Rafrásir – vandamál og lausnir

Rafrásir – vandamál og lausnir

1. R1 _, = 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω og spenna = 14 volt, ákvarðið rafstrauminn í rásinni eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.

Þekkt:

Viðnám 1 (R1 ₎ = 6 Ω

Viðnám 2 (R2 ₎ = 2 Ω

Viðnám 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Spenna (V) = 14 volt

Óskað eftir: Rafstraumi (I)

Lausn:

Jafngild viðnám (R):

R2 og R3 _eru tengd samsíða. Jafngildisviðnámið _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/2 + 1/2 = 2/2

R ₂₃ = 2/2 = 1 Ω

R ₁ og R ₂₃ eru tengd í röð. Jafngildi viðnámsins:

R = _R1 + _R23 = 6 Ω + 1 Ω

R = 7Ω

Rafstraumur (I):

I = V / R = 14 / 7 = 2 amper

2. Hvaða rafrás af eftirfarandi myndum hefur meiri straum?

Lausn:

Viðnám viðnámsins er R og rafspennan er V.

Svar A.

R1 _, R2 og R3 _{eru tengd í röð} . Jafngildisviðnámið:

R _A = R ₁ + R ₂ + R ₃ = R + R + R = 3R

Rafstraumur (I):

Svar B.

R1 _, R2 og R3 _{eru tengd samsíða .} Jafngildisviðnámið:

1/R = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/R + 1/R + 1/R = 3/R

R _B = R/3

Rafstraumur (I):

Svar C.

R2 og R3 _eru tengd samsíða. Jafngildisviðnámið _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/R + 1/R = 2/R

R ₂₃ = R/2

R1 _og R23 eru _tengd í röð. Jafngildisviðnámið:

R _C = R ₁ + R ₂₃ = R + R/2 = 2R/2 + R/2 = 3R/2

Rafstraumur (I):

Svar D.

R1 _og R2 eru tengd samsíða. Jafngildisviðnámið _:

1/R ₁₂ = 1/R ₁ + 1/R ₂ = 1/R + 1/R = 2/R

R ₁₂ = R/2

R12 og R3 _{eru tengd í röð} . Jafngildisviðnámið:

R _D = R ₁₂ + R ₃ = R/2 + R = R/2 + 2R/2 = 3R/2

Rafstraumur (I):

3. R1 ₌ 4 ohm, R2 ₌ 6 ohm, R3 ₌ 2 ohm og V = 24 volt. Hver er rafstraumurinn í rásinni eins og sýnt er á myndinni hér að neðan?

Þekkt:

Viðnám 1 (R1 ₎ = 4 Ohm

Viðnám 2 (R2 ₎ = 6 Ohm

Viðnám 3 (R3 ₎ = 2 Ohm

Spenna (V) = 24 volt

Óskað eftir: Rafstraumi í rafrás

Lausn:

R1 _, R2 og R3 _{eru tengd í röð} . Jafngildisviðnámið:

R = R1 ₊ R2 ₊ R3 ₌ 4 + 6 + 2

R = 12 óm

Rafstraumur:

I = V / R = 24 / 12 = 2 amper

4. Hvaða rafrás af eftirfarandi myndum hefur meiri straum?

lausn

Rafstraumur í rás A.

Jafngildi viðnámsins:

R1 ₌ 3 Ω, R2 ₌ 4 Ω, R3 ₌ 4 Ω, V = 12 volt

R2 og R3 _eru tengd samsíða. Jafngildisviðnámið _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/4 + 1/4 = 2/4 = 1/2

R ₂₃ = 2/1 = 2 Ω

R1 _og R23 eru _tengd í röð. Jafngildisviðnámið:

R = R ₁ + R ₂₃ = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

Rafstraumur (I):

I = V / R = 12 / 5 = 2.4 amper

Rafstraumur í rás B.

Jafngildi viðnámsins:

R1 ₌ 8 Ω, R2 ₌ 2 Ω, R3 ₌ 2 Ω, V = 36 volt

R1 _, R2 og R3 _{eru tengd í röð} . Jafngildisviðnámið:

R = _R1 + R2 ₊ R3 ₌ 8 + 2 + 2 = 12 Ω

Rafstraumur (I):

I = V / R = 36 / 12 = 3 amper

Rafstraumur í rás C.

Jafngildi viðnámsins:

R1 ₌ 4 Ω, R2 ₌ 4 Ω, R3 ₌ 6 Ω, V = 12 volt

R2 og R3 _eru tengd samsíða. Jafngildisviðnámið _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/4 + 1/4 + 1/6 = 3/12 + 3/12 + 2/12 = 8/12

R ₂₃ = 12/8 = 1.5 Ω

Rafstraumur (I):

I = V / R = 12 / 1.5 = 8 amper

Rafstraumur í rás D.

Jafngildi viðnámsins:

R1 ₌ 3 Ω, R2 ₌ 3 Ω, R3 ₌ 3 Ω, R4 ₌ 3 Ω, R5 ₌ 6 Ω, V = 24 volt

R2 _, R3 og R4 _{eru tengd samsíða .} Jafngildisviðnámið:

1/R ₂₃₄ = 1/R ₂ + 1/R ₃ + 1/R ₄ = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

R ₂₃₄ = 3/3 = 1 Ω

R1 , R234 _og R5 _{eru tengd í röð .} Jafngildisviðnámið:

R = _R1 + _R234 + R5 ₌ 3 + 1 + 6 = 9 Ω

Rafstraumur (I):

I = V / R = 24 / 9 = 2.6 amper

5. Samkvæmt myndinni hér að neðan, ákvarðaðu:

A. Heildarviðnám

B. Rafstraumur í rásinni

C. Núverandi I ₁

D. Núverandi _I2

Þekkt:

Viðnám 1 (R1 ₎ = 4 Ω

Viðnám 2 (R2 ₎ = 4 Ω

Viðnám 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Viðnám 4 (R4 ₎ = 3 Ω

Rafspenna (V) = 12 volt

Lausn:

A. Heildarviðnám (R)

Viðnámið R2 _og viðnámið R3 _eru tengd í röð. Jafngildi viðnámsins:

R ₂₃ = R ₂ + R ₃ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Viðnámið R ₂₃ og viðnámið R ₄ eru tengd samsíða. Jafngildi viðnámsins:

1/R ₂₃₄ = 1/R ₂₃ + 1/R ₄ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

R ₂₃₄ = 6/3 = 2 Ω

Viðnámið R1 _og viðnámið R234 _eru tengd í röð. Jafngildi viðnámsins:

R = R ₁ + R ₂₃₄ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Heildarviðnámið er 6 ohm.

B. Rafstraumur í rás (I)

V = IR

V = rafspenna, I = rafstraumur, R = rafviðnám

Rafstraumur:

I = V / R = 12 volt / 6 ohm = 2 amper

C. Rafstraumur I ₁

Rafstraumur í viðnámi R1 ₌ rafstraumur í rásinni = 2 amper.

D. Núverandi _I2

Viðnám R₂₃ og viðnám R₄ eru tengd samsíða. Jafngildisviðnámið R₂₃₄ = 2 ohm.

Rafstraumur í viðnámi R ₂₃₄ = rafstraumur í viðnámi R ₁ = 2 amper.

Spennan í viðnáminu R ₂₃₄ er:

V = IR ₂₃₄ = (2 A)(2 Ohm) = 4 Volt

Spenna í viðnámi R ₂₃₄ = spenna í viðnámi R ₄ = spenna í viðnámi R ₂₃ = 4 volt.

Jafngildi viðnámsins R ₂₃ er 6 Ohm.

Rafstraumurinn í viðnáminu R ₂₃ er:

I = V / R = 4 volt / 6 ohm = 2/3 amper

Rafstraumur í viðnámi R ₂₃ = Rafstraumur í viðnámi R ₂ = rafstraumur í viðnámi R ₃ = 2/3 amper.

6. R1 ₌ R2 ₌ 10 Ω og R3 ₌ R4 ₌ 8 Ω. Hver er rafstraumurinn í rásinni eins og sýnt er á myndinni hér fyrir neðan?

Þekkt:

Viðnám R1 ₌ Viðnám R2 ₌ 10 Ω

Viðnám R3 ₌ Viðnám R4 ₌ 8 Ω

Rafspenna (V) = 12 volt

Óskað eftir: rafstraumi (I)

Lausn:

Jafngildi viðnámsins

Viðnámið R3 _og viðnámið R4 _eru tengd samsíða, samsvarandi viðnám:

1/R ₃₄ = 1/R ₃ + 1/R ₄ = 1/8 + 1/8 = 2/8

R ₃₄ = 8/2 = 4 Ω

Viðnámin R1 _, R2 _og R34 _eru tengd í röð, samsvarandi viðnám:

R = R ₁ + R ₂ + R ₃₄ = 10 Ω + 10 Ω + 4 Ω = 24 Ω

Rafstraumur:

I = V / R = 12 volt / 24 ohm = 0,5 volt/óhm = 0.5 amper

7. Ef innri viðnám rafhlöðunnar er hunsað, hver er þá rafstraumurinn í rásinni sem sýnd er á myndinni hér að neðan?

Þekkt:

Viðnám R1 ₌ 3 Ohm

Viðnám R2 ₌ 3 Ohm

Viðnám R3 ₌ 6 Ohm

Rafspenna (V) = 6 volt

Óskað eftir: Rafstraumi (I)

Lausn:

Jafngild viðnám

Viðnámin R1 _og R2 _eru tengd í röð. Jafngildi viðnámsins:

