Rafrásarformúlur og rafviðnám

Dæmispurningar og formúlur fyrir rafrásir og rafviðnám

Rafrásir

1. Skoðaðu eftirfarandi rafrásarmynd. Stærð rafstraumsins sem fer í gegnum 8 ohm viðnámið er….
A. 1,8 amper
B. 1,2 amper
C. 0,8 amper
D. 0,6 amper

Umræða
Það er vitað að:
Viðnám 1 (R₁) = 12 Ω
Viðnám 2 (R₂) = 8 Ω
Viðnám 3 (R₃) = 10 Ω
Rafspenna (V) = 12 volt
Spurning: Straumstyrkur í gegnum R₁
Svar:

Rafstraumur fer frá háspennu til lágspennu. Stefna rafstraumsins í rásinni hér að ofan er sú sama og stefna klukkuvísanna.

Straumurinn sem rennur úr rafhlöðunni:
Byrjið á að reikna út varaviðnámið (R). Eftir það skal reikna út strauminn með lögmáli Ohms: V = IR eða I = V / R þar sem V = spenna, I = straumur, R = varaviðnám.

Skiptiviðnám:
Viðnám R₁ og viðnám R₂ Raðsett í röð. Viðnámið sem kemur í staðinn er:
R₁₂ = R₁ +R₂ = 12 + 8 = 20 Ω
Viðnám R₁₂ og viðnám R₃ Raðað samsíða. Viðnámið sem kemur í staðinn er:
1/R = 1/R₁₂ +1/R₃ = 1/20 + 1/10 = 1/20 + 2/20 = 3/20
R = 20/3 Ω

Straumurinn sem rennur úr rafhlöðunni:
I = V / R = 12 : 20/3 = 12 x 3/20 = 36/20 = 1,8 amper
Straumurinn sem rennur út úr rafhlöðunni er 1,8 amper.

Rafstraumurinn sem fer í gegnum 8 Ω viðnám
Vab = 12 volt
R₁₂ = 20 Ω
R₃ = 10 Ω

Rafstraumurinn sem fer í gegnum 10 Ω viðnám
I₃ =V_ab / R₃ = 12 volt / 10 Ω = 1,2 amper
Rafstraumurinn sem fer í gegnum 20 Ω viðnám
I₁₂ =V_ab / R₁₂ = 12 volt / 20 Ω = 0,6 amper

Fyrsta lögmál Kirchhoffs segir að rafstraumurinn sem fer inn í grein sé sá sami og rafstraumurinn sem fer út úr þeirri grein. Byggt á... Fyrsta lögmál Kirchhoffs Niðurstaðan er sú að rafstraumurinn sem fer í gegnum 20 Ω viðnám = rafstraumurinn sem fer í gegnum 12 Ω viðnám = rafstraumurinn sem fer í gegnum 8 Ω viðnám = 0,6 amper.
Rétta svarið er D.

2.
Gefðu gaum að eftirfarandi lokuðu rafrás!
Ef viðnámið í spennugjafanum er hunsað, þá er spennumunurinn á milli enda 6 ohm viðnámsins….
A. 3 volta
B. 2 volta
C. 2/3 volta
D. 1/3 volta
Umræða
Það er vitað að:
Viðnám 1 = 4 Ω
Viðnám 2 = 3 Ω
Viðnám 3 = 6 Ω
Spenna (V) = 6 volt
Spurning: Spennumunur á milli enda 6 ohm viðnáms
Svar:
3 Ω viðnám og 3 Ω viðnám eru tengd samsíða. Varaviðnámið er:
1/R23 = 1/3 Ω + 1/6 Ω = 2/6 Ω + 1/6 Ω = 3/6 Ω
R23 = 6/3 Ω = 2 Ω

4 Ω viðnám og 2 Ω viðnám eru tengd í röð. Viðnámin sem koma í staðinn eru:
R = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Styrkur rafstraumsins sem kemur frá spennugjafanum:
I = V / R = 6 volt / 6 ohm = 1 amper
4 Ω viðnám og 2 Ω viðnám eru tengd í röð þannig að samkvæmt fyrsta lögmáli Kirchooffs er rafstraumurinn sem fer í gegnum 4 Ω viðnámið jafn rafstraumnum sem fer í gegnum 2 Ω viðnámið = 1 amper.

Mögulegur munur á liðum a og b:
V = IR = (1 amper) (2 ohm) = 2 volt
Spennumunur milli punktanna a og b = spennumunur milli enda 2 Ω viðnámsins = spennumunur milli enda 3 Ω viðnámsins = spennumunur milli enda 6 Ω viðnámsins = 2 volt.
Rétta svarið er B.

Rafviðnám

3. Þrír rafmagnsviðnámar, ef þeir eru raðaðir samsíða, er viðnámsgildið 12/11 Ohm, ef þeir eru raðaðir í röð er gildið 12 Ohm, þá er gildi hvers viðnáms...
A. 1 óm, 2 óm, 3 óm
B. 2 óm, 4 óm, 6 óm
C. 1 óm, 3 óm, 5 óm
D. 3 óm, 4 óm, 5 óm
Umræða
Ef rafviðnámið er raðað í röð er jafngildisviðnámið reiknað með formúlunni:
R = R₁ +R₂ +R₃
12 = R₁ +R₂ +R₃
Möguleg svör eru B og D.
Ef rafviðnámið er raðað samsíða er jafngildisviðnámið reiknað með formúlunni: 1/R = 1/R₁ +1/R₂ +1/R₃.
Ef þú notar svar B þá:
1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6
1/R = 6/12 + 3/12 + 2/12
1/R = 11/12
R = 12/11
Rétta svarið er B.

Tegund hindrunar

4. Viðnám wolframs og tins er 5,5 x 10, talið í sömu röð.^-8 Ohm-mælir og 22 x 10^-8 Óhmmælir. Volframvírinn og tinvírinn eru 5 metrar hvor. Ef báðir vírarnir hafa sama viðnámsgildi og þvermál wolframvírsins er 2 mm þá er þvermál leiðarvírsins... mmm
A. 2
B. 4
C. √2
D. ½ √2
Umræða
Það er vitað að:
Volframviðnám (ρ)₁) = 5,5 x 10^-8 Ohm-mælir
Tinviðnám (ρ₂) = 22 x 10^-8 Ohm-mælir
Lengd wolframvírs (L)₁) = 5 metrar
Lengd leiðsluvírs (L)₂) = 5 metrar
Þvermál wolframs (D₁) = 2 mm
Wolframradíus (R₁) = 1/2 (D) = 1/2 (2 mm) = 1 mm = 1 x 10^-3 metra
Spurning: Þvermál blýs (D)₂)
Svar:
Yfirborðsflatarmál wolframvírs:
A₁ = π r² = π (10^-3)² = π 10^-6

Viðnámsgildi wolframvírs og tinvírs er það sama.
R₁ = R₂
ρ₁ L₁ / TIL₁ = ρ₂ L₂ / TIL₂
(5,5 x 10^-8)(5) / π 10^-6 = (22 x 10^-8)(5) / π r²
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 metra
r = 2 millimetrar
Rétta svarið er A.

Heimild spurningar:

Spurningar um eðlisfræði á unglingastigi í framhaldsskóla