Електрични кола – проблеми и решенија

Електрични кола – проблеми и решенија

1. R1 ₌ 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω и напон = 14 волти, одредете ја електричната струја во колото како што е прикажано на сликата подолу.

Познато:

Отпорник 1 (R1 ₎ = 6 Ω

Отпорник 2 (R2 ₎ = 2 Ω

Отпорник 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Напон (V) = 14 Волти

Се бара: Електрична струја (I)

Решение:

Еквивалентен отпорник (R):

R2 и R3 _{се поврзани} паралелно. Еквивалентниот отпорник:

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

R ₂₃ = 2/2 = 1 Ω

R ₁ и R ₂₃ се поврзани сериски. Еквивалентниот отпорник:

R = _R1 + _R23 = 6 Ω + 1 Ω

R = 7 оми

Електрична струја (I):

I = V / R = 14 / 7 = 2 Ампери

2. Кое од електричните кола прикажани подолу има поголема струја.

Решение:

Отпорот на отпорникот е R, а електричниот напон е V.

Одговор А.

R1 _, R2 и R3 _се поврзани сериски. Еквивалентниот отпорник _:

РА ₌ Р1 ₊ Р2 + Р3 _{= Р} + Р + Р = 3Р

Електрична струја (I):

Одговор Б.

R1 _, R2 и R3 _се поврзани паралелно. Еквивалентниот отпорник _:

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

РБ = Р _/ 3

Електрична струја (I):

Одговор Ц.

R2 и R3 _{се поврзани} паралелно. Еквивалентниот отпорник:

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

R23 ₌ R/2

R1 и R23 _{се поврзани} сериски. Еквивалентниот отпорник:

R _C = _R1 + _R23 = R + R/2 = 2R/2 + R/2 = 3R/2

Електрична струја (I):

Одговор Д.

R1 и R2 _{се поврзани} паралелно. Еквивалентниот отпорник:

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

R ₁₂ = R/2

R12 и R3 _{се поврзани} сериски. Еквивалентниот отпорник:

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

Електрична струја (I):

3. R _{​​​​1} = 4 оми, R ₂ = 6 оми, R ₃ = 2 оми и V = 24 волти. Колкава е електричната струја во колото, како што е прикажано на сликата подолу.

Познато:

Отпорник 1 (R1 ₎ = 4 Оми

Отпорник 2 (R2 ₎ = 6 Оми

Отпорник 3 (R3 ₎ = 2 Оми

Напон (V) = 24 Волти

Се бара: Електрична струја во колото

Решение:

R1 _, R2 и R3 _се поврзани сериски. Еквивалентниот отпорник _:

R = R1 ₊ R2 ₊ R3 ₌ 4 + 6 + 2

R = 12 Оми

Електрична струја:

I = V / R = 24 / 12 = 2 Ампери

4. Кое од електричните кола прикажани подолу има поголема струја.

Решение

Електрична струја во колото А.

Еквивалентен отпорник:

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

R2 и R3 _{се поврзани} паралелно. Еквивалентниот отпорник:

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

R ₂₃ = 2/1 = 2 Ω

R1 и R23 _{се поврзани} сериски. Еквивалентниот отпорник:

R = R ₁ + R ₂₃ = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

Електрична струја (I):

I = V / R = 12 / 5 = 2.4 Ампери

Електрична струја во колото Б.

Еквивалентен отпорник:

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

R1 _, R2 и R3 _се поврзани сериски. Еквивалