegne točku a, električna struja se dijeli na dva dijela, pri čemu kroz otpornik R teče 1,6 ampera.₁ i kroz otpornik R teče električna struja od 2,4 ampera₂1,6 ampera + 2,4 ampera = 4 ampera. To je u skladu s Kirchhoffovim prvim zakonom.
Točan odgovor je D.

3. Obratite pozornost na sljedeći električni krug!

Ako se otpornik od 5 oma u strujnom krugu zamijeni otpornikom od 7 oma, tada je omjer ukupne struje koja teče strujnim krugom prije i poslije zamjene...

Rasprava

Otpornik od 6 oma i otpornik od 6 oma spojeni su paralelno. Ekvivalentni otpornici su:

1 / R_AB = 1/6 + 1/6 = 2/6

R_AB = 6/2 = 3 oma

Primijenite drugi Kirchhoffov zakon na strujni krug, ako je otpor = 5 Ohma:

Odaberite smjer struje u smjeru kazaljke na satu.

12 – 5I – 4 – 3I = 0

12 – 4 – 5I – 3I = 0

8 – 8I = 0

8 = 8I

I = 8/8

I = 1 ampera

I je označen kao pozitivan, što znači da je smjer električne struje prema izboru, odnosno u smjeru kazaljke na satu.

Primijenite drugi Kirchhoffov zakon na strujni krug, ako je otpor = 7 Ohma:

Odaberite smjer struje u smjeru kazaljke na satu.

12 – 7I – 4 – 3I = 0

12 – 4 – 7I – 3I = 0

8 – 10I = 0

8 = 10I

I = 8/10

I = 0,8 ampera

I je označen kao pozitivan, što znači da je smjer električne struje prema izboru, odnosno u smjeru kazaljke na satu.

Usporedba električne struje prije i poslije:

1: 0,8

10: 8

5: 4

4. Obratite pozornost na sljedeći električni krug!

Veličina snage na otporniku 6 Ω je…

A. 1,5 W

B. 3,0 W

C. 6,0 W

D. 9,0 W

E. 18,0 W

Rasprava

Formula za električnu snagu:

P = I² R

Prije izračuna električne snage, prvo izračunajte električnu struju koja prolazi kroz otpor 6. Ω koristi Kirchhoffov zakon.

Trenutni smjer je odabran kao što je prikazano na slici sa strane.

Primijenite prvi Kirchhoffov zakon:

I₁ + I₂ = I₃ .......... Jednadžba 1

Primijenite Kirchhoffov II zakon na I₁ :

6 – 12 I₁ – 6 ja₃ = 0

-12 I₁ = 6 I₃ - 6

I₁ = (6 I₃ – 6) / -12 ………. Jednadžba 2

Primijenite Kirchhoffov II zakon na I₂ :

6 – 12 I₂ – 6 ja₃ = 0

-12 sam₂ = 6 I₃ - 6

I₂ = (6 I₃ – 6) / -12 ………. Jednadžba 3

Zamjena jednadžba 2 Dan jednadžba 3 ke jednadžba 1:

I₃ Pozitivan znak označava smjer I₃ prema odabranom smjeru, kao na gornjoj slici.

Koristiti jednadžba 2 izračunati I₁:

I₁ = (6 I₃ – 6) / -12

I₁ = (6.0,5 – 6) / -12

I₁ = (3 – 6) / -12

I₁ = -3 / -12

I₁ = 1/4 A

I₁ Pozitivan znak označava smjer I₁ prema odabranom smjeru, kao na gornjoj slici.

Koristiti jednadžba 3 izračunati I₂:

I₂ = (6 I₃ – 6) / -12

I₂ = (6.0,5 – 6) / -12

I₂ = (3 – 6) / -12

I₂ = -3 / -12

I₂ = 1/4 A

I₂ Pozitivan znak označava smjer I₁ prema odabranom smjeru, kao na gornjoj slici.

Primjenom Kirchhoffovog prvog zakona dokažite ispravnost dobivenih rezultata:

I₁ + I₂ = I₃

1/4 + 1/4 = 1/2

Jačina električne struje koja prolazi kroz otpor 6 Ω jesam li ja₃ = 1/2 ampera.

Električna snaga na otporu 6 Ω je P = I² R = (1/2)² (6) = 1/4 (6) = 1,5 W

Točan odgovor je A.

5. Na dijagramu električnog kruga sa strane, veličina razlike električnog potencijala na otporniku R je₃ je…

A. 0,5 V

B. 0,6 V

C. 0,9 V

D. 1,0 V

E. 1,3 V

Rasprava

Poznato je da:

Prepreka 1 (R₁) = 2 Ω

Prepreka 2 (R₂) = 4 Ω

Prepreka 3 (R₃) = 3 Ω

Izvor elektromotorne sile 1 (E₁) = 6 volta

Izvor elektromotorne sile 2 (E₂) = 9 volta

Pitao/la sam: Razlika električnog potencijala na otporniku R₃

Odgovor:

Izračunajte električnu struju (I) koja teče kroz otpornik R₃

Prvo izračunajte električnu struju koja teče u strujnom krugu:

Pri rješavanju ovog problema, smjer struje odabran je u smjeru kazaljke na satu.

E₁ – IR₁ - E₂ – IR₂ – IR₃ = 0

6 – 2I – 9 – 4I – 3I = 0

6 – 9 – 2I – 4I – 3I = 0

-3 – 9I = 0

-3 = 9I

I = -3/9

I = -1/3

Električna struja koja teče u strujnom krugu je 1/3 ampera. Električna struja s negativnim predznakom znači da je smjer električne struje nije u skladu s približno u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Strujni krug je spojen serijski tako da je električna struja koja teče u strujnom krugu = električna struja koja teče u otporu R₃ = 1/3 ampera.

Izračunajte razliku potencijala (V) na otporniku R₃

V = IR₃ = (1/3)(3) = 1 Volt

Točan odgovor je D.

6. Pogledajte sliku mreže ispod!

Tako da električni potencijal između točaka C i D bude jednak 4 volta, vrijednost R je...

A. 1 Ohma

B. 2 Ohma

C. 4 Ohma

D. 8 Ohma

E. 10 Ohma

Rasprava

Poznato je da:

Prepreka 1 (R₁) = 2 Ω

Prepreka 2 (R₂) = 2 Ω

Prepreka 3 (R₃) = R

Izvor elektromotorne sile 1 (E₁) = 8 volta

Izvor elektromotorne sile 2 (E₂) = 4 volta

Razlika električnog potencijala između točaka C i D (V_CD) = 4 volta

Pitao/la sam: Vrijednost otpora R

Odgovor:

Izračunajte vrijednost otpora R

V_CD = IR

4 = IR

R = 4 / I

Nastavak…..

Izračunajte električnu struju (I) koja teče kroz otpornik R

Pri rješavanju ovog problema, smjer struje odabran je u smjeru kazaljke na satu.

- E₁ – 2I + E₂ – 2I – IR = 0

– 8 – 2I + 4 – 2I – I (4/I) = 0

– 8 – 2I + 4 – 2I – 4 = 0

– 8 + 4 – 4 – 2I – 2I = 0

– 8 – 4I = 0

– 8 = 4I

I = -8 / 4

I = -2 ampera

Električna struja koja teče u strujnom krugu je 2 ampera. Električna struja je negativna, što znači da je smjer električne struje nije u skladu s približno u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Strujni krug je spojen serijski tako da je električna struja koja teče u strujnom krugu = električna struja koja teče u otporu R = 2 ampera.

Vrijednost otpora R

Nastaviti…..

R = 4 / I = 4 / 2 = 2 Ohma

Točan odgovor je B.

7. PPogledajte sljedeći dijagram električnog kruga! Veličina napona stezanja na otporniku R je…

A. 20 volti

B. 8 volta

C. 5 volta

D. 4 volta

E. 2 volta

Rasprava

EMF (E) = potencijalna razlika izvora električnog napona prije početka toka električne struje

Napon stezaljke (V) = potencijalna razlika izvora električnog napona nakon što prođe električna struja

Poznato je da:

Prepreka 1 (R₁) = 2 Ω

Prepreka 2 (R₂) = 4 Ω

Prepreka 3 (R₃) = 4 Ω

Izvor elektromotorne sile 1 (E₁) = 20 volta

Izvor elektromotorne sile 2 (E₂) = 15 volta

Pitao/la sam: Veličina steznog napona na otporniku R (V)

Odgovor:

Izračunajte električnu struju koja teče u strujnom krugu (I)

Ovaj problem je povezan s Kirchhooffovim zakonom. Koraci i kako riješiti ovaj problem:

Prvi, odaberite željeni smjer struje. Možete odabrati smjer suprotno od kazaljke na satu ili smjer kazaljke na satu.

Drugi, kada struja prolazi kroz otpornik (R) dolazi do smanjenja potencijala tako da je V = IR negativno.

Treći, ako se struja pomiče od niskog do visokog potencijala (- na +), tada je izvor elektromotorne sile (E) označen kao pozitivan jer postoji energetsko pražnjenje na izvoru elektromotorne sile. Ako se struja pomiče od visokog do niskog potencijala (+ na -), tada je izvor elektromotorne sile (E) označen kao negativan jer postoji energetsko pražnjenje na izvoru elektromotorne sile.

Pri rješavanju ovog problema, smjer struje odabran je u smjeru kazaljke na satu.

