Példa egy egyenáramú áramkörre

9 példa az egyenáramú áramköri kérdésekre

1. Nézd meg az ellenállások elrendezését bemutató képet alább! áramerősség R-en keresztül₁ van…

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

Vita
Ismert :
1. ellenállás (R₁) = 4 Ω
2. ellenállás (R₂) = 4 Ω
3. ellenállás (R₃) = 8 Ω
Elektromos feszültség (V) = 40 volt
Kérdezte : Áram R-en keresztül₁
Jawab :

Az elektromos áram a magas potenciáltól az alacsony potenciál felé áramlik. A fenti áramkörben az elektromos áram iránya megegyezik az óramutatók irányával.

Az akkumulátorból kifolyó áram
Először számítsa ki a csere ellenállást (R). Ezután a képlet segítségével számítsa ki az áramot Ohm törvénye :
V = IR vagy I = V / R
Képletleírás: V = feszültség, I = áramerősség, R = helyettesítő ellenállás
Csere ellenállás:
Hitung ellenállás a fenti áramkör cseréje.
R ellenállás₁ és R ellenállás₂ párhuzamosan elrendezve. A csere ellenállás:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/4 + 1/4 = 2/4
R₁₂ = 4/2 = 2 Ω
R ellenállás₁₂ és R ellenállás₃ sorba kapcsolva. A csere ellenállás:
R= R₁₂ + R₃ = 2 + 8 = 10 Ω
Az akkumulátorból kifolyó áram :
I = V / R = 40/10 = 4 amper
Az akkumulátorból kifolyó áram 4 amper.

Elektromos feszültség V_ab és V._bc
Kirchhoff első törvénye kimondja, hogy az ágba belépő elektromos áram mennyisége megegyezik az ágból kilépő elektromos áram mennyiségével. Kirchhoff első törvénye alapján arra a következtetésre jutunk, hogy ha az akkumulátorból kifolyó elektromos áram 4 amper, akkor az ab ponton áthaladó elektromos áram értéke megegyezik a 4 amperrel, hasonlóképpen a bc ponton áthaladó elektromos áram értéke is 4 amper.
Elektromos feszültség V_ab :
V_ab = I_ab R_ab = (4)(2) = 8 volt
Elektromos feszültség V_bc :
V_bc = I_bc R_bc = (4)(8) = 32 volt
A fenti áramkör sorba van kötve úgy, hogy a teljes elektromos feszültség V = V_ab + V_bc = 8 volt + 32 volt = 40 volt.
Az R-en átfolyó elektromos áram₁ = 4 Ω
I₁ = V_ab / R₁ = 8 volt / 4 ohm = 2 amper
I₂ = V_ab / R₂ = 8 volt / 4 ohm = 2 amper
Az akkumulátorból kifolyó elektromos áram 4 amper. Amikor eléri az a pontot, az elektromos áram kettéválik, és 2 amper folyik át az R ellenálláson.₁ és 2 amperes elektromos áram folyik át az R ellenálláson₂2 amper + 2 amper = 4 amper. Ez összhangban van Kirchhoff első törvényével.
A helyes válasz az A.

2. Tekintsük a következő elektromos áramkört. A 4 Ω-os ellenálláson átfolyó áram nagysága…
A. 1,0 A
B. 1,2 A
C. 1,6 A
D. 2,4 A
E. 3,2 A
Vita
Ismert :
1. ellenállás (R₁) = 6 Ω
2. ellenállás (R₂) = 4 Ω
3. ellenállás (R₃) = 1,6 Ω
Elektromos feszültség (V) = 16 volt
Kérdezte : A 4 Ω-os ellenálláson átfolyó áram
Jawab :
Az elektromos áram a magas potenciáltól az alacsony potenciál felé áramlik. A fenti áramkörben az elektromos áram iránya megegyezik az óramutatók irányával.
Az akkumulátorból kifolyó áram
Csere ellenállás:
R ellenállás₁ és R ellenállás₂ párhuzamosan elrendezve. A csere ellenállás:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/6 + 1/4 = 2/12 + 3/12 = 5/12
R₁₂ = 12/5 = 2,4 Ω
R ellenállás₁₂ és R ellenállás₃ sorba kapcsolva. A csere ellenállás:
R= R₁₂ + R₃ = 2,4 + 1,6 = 4 Ω
Az akkumulátorból kifolyó áram :
I = V / R = 16/4 = 4 amper
Az akkumulátorból kifolyó áram 4 amper.

Elektromos feszültség V_ab és V._bc
Kirchhoff első törvénye alapján arra a következtetésre jutunk, hogy ha az akkumulátorból kifolyó elektromos áram 4 amper, akkor az ab ponton áthaladó elektromos áram értéke megegyezik a 4 amperrel, hasonlóképpen a bc ponton áthaladó elektromos áram értéke is 4 amper.
Elektromos feszültség V_ab :
V_ab = I_ab R_ab = (4)(2,4) = 9,6 volt
Elektromos feszültség V_bc :
V_bc = I_bc R_bc = (4)(1,6) = 6,4 volt
A fenti áramkör sorba van kötve úgy, hogy a teljes elektromos feszültség V = V_ab + V_bc = 9,6 volt + 6,4 volt = 16 volt.
Az R-en átfolyó elektromos áram₂ = 4 Ω
I₁ = V_ab / R₁ = 9,6 volt / 6 ohm = 1,6 amper
I₂ = V_ab / R₂ = 9,6 volt / 4 ohm = 2,4 amper
Az akkumulátorból kifolyó elektromos áram 4 amper. Amikor eléri az a pontot, az elektromos áram kettéválik, és 1,6 amper folyik át az R ellenálláson.₁ és 2,4 amperes elektromos áram folyik át az R ellenálláson₂1,6 amper + 2,4 amper = 4 amper. Ez összhangban van Kirchhoff első törvényével.
A helyes válasz a D.

3. Figyelj a következő elektromos áramkörre!

Ha az áramkörben az 5 ohmos ellenállást egy 7 ohmos ellenállásra cseréljük, akkor a csere előtti és utáni áramerősség aránya...

Vita

Egy 6 ohmos ellenállás és egy másik 6 ohmos ellenállás párhuzamosan van kötve. Az ekvivalens ellenállások:

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

R_AB = 6/2 = 3 ohm

Alkalmazzuk Kirchhoff második törvényét az áramkörre, ha az ellenállás = 5 Ohm:

Válassza ki az áram irányát az óramutató járásával megegyezően.

12 – 5I – 4 – 3I = 0

12 – 4 – 5I – 3I = 0

8 – 8I = 0

8 = 8I

Én = 8/8

I = 1 amper

Az I pozitív, ami azt jelenti, hogy az elektromos áram iránya a választásnak megfelelő, nevezetesen az óramutató járásával megegyező.

Alkalmazzuk Kirchhoff második törvényét az áramkörre, ha az ellenállás = 7 Ohm:

Válassza ki az áram irányát az óramutató járásával megegyezően.

12 – 7I – 4 – 3I = 0

12 – 4 – 7I – 3I = 0

8 – 10I = 0

8 = 10I

Én = 8/10

I = 0,8 amper

Az I pozitív, ami azt jelenti, hogy az elektromos áram iránya a választásnak megfelelő, nevezetesen az óramutató járásával megegyező.

Az elektromos áram összehasonlítása előtte és utána:

1: 0,8

10: 8

5: 4

4. Figyelj a következő elektromos áramkörre!

Az ellenállás teljesítményének nagysága 6 Ω van…

A. 1,5 watt

B. 3,0 watt

C. 6,0 watt

D. 9,0 watt

E. 18,0 watt

Vita

Elektromos teljesítmény képlete:

P = I² R

A teljesítmény kiszámítása előtt először számítsa ki a 6-os ellenálláson átfolyó áramot. Ω Kirchhoff törvényét használja.

Az áram iránya az oldalsó képen látható módon van kiválasztva.

Alkalmazd Kirchhoff első törvényét:

I₁ + I₂ = I₃ .......... 1. egyenlet

Alkalmazd Kirchhoff II. törvényét I-re₁ :

6 – 12 I₁ – 6 Én₃ = 0

-12 Én₁ = 6 I₃ - 6

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

Alkalmazd Kirchhoff II. törvényét I-re₂ :

6 – 12 I₂ – 6 Én₃ = 0

-12 I₂ = 6 I₃ - 6

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

Helyettes 2. egyenlet dan 3. egyenlet ke 1. egyenlet:

I₃ pozitív előjel az I irányt jelenti₃ a kiválasztott iránynak megfelelően, mint a fenti képen.

Használat 2. egyenlet kiszámítani I-t₁:

I₁ = (6 I₃ – 6) / -12

I₁ = (6.0,5 – 6) / -12

I₁ = (3 – 6) / -12

I₁ = -3 / -12

I₁ = 1/4 A

I₁ pozitív előjel az I irányt jelenti₁ a kiválasztott iránynak megfelelően, mint a fenti képen.

Használat 3. egyenlet kiszámítani I-t₂:

I₂ = (6 I₃ – 6) / -12

I₂ = (6.0,5 – 6) / -12

I₂ = (3 – 6) / -12

I₂ = -3 / -12

I₂ = 1/4 A

I₂ pozitív előjel az I irányt jelenti₁ a kiválasztott iránynak megfelelően, mint a fenti képen.

Kirchhoff első törvényének alkalmazásával bizonyítsuk a kapott eredmények helyességét:

I₁ + I₂ = I₃

1/4 + 1/4 = 1/2

Az ellenálláson áthaladó elektromos áram erőssége 6 Ω én vagyok?₃ = 1/2 amper.

Elektromos teljesítmény az ellenálláson 6 Ω P = I² R = (1/2)² (6) = 1/4 (6) = 1,5 watt

A helyes válasz az A.

5. Az oldalsó elektromos kapcsolási rajzon az R ellenálláson lévő elektromos potenciálkülönbség nagysága a következő:₃ van…

A. 0,5 V

B. 0,6 V

C. 0,9 V

D. 1,0 V

E. 1,3 V

Vita

Köztudott, hogy:

1. akadály (R₁) = 2 Ω

2. akadály (R₂) = 4 Ω

3. akadály (R₃) = 3 Ω

Az EMF 1 forrása (E₁) = 6 volt

Az EMF 2 forrása (E₂) = 9 volt

Kérdezte: Az R ellenállás elektromos potenciálkülönbsége₃

Válasz:

Számítsa ki az R ellenálláson átfolyó elektromos áramot (I)!₃

Először számítsd ki az áramkörben folyó elektromos áramot:

A probléma megoldása során az áram irányát az óramutató járásával megegyezőnek választjuk.

E₁ – IR₁ - E₂ – IR₂ – IR₃ = 0

6 – 2I – 9 – 4I – 3I = 0

6 – 9 – 2I – 4I – 3I = 0

-3 – 9I = 0

-3 = 9I

Én = -3/9

Én = -1/3

Az áramkörben folyó elektromos áram 1/3 amper. A negatív előjelű elektromos áram azt jelenti, hogy az elektromos áram iránya a következő: ez nincs összhangban megközelítőleg, de az óramutató járásával ellentétes irányban.

Az áramkör sorba van kötve úgy, hogy az áramkörben folyó elektromos áram = az R ellenálláson folyó elektromos áram.₃ = 1/3 amper.

Számítsa ki az ellenálláson lévő potenciálkülönbséget (V) R₃

V = IR₃ = (1/3)(3) = 1 volt

A helyes válasz a D.

6. Nézd meg az alábbi hálózati képet!

Tehát, hogy a C és D pontok közötti elektromos potenciál 4 volt, az R értéke...

A. 1 ohm

B. 2 ohm

C. 4 Ohm

8 ohm

E. 10 ohm

Vita

Köztudott, hogy:

1. akadály (R₁) = 2 Ω

2. akadály (R₂) = 2 Ω

3. akadály (R₃) = R

Az EMF 1 forrása (E₁) = 8 volt

Az EMF 2 forrása (E₂) = 4 volt

A C és D pontok közötti elektromos potenciálkülönbség (V_CD) = 4 volt

Kérdezte: R ellenállásérték

Válasz:

Számítsa ki az ellenállás értékét R

V_CD = IR

4 = IR

R = 4 / I

Folytatás…

Számítsa ki az R ellenálláson átfolyó elektromos áramot (I)!

A probléma megoldása során az áram irányát az óramutató járásával megegyezőnek választjuk.

- 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

Én = -8 / 4

I = -2 amper

Az áramkörben folyó elektromos áram 2 amper. Az elektromos áram negatív, ami azt jelenti, hogy az elektromos áram iránya a következő: ez nincs összhangban megközelítőleg, de az óramutató járásával ellentétes irányban.

Az áramkör sorba van kötve úgy, hogy az áramkörben folyó elektromos áram = az R ellenálláson folyó elektromos áram. = 2 amper.

Ellenállás értéke R

Folytatás…

R = 4 / I = 4 / 2 = 2 Ohm

A helyes válasz a B.

7. PNézd meg a következő elektromos kapcsolási rajzot! A feszültség nagysága az ellenálláson R…

A. 20 volt

B. 8 volt

C. 5 volt

D. 4 volt

E. 2 volt

Vita

EMF (E) = az elektromos feszültségforrás potenciálkülönbsége az elektromos áram folyása előtt

Szorítófeszültség (V) = az elektromos feszültségforrás potenciálkülönbsége az elektromos áram megfolyása után

Köztudott, hogy:

1. akadály (R₁) = 2 Ω

2. akadály (R₂) = 4 Ω

3. akadály (R₃) = 4 Ω

Az EMF 1 forrása (E₁) = 20 volt

Az EMF 2 forrása (E₂) = 15 volt

Kérdezte: Az ellenálláson lévő szorítófeszültség nagysága J (V)

Válasz:

Számítsd ki az áramkörben folyó elektromos áram erősségét (I)!

Ez a probléma Kirchhooff törvényéhez kapcsolódik. A probléma megoldásának lépései:

Első, válaszd ki a kívánt áramirányt. Választhatsz az óramutató járásával megegyező vagy az óramutató járásával ellentétes irányba.

Második, amikor az áram áthalad az ellenálláson vagy ellenálláson (R), a potenciál csökken, így V = IR negatív.

Ketiga, ha az áram alacsony potenciálról magas potenciálra (- a + felé) mozog, akkor az EMF forrás (E) pozitív jelölésű, mivel energiatöltés van az EMF forrásnál. Ha az áram magas potenciálról alacsony potenciálra (+ a - felé) mozog, akkor az EMF forrás (E) negatív jelölésű, mivel energiakisülés van az EMF forrásnál.

A probléma megoldása során az áram irányát az óramutató járásával megegyezőnek választjuk.

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

Én = 5/10

I = 0,5 amper

Az áramkörben folyó elektromos áram 0,5 amper. A pozitív áram azt jelzi, hogy az áram iránya a várt, az óramutató járásával megegyező.

Számítsa ki az egyenértékű ellenállást (R)

1. ellenállás (R₁), 2. ellenállás (R₂) és a 3. ellenállás (R₃) sorba kötve. Csereellenállás:

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

Csipeszfeszültség az ellenálláson J (V)

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

A gyors módszer:

A feszültség közvetlenül meghatározható a következő módon:

V = E₁ - E₂ = 20 – 15 = 5 volt

A helyes válasz a C.

8. Nézd meg a következő elektromos kapcsolási rajzot! Egy 3Ω-os ellenálláson a teljesítményveszteség…

A. 4 watt

B. 8 watt

C. 12 watt

D. 16 watt

E. 20 watt

Vita

Disszipációs teljesítmény = felhasznált teljesítmény

Köztudott, hogy:

1. akadály (R₁) = 2 Ω

2. akadály (R₂) = 3 Ω

3. akadály (R₃) = 4 Ω

Az EMF 1 forrása (E₁) = 8 volt

Az EMF 2 forrása (E₂) = 10 volt

Kérdezte: Teljesítményveszteség 3Ω ellenálláson

Válasz:

Disszipációs teljesítmény

A disszipációs teljesítményt a következő képlettel számítjuk ki:

P = VI

Leírás: P = teljesítmény, V = potenciálkülönbség a 3-as ellenállás mindkét végénΩ, I = az ellenálláson átfolyó elektromos áram 3Ω.

Számítsa ki a 3-as ellenálláson átfolyó elektromos áramot (I)Ω

Először számítsd ki az áramkörben folyó elektromos áramot:

A probléma megoldása során az áram irányát az óramutató járásával megegyezőnek választjuk.

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 amper

Az áramkörben folyó elektromos áram 2 amper. A pozitív áram azt jelzi, hogy az áram iránya a várt, az óramutató járásával megegyező.

Az áramkör sorba van kötve úgy, hogy az áramkörben folyó elektromos áram = az ellenálláson folyó elektromos áram 3Ω = 2 amper.

Számítsd ki a 3 Ω-os ellenállás potenciálkülönbségét (V)!

V = IR₂ = (2 A)(3 Ω) = 6 volt

Számítsa ki a 3Ω-os ellenálláson fellépő teljesítményveszteséget

P = VI = (6 Volt) (2 Amper) = 12 Volt Amper = 12 Watt

A helyes válasz a C.

9. Nézd meg a következő elektromos kapcsolási rajzot! Az A és B pontok közötti potenciálkülönbség…

A. 1,5 volt

B. 3,0 volt

C. 6,0 volt

D. 22 000 volt

E. 9,0 volt

Vita

Köztudott, hogy:

1. akadály (R₁) = 2 Ω

2. akadály (R₂) = 3 Ω

3. akadály (R₃) = 4 Ω

Az EMF 1 forrása (E₁) = 8 volt

Az EMF 2 forrása (E₂) = 10 volt

Kérdezte: Potenciálkülönbség (V) az A és B pontok között

Válasz:

Számítsa ki a 3-as ellenálláson átfolyó elektromos áramot (I)Ω

Először számítsd ki az áramkörben folyó elektromos áramot:

A probléma megoldása során az áram irányát az óramutató járásával megegyezőnek választjuk.

- E₁ – IR₁ – IR₂ - E₂ – IR₃ = 0

– 8 – Én (2) – Én (3) – 10 – Én (4) = 0

– 18 – 9 Én = 0

– 18 = 9 Én

Én = -18 / 9

I = – 2 amper

Az áramkörben folyó elektromos áram 2 amper. Az elektromos áram negatív, ami azt jelenti, hogy az elektromos áram iránya a következő: ez nincs összhangban megközelítőleg, de az óramutató járásával ellentétes irányban.

Az áramkör sorba van kötve úgy, hogy az áramkörben folyó elektromos áram = az ellenálláson folyó elektromos áram 3Ω = 2 amper.

Számítsd ki a 3 Ω-os ellenállás potenciálkülönbségét (V)!

V = IR₂ = (2 A)(3 Ω) = 6 volt

A helyes válasz a C.

Kérdés forrása:

Országos fizika vizsgakérdések középiskolák/szakközépiskolák számára