Elektriskās ķēdes – problēmas un risinājumi

Elektriskās ķēdes – problēmas un risinājumi

1. R1 ₌ 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω un spriegums = 14 volti, nosakiet elektriskās strāvas stiprumu ķēdē, kā parādīts attēlā zemāk.

Zināms:

Rezistors 1 (R1 ₎ = 6 Ω

Rezistors 2 (R2 ₎ = 2 Ω

Rezistors 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Spriegums (V) = 14 volti

Meklē: Elektriskā strāva (I)

šķīdums:

Ekvivalents rezistors (R):

R2 un R3 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors _:

1/R²⁻³ ₌ 1/R² ₊ 1/R³ ₌ ½ + ½ = ½

R23 = _2/2 = 1 Ω

R1 _un R23 ir _savienoti virknē. Ekvivalents rezistors:

R = R1 ₊ R23 ₌ 6 Ω + 1 Ω

R = 7Ω

Elektriskā strāva (I):

I = V / R = 14/7 = 2 ampēri

2. Kurai no zemāk redzamajām elektriskajām ķēdēm ir lielāka strāva?

šķīdums:

Rezistora pretestība ir R, un elektriskais spriegums ir V.

Atbilde A.

R1 _, R2 un R3 _ir savienoti virknē. Ekvivalents rezistors _:

R ₌ R1 ₊ R2 + _R3 = R + R + R = _3R

Elektriskā strāva (I):

Atbilde B.

R1 _, R2 un R3 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors _:

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

R _B = R/3

Elektriskā strāva (I):

Atbilde C.

R2 un R3 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors _:

1/R²⁴ ₌ 1/R² ₊ 1/R³ ₌ 1/R² + 1/R² = 2/R²

R23 ₌ R/2

R1 _un R23 ir _savienoti virknē. Ekvivalents rezistors:

RC ₌ R1 ₊ R23 = R + R/ ₂ = 2R/2 + R/2 = 3R/2

Elektriskā strāva (I):

Atbilde D.

R1 un R2 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors _:

1/R12 ₌ 1/R1 ₊ 1/R2 ₌ 1/R + 1/R = 2/R

R12 = R/ ₂

R12 un R3 _{ir savienoti} virknē. Ekvivalents rezistors:

R _D = _R12 + R3 ₌ R/2 + R = R/2 + 2R/2 = 3R/2

Elektriskā strāva (I):

3. R1 ₌ 4 omi, R2 ₌ 6 omi, _R3 = 2 omi un V = 24 volti. Kāda ir elektriskās strāvas stiprums ķēdē, kā parādīts attēlā zemāk?

Zināms:

Rezistors 1 (R1 ₎ = 4 omi

Rezistors 2 (R2 ₎ = 6 omi

Rezistors 3 (R3 ₎ = 2 omi

Spriegums (V) = 24 volti

Meklē: Elektriskā strāva ķēdē

šķīdums:

R1 _, R2 un R3 _ir savienoti virknē. Ekvivalents rezistors _:

R = R1 ₊ R2 ₊ R3 ₌ 4 + 6 + 2

R = 12 omi

Elektriskā strāva:

I = V / R = 24/12 = 2 ampēri

4. Kurai no zemāk redzamajām elektriskajām ķēdēm ir lielāka strāva?

Šķīdums

Elektriskā strāva A ķēdē.

Ekvivalents rezistors:

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

R2 un R3 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors _:

1/R23 ₌ 1/R2 ₊ 1/R3 ₌ 1/4 + 1/4 = 2/4 = 1/2

R23 = _2/1 = 2 Ω

R1 _un R23 ir _savienoti virknē. Ekvivalents rezistors:

R = R ₁ + R ₂₃ = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

Elektriskā strāva (I):

I = V / R = 12/5 = 2.4 ampēri

Elektriskā strāva B ķēdē.

Ekvivalents rezistors:

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

R1 _, R2 un R3 _ir savienoti virknē. Ekvivalents rezistors _:

R = _R1 + R2 ₊ R3 ₌ 8 + 2 + 2 = 12 Ω

Elektriskā strāva (I):

I = V / R = 36/12 = 3 ampēri

Elektriskā strāva C ķēdē.

Ekvivalents rezistors:

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

R2 un R3 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors _:

1/R23 ₌ 1/R2 ₊ 1/R3 ₌ 1/4 + 1/4 + 1/6 = 3/12 + 3/12 + 2/12 = 8/12

R23 = _12/8 = 1.5 Ω

Elektriskā strāva (I):

I = V / R = 12/1.5 = 8 ampēri

Elektriskā strāva D ķēdē.

Ekvivalents rezistors:

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

R2 _, R3 un R4 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors _:

1/R234 ₌ 1/R2 ₊ 1/R3 ₊ 1/R4 ₌ 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

R234 = _3/3 = 1 Ω

R1 , R234 _un R5 _{ir savienoti virknē .} Ekvivalents rezistors:

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

Elektriskā strāva (I):

I = V / R = 24/9 = 2.6 ampēri

5. Saskaņā ar zemāk redzamo attēlu nosakiet:

A. Kopējā pretestība

B. Elektriskā strāva ķēdē

C. Pašreizējā strāva I ₁

D. Pašreizējā _I2

Zināms:

Rezistors 1 (R1 ₎ = 4 Ω

Rezistors 2 (R2 ₎ = 4 Ω

Rezistors 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Rezistors 4 (R4 ₎ = 3 Ω

Elektriskais spriegums (V) = 12 volti

šķīdums:

A. Kopējā pretestība (R)

Rezistors R2 _un rezistors R3 _ir savienoti virknē. Ekvivalents rezistors:

R ₂₃ = R ₂ + R ₃ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Rezistors R23 _un rezistors R4 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors:

1/R234 ₌ 1/R23 ₊ 1/R4 ₌ 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

R ₂₃₄ = 6/3 = 2 Ω

Rezistors R1 _un rezistors R234 _ir savienoti virknē. Ekvivalents rezistors:

R = R ₁ + R ₂₃₄ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Kopējā pretestība ir 6 omi.

B. Elektriskā strāva ķēdē (I)

V = IR

V = elektriskais spriegums, I = elektriskā strāva, R = elektriskā pretestība

Elektriskā strāva:

I = V / R = 12 volti / 6 omi = 2 ampēri

C. Elektriskā strāva I ₁

Elektriskā strāva rezistorā R1 ₌ elektriskā strāva ķēdē = 2 ampēri.

D. Pašreizējā _I2

Rezistors R₂₃ un rezistors R₄ ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors R₂₃₄ = 2 omi.

Elektriskā strāva rezistorā R ₂₃₄ = elektriskā strāva rezistorā R ₁ = 2 ampēri.

Spriegums rezistorā R ₂₃₄ ir:

V = IR ₂₃₄ = (2 A) (2 omi) = 4 volti

Spriegums rezistorā R ₂₃₄ = spriegums rezistorā R ₄ = spriegums rezistorā R ₂₃ = 4 volti.

Ekvivalents rezistors R ₂₃ ir 6 omi.

Elektriskā strāva rezistorā R23 _ir :

I = V / R = 4 volti / 6 omi = 2/3 ampēri

Elektriskā strāva rezistorā R ₂₃ = elektriskā strāva rezistorā R ₂ = elektriskā strāva rezistorā R ₃ = 2/3 ampēri.

6. R1 ₌ R2 ₌ 10 Ω un R3 ₌ R4 ₌ 8 Ω. Kāda ir elektriskās strāvas stiprums ķēdē, kā parādīts attēlā zemāk?

Zināms:

Rezistors R1 ₌ rezistors R2 ₌ 10 Ω

Rezistors R3 ₌ rezistors R4 ₌ 8 Ω

Elektriskais spriegums (V) = 12 volti

Vēlams: elektriskā strāva (I)

šķīdums:

Ekvivalents rezistors

Rezistors R3 _un rezistors R4 _ir savienoti paralēli, ekvivalentais rezistors:

1/R34 ₌ 1/R3 ₊ 1/R4 ₌ 1/8 + 1/8 = 2/8

R ₃₄ = 8/2 = 4 Ω

Rezistori R1 _, R2 _un R34 _ir savienoti virknē, ekvivalentais rezistors:

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

Elektriskā strāva:

I = V / R = 12 volti / 24 omi = 0,5 volti/omi = 0.5 ampēri

7. Ja akumulatora iekšējo pretestību neņem vērā, kāda ir elektriskā strāva shēmā, kas parādīta attēlā zemāk?

Zināms:

Rezistors R1 ₌ 3 omi

Rezistors R2 ₌ 3 omi

Rezistors R3 ₌ 6 omi

Elektriskais spriegums (V) = 6 volti

Meklē: Elektriskā strāva (I)

šķīdums:

Ekvivalents rezistors

Rezistori R1 _un R2 _ir savienoti virknē. Ekvivalents rezistors:

R12 = R1 ₊ R2 ₌ 3 omi + 3 omi = 6 _omi

Rezistors R12 _un rezistors 3 ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors:

1/R = 1/R12 ₊ 1/R3 ₌ 1/6 + 1/6 = 2/6

R = 6/2 = 3 omi

Elektriskā strāva:

I = V / R = 6/3 = 2 ampēri

8. Kāda ir kopējā elektriskā strāva ķēdē, kā parādīts attēlā zemāk?

Zināms:

Rezistors R1 ₌ 6 omi

Rezistors R2 ₌ 4 omi

Elektriskā strāva (V) = 6 volti

Iekšējā pretestība (r) = 0.6 omi

Meklē: Elektriskā strāva

šķīdums:

Rezistors R1 _un rezistors R2 _ir savienoti paralēli. Ekvivalents rezistors:

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 omi

Rezistors R _P un iekšējā pretestība (r) ir savienoti virknē. Ekvivalents rezistors:

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

Elektriskā strāva ķēdē:

I = V / R = 6 volti / 3 omi = 2 ampēri

1. Kas ir elektriskā ķēde?
   • atbildeElektriskā ķēde ir slēgts ceļš vai cilpa, kurā nepārtraukti var plūst elektriskā strāva. Tā parasti sastāv no sprieguma avotiem (piemēram, baterijām), slodzēm (piemēram, rezistoriem, gaismas diodēm, motoriem) un vadītājiem, kas tos savieno.
2. Kas atšķir virknes ķēdi no paralēlās ķēdes?
   • atbildeVirknes ķēdē komponenti ir savienoti viens ar otru, tāpēc strāvai ir viens ceļš. Paralēlslēgumā komponenti ir savienoti kopīgos punktos vai savienojumos, nodrošinot vairākus strāvas ceļus.
3. Kā Oma likums saista spriegumu, strāvu un pretestību ķēdē?
   • atbildeOma likums nosaka, ka strāva ($I$), kas plūst caur vadītāju starp diviem punktiem, ir tieši proporcionāls spriegumam ($V$) pāri diviem punktiem un apgriezti proporcionāls pretestībai ($R$). Tas tiek attēlots kā I=V/R​.
4. Kāda ir slēdža loma elektriskajā ķēdē?
   • atbildeSlēdzis kontrolē strāvas plūsmu ķēdē. Kad tas ir aizvērts, tas ļauj strāvai plūst; kad tas ir atvērts, tas pārtrauc vai aptur strāvas plūsmu.
5. Kāpēc īssavienojums tiek uzskatīts par bīstamu?
   • atbildeĪsslēguma gadījumā pretestība ir ļoti zema, kā rezultātā plūst ļoti liela strāva. Tas var izraisīt pārkaršanu, ugunsgrēku vai detaļu bojājumus, un pret to jāaizsargā ar drošinātājiem vai slēdžiem.
6. Kāda ir drošinātāja vai slēdža funkcija ķēdē?
   • atbildeGan drošinātāji, gan ķēdes pārtraucēji ir aizsargierīces, kas paredzētas ķēdes pārtraukšanai, ja strāva pārsniedz iepriekš noteiktu drošo līmeni. Kamēr drošinātāji “izdeg” vai “izkūst”, pārtraucot ķēdi, ķēdes pārtraucēji “atslēdzas”, un tos var atiestatīt pēc ķēdes pārtraukšanas.
7. Kā Kirhofa strāvas likums (KCL) apraksta strāvas ķēdes krustojumā?
   • atbildeKirhofa strāvas likums nosaka, ka savienojumā ienākošo strāvu summa ir vienāda ar no šī savienojuma izejošo strāvu summu. Tas būtībā ir elektriskā lādiņa nezūdamības likums.
8. Kāda ir atšķirība starp maiņstrāvu (AC) un līdzstrāvu (DC)?
   • atbildeLīdzstrāva (DC) attiecas uz vienvirziena elektriskā lādiņa plūsmu, kas parasti nāk no akumulatora vai līdzstrāvas barošanas avota. Savukārt maiņstrāva (AC) ir elektriskais lādiņš, kas periodiski maina virzienu, līdzīgi kā tas, ko daudzās valstīs piegādā elektrotīkls.
9. Ko elektriskajās ķēdēs apzīmē termins "zemējums"?
   • atbilde“Zemējums” attiecas uz atskaites punktu elektriskajā ķēdē, no kura tiek mērīti citi spriegumi, vai kopīgu elektriskās strāvas atgriešanas ceļu, vai tiešu fizisku savienojumu ar Zemi.
10. Kāpēc elektriskajās ķēdēs tiek izmantoti kondensatori?

• atbildeKondensatori uzglabā un atbrīvo elektrisko enerģiju. Tos izmanto ķēdēs dažādiem mērķiem, piemēram, filtrēšanai, sprieguma svārstību izlīdzināšanai, maiņstrāvas signālu savienošanai un atvienošanai, kā arī oscilatoru laika noteikšanas elementiem.