E₁ – IR₁ – IR₂ – IR₃ - E₂ = 0

20 – I(2) – I(4) – I(4) – 15 = 0

20 – 15 – I (2) – I (4) – I (4) = 0

5 – 10 I = 0

5 = 10 I

I = 5/10

I = 0,5 ampera

Električna struja koja teče u strujnom krugu je 0,5 ampera. Pozitivna struja označava da je smjer struje očekivan, u smjeru kazaljke na satu.

Izračunajte ekvivalentni otpor (R)

Otpornik 1 (R₁), otpornik 2 (R₂) i otpornik 3 (R₃) spojeni u seriju. Zamjenski otpornik:

R = R₁ + R₂ + R₃ = 2 Ω + 4 Ω + 4 Ω = 10 Ω

Stezni napon na otporniku R (V)

V = IR = (0,5)(10) = 5 Volta

Brzi način:

Napon stezanja može se izravno odrediti na sljedeći način:

V = E₁ - E₂ = 20 – 15 = 5 volti

Točan odgovor je C.

8. Pogledajte sljedeći dijagram električnog kruga! Rasipanje snage na otporniku od 3 Ω je…

A. 4 W

B. 8 W

C. 12 W

D. 16 W

E. 20 W

Rasprava

Disipacijska snaga = korištena snaga

Poznato je da:

Prepreka 1 (R₁) = 2 Ω

Prepreka 2 (R₂) = 3 Ω

Prepreka 3 (R₃) = 4 Ω

Izvor elektromotorne sile 1 (E₁) = 8 volta

Izvor elektromotorne sile 2 (E₂) = 10 volta

Pitao/la sam: Rasipanje snage pri otporu od 3Ω

Odgovor:

Disipacijska snaga

Disipacijska snaga se izračunava pomoću formule:

P = VI

Opis: P = snaga, V = razlika potencijala na oba kraja otpornika 3Ω, I = električna struja koja teče kroz otpor 3Ω.

Izračunajte električnu struju (I) koja teče kroz otpor 3Ω

Prvo izračunajte električnu struju koja teče u strujnom krugu:

Pri rješavanju ovog problema, smjer struje odabran je u smjeru kazaljke na satu.

E₁ – IR₁ – IR₂ – IR₃ + E₂ = 0

8 – I(2) – I(3) – I(4) + 10 = 0

18 – 9 I = 0

18 = 9 I

I = 18/9

I = 2 ampera

Električna struja koja teče u strujnom krugu je 2 ampera. Pozitivna struja označava da je smjer struje očekivan, u smjeru kazaljke na satu.

Strujni krug je spojen serijski tako da je električna struja koja teče u strujnom krugu = električna struja koja teče u otporniku 3Ω = 2 ampera.

Izračunajte razliku potencijala (V) na otporniku od 3 Ω

V = IR₂ = (2 A)(3 Ω) = 6 Volti

Izračunajte disipaciju snage na otporniku od 3 Ω

P = VI = (6 Volta)(2 Ampera) = 12 Volta Ampera = 12 Wata

Točan odgovor je C.

9. Pogledajte sljedeći dijagram električnog kruga! Razlika potencijala između točaka A i B je…

A. 1,5 volti

B. 3,0 volti

C. 6,0 volti

D. 22 000 volti

E. 9,0 volti

Rasprava

Poznato je da:

Prepreka 1 (R₁) = 2 Ω

Prepreka 2 (R₂) = 3 Ω

Prepreka 3 (R₃) = 4 Ω

Izvor elektromotorne sile 1 (E₁) = 8 volta

Izvor elektromotorne sile 2 (E₂) = 10 volta

Pitao/la sam: Razlika potencijala (V) između točaka A i B

Odgovor:

Izračunajte električnu struju (I) koja teče kroz otpor 3Ω

Prvo izračunajte električnu struju koja teče u strujnom krugu:

Pri rješavanju ovog problema, smjer struje odabran je u smjeru kazaljke na satu.

- E₁ – IR₁ – IR₂ - E₂ – IR₃ = 0

– 8 – I (2) – I (3) – 10 – I (4) = 0

– 18 – 9 I = 0

– 18 = 9 I

I = -18 / 9

I = – 2 ampera

Električna struja koja teče u strujnom krugu je 2 ampera. Električna struja je negativna, što znači da je smjer električne struje nije u skladu s približno u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Strujni krug je spojen serijski tako da je električna struja koja teče u strujnom krugu = električna struja koja teče u otporniku 3Ω = 2 ampera.

Izračunajte razliku potencijala (V) na otporniku od 3 Ω

V = IR₂ = (2 A)(3 Ω) = 6 Volti

Točan odgovor je C.

Izvor pitanja:

Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za višu srednju školu/srednju strukovnu školu