R12 = R1 ₊ R2 ₌ 3 ohm + 3 ohm = 6 _ohm

Viðnám R12 _og viðnám 3 eru tengd samsíða. Jafngildi viðnámsins:

1/R = 1/R ₁₂ + 1/R ₃ = 1/6 + 1/6 = 2/6

R = 6/2 = 3 ohm

Rafstraumur:

I = V / R = 6 / 3 = 2 amper

8. Hver er heildarrafstraumurinn í rásinni eins og sýnt er á myndinni hér að neðan?

Þekkt:

Viðnám R1 ₌ 6 Ohm

Viðnám R2 ₌ 4 Ohm

Rafstraumur (V) = 6 volt

Innri viðnám (r) = 0.6 ohm

Óskað eftir: Rafstraumi

Lausn:

Viðnámið R1 _og viðnámið R2 _eru tengd samsíða. Jafngildi viðnámsins:

1/R _P = 1/R ₁ + 1/R ₂ = 1/6 + 1/4 = 4/24 + 6/24 = 10/24

R _P = 24/10 = 2.4 Ohm

Viðnámið R _P og innri viðnámið (r) eru tengd í röð. Jafngildi viðnámsins:

R = R _P + r = 2.4 Ohm + 0.6 Ohm = 3.0 Ohm

Rafstraumur í rafrás:

I = V / R = 6 volt / 3 ohm = 2 amper

1. Hvað er rafrás?
   • svarRafrás er lokuð leið eða lykkja þar sem rafstraumur getur flætt stöðugt. Hún samanstendur venjulega af spennugjöfum (eins og rafhlöðum), álagi (eins og viðnámum, LED ljósum, mótorum) og leiðurum sem tengja þá saman.
2. Hvað greinir raðrás frá samsíða rás?
   • svarÍ raðtengingu eru íhlutir tengdir enda í enda, þannig að straumurinn fær aðeins eina leið. Í samsíðatengingu eru íhlutir tengdir yfir sameiginlega punkta eða tengipunkta, sem gefur straumnum margar leiðir.
3. Hvernig tengir lögmál Ohms spennu, straum og viðnám í rafrás?
   • svarLögmál Ohms segir að straumurinn ($I$) sem flæðir í gegnum leiðara milli tveggja punkta er í beinu hlutfalli við spennuna ($V$) yfir punktana tvo og í öfugu hlutfalli við viðnámið ($R$Það er táknað sem I=V/R​.
4. Hvert er hlutverk rofa í rafrás?
   • svarRofi stjórnar straumflæði í rás. Þegar hann er lokaður leyfir hann straumnum að flæða; þegar hann er opinn truflar hann eða stöðvar straumflæðið.
5. Af hverju er skammhlaup talið hættulegt?
   • svarÍ skammhlaupi er viðnámið mjög lágt, sem veldur mjög miklum straumi. Þetta getur leitt til ofhitnunar, eldsvoða eða skemmda á íhlutum og ætti að verja gegn því með öryggi eða rofum.
6. Hvert er hlutverk öryggis eða rofa í rafrás?
   • svarBæði öryggi og rofar eru verndarbúnaður sem er hannaður til að rjúfa rafrás ef straumurinn fer yfir fyrirfram ákveðið öryggisstig. Þegar öryggi „springa“ eða „bráðna“ og rofið rafrásina „slökkva“ rofar á þeim og hægt er að endurstilla þá eftir að þeir hafa rofið rafrásina.
7. Hvernig lýsir straumlögmál Kirchhoffs (KCL) straumum við gatnamót í rafrás?
   • svarStraumlögmál Kirchhoffs segir að summa strauma sem koma inn í gatnamót sé jöfn summu strauma sem fara út úr þeim gatnamótum. Þetta er í raun fullyrðing um varðveislu rafhleðslu.
8. Hver er munurinn á AC (riðstraumi) og DC (jafnstraumi)?
   • svarJafnstraumur vísar til einátta flæðis rafhleðslu, oftast frá rafhlöðu eða jafnstraumsgjafa. Riðstraumur er hins vegar rafhleðsla sem breytir um stefnu reglulega, líkt og rafmagn sem kemur frá raforkukerfinu í mörgum löndum.
9. Hvað vísar hugtakið „jörð“ til í rafrásum?
   • svar„Jarðtenging“ vísar til viðmiðunarpunkts í rafrás þar sem aðrar spennur eru mældar, eða sameiginlegrar endurkomuleiðar rafstraums eða beinnar efnislegrar tengingar við jörðina.
10. Af hverju eru þéttar notaðir í rafrásum?

• svarÞéttar geyma og losa raforku. Þeir eru notaðir í rafrásum í ýmsum tilgangi, svo sem til að sía, jafna spennusveiflur, tengja og aftengja riðstraumsmerki og sem tímasetningarþættir í sveiflum.