Էլեկտրական հոսանքի վերաբերյալ քննարկման հարցերի օրինակ

Օրինակելի հարցեր և քննարկում էլեկտրական հոսանքի վերաբերյալ

Էլեկտրական հոսանքը ֆիզիկայի հիմնարար հասկացություն է, որը կարևոր է ոչ միայն ակադեմիական կրթության, այլև առօրյա կյանքի, արդյունաբերության և ժամանակակից տեխնոլոգիաների մեջ: Էլեկտրական հոսանքի հասկացողությունը թույլ է տալիս մեզ աշխատեցնել տարբեր էլեկտրոնային սարքեր, հասկանալ էներգահամակարգերը և նույնիսկ կառուցել կամ վերանորոգել էլեկտրոնային սարքավորումներ: Այս հոդվածը կներկայացնի էլեկտրական հոսանքի վերաբերյալ մի քանի օրինակելի խնդիրներ և քննարկումներ՝ այս թեմայի վերաբերյալ ձեր ըմբռնումը խորացնելու համար:

Էլեկտրական հոսանքի սահմանումը
Էլեկտրական հոսանքը էլեկտրական լիցքի հոսքն է հաղորդչի միջով, որը սովորաբար էլեկտրոնների տեսքով անցնում է հաղորդչի, օրինակ՝ պղնձե մետաղալարի միջով։ Էլեկտրական հոսանքը չափվում է ամպերներով (Ա), որը Միավորների Միջազգային Համակարգում (ՄՄՀ) հիմնական միավորն է։

Օմի օրենքը
Էլեկտրական հոսանքը նկարագրելու համար օգտագործվող հիմնարար սկզբունքներից մեկը Օմի օրենքն է։ Այս օրենքը նշում է. «Երկու կետերի միջև գտնվող հաղորդչի միջով անցնող հոսանքը ուղիղ համեմատական ​​է երկու կետերի միջև ընկած լարմանը և հակադարձ համեմատական ​​է դիմադրությանը»։ Օմի օրենքի մաթեմատիկական բանաձևն է՝
\[ I = \frac{V}{R} \]
Որտեղ՝
– \( I \)-ն հոսանքն է ամպերներով (A),
– \( V \)-ն վոլտերով (V) արտահայտված լարումն է,
– \(R \)-ն դիմադրությունն է օհմերով (Ω):

Օրինակ՝ հարց 1. Հոսանքի հաշվարկը՝ օգտագործելով Օմի օրենքը
Հարց՝
Տրված է 10 օհմ դիմադրություն և 20 վոլտ լարում ունեցող լար, հաշվարկեք լարով անցնող հոսանքը։

Քննարկում.
Օգտագործեք Օմի օրենքի բանաձևը.
\[ I = \frac{V}{R} \]
Որտեղ՝
– \( V = 20 \text{ V} \),
– (R = 10 Ω)

I = ≤ 20 V (10 Ω) = 2 A

Այսպիսով, լարով անցնող հոսանքը 2 ամպեր է։

Օրինակ՝ հարց 2. Լարման հաշվարկը՝ օգտագործելով Օմի օրենքը
Հարց՝
Մարտկոցը 15 օհմ դիմադրության միջով անցկացնում է 3 ամպեր հոսանք։ Որքա՞ն է մարտկոցի կողմից մատակարարվող լարումը։

Քննարկում.
Օգտագործեք Օմի օրենքի բանաձևը, որը փոփոխվել է հետևյալ կերպ.
V = I անգամ R
Որտեղ՝
– (I = 3 A),
– (R = 15 Ω)

\[ V = 3 A x 15 Ω = 45 V]

Այսպիսով, մարտկոցի կողմից տրամադրվող լարումը 45 վոլտ է։

Օրինակ՝ հարց 3. Դիմադրության հաշվարկը՝ օգտագործելով Օմի օրենքը
Հարց՝
Շղթայի լարումը 12 վոլտ է, իսկ հոսանքը՝ 4 ամպեր։ Հաշվարկեք շղթայի դիմադրության արժեքը։

Քննարկում.
Օգտագործեք Օմի օրենքի բանաձևը, որը փոփոխվել է հետևյալ կերպ.
\[ R = \frac{V}{I} \]
Որտեղ՝
– \( V = 12 \text{ V} \),
– (I = 4 A).

\[ R = \frac{12 \text{ V}}{4 \text{ A}} = 3 \text{ Ω} \]

Այսպիսով, միացման դիմադրության արժեքը 3 օհմ է:

Օրինակ՝ հարց 4. Հաջորդական սխեմա
Հարց՝
Երկու դիմադրություններ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի 6 և 4 օհմ դիմադրություն, հաջորդաբար միացված են 20 վոլտ լարման աղբյուրին։ Հաշվարկեք շղթայով անցնող հոսանքը։

Քննարկում.
Հաջորդական միացված դիմադրությունների համար ընդհանուր դիմադրությունը (R_{\text{total}}\) առանձին դիմադրությունների գումարն է՝
R_{ընդհանուր}} = R_1 + R_2 = 6 Ω + 4 Ω = 10 Ω

Օգտագործեք Օմի օրենքի բանաձևը.
\[ I = \frac{V}{R_{\text{ընդհանուր}}} \]
Որտեղ՝
– \( V = 20 \text{ V} \),
– \( R_{\text{ընդհանուր}} = 10 \text{ Ω} \):

I = ≤ 20 V (10 Ω) = 2 A

Այսպիսով, շղթայով հոսող հոսանքը 2 ամպեր է։

Օրինակ հարց 5. Զուգահեռ միացում
Հարց՝
Երկու դիմադրություններ, որոնցից յուրաքանչյուրը 8 և 4 օհմ դիմադրություն ունի, զուգահեռաբար միացված են 12 վոլտանոց աղբյուրին։ Հաշվարկեք շղթայով անցնող ընդհանուր հոսանքը։

Քննարկում.
Նախ, հաշվարկեք զուգահեռ միացված դիմադրությունների ընդհանուր դիմադրությունը (R_{\text{total}}\)՝ օգտագործելով հետևյալ բանաձևը՝
\[ \frac{1}{R_{\text{ընդհանուր}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \]

Որտեղ՝
– \( R_1 = 8 \text{Ω} \),
– \( R_2 = 4 \text{Ω} \).

\[ \frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{8 \text{ Ω}} + \frac{1}{4 \text{ Ω}} = \frac{1}{8} + \frac{2}{8} = \frac{3}{8} \]

R_{\text{ընդհանուր}} = \frac{8}{3} \մոտավորապես 2.67 \text{Ω} \]

Օգտագործեք Օմի օրենքի բանաձևը.
\[ I = \frac{V}{R_{\text{ընդհանուր}}} \]
Որտեղ՝
– \( V = 12 \text{ V} \),
– \( R_{\text{ընդհանուր}} \մոտավորապես 2.67 \text{Ω} \).

\[ I մոտավորապես 12 V ≤ 2.67 Ω ≤ 4.49 A

Այսպիսով, շղթայով անցնող ընդհանուր հոսանքը մոտ 4.49 ամպեր է։

Օրինակ՝ հարց 6. Կիրխհոֆի օրենքի կիրառումը
Կիրխհոֆի օրենքը
Էլեկտրական սխեմաների վերլուծության մեջ հաճախ օգտագործվում են Կիրխհոֆի երկու օրենքներ՝
1. Կիրխհոֆի հոսանքի օրենքը (ԿՀՕ). Կետ մտնող հոսանքի քանակը նույնն է, ինչ այդ կետից դուրս եկող հոսանքի քանակը։
2. Կիրխհոֆի լարման օրենքը (ԿԼՕ): Փակ շղթայում լարումների գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի:

Հարց՝
Տրված է երկու զուգահեռ ճյուղերով շղթա։ Առաջին ճյուղն ունի 3 օհմ դիմադրություն, իսկ երկրորդ ճյուղը՝ 6 օհմ դիմադրություն, որոնք երկուսն էլ միացված են 18 վոլտ լարման աղբյուրի։ Հաշվարկեք յուրաքանչյուր ճյուղով անցնող հոսանքը և շղթայի ընդհանուր հոսանքը։

Քննարկում.
Յուրաքանչյուր ճյուղի համար օգտագործեք Օմի օրենքը.
Առաջին մասնաճյուղի համար՝
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{18 \text{V}}{3 \text{Ω}} = 6 \text{A} \]

Երկրորդ ճյուղի համար՝
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{18 \text{V}}{6 \text{Ω}} = 3 \text{A} \]

Ընդհանուր հոսանքը երկու ճյուղերից եկող հոսանքների գումարն է՝
I_{ընդհանուր}} = I_1 + I_2 = 6 A + 3 A = 9 A

Այսպիսով, յուրաքանչյուր ճյուղով հոսող հոսանքը 6 ամպեր և 3 ամպեր է, իսկ շղթայում հոսող ընդհանուր հոսանքը՝ 9 ամպեր։

Վերոնշյալ օրինակներն ու բացատրությունները օգտագործելով՝ մենք հույս ունենք, որ դուք ավելի խորը հասկացողություն կստանաք էլեկտրական հոսանքի մասին: Օմի օրենքը, հաջորդական և զուգահեռ շղթաները և Կիրխհոֆի օրենքները նման հասկացությունների տիրապետումը ֆիզիկայում էլեկտրական հոսանքի հետ կապված տարբեր խնդիրներ լուծելու բանալին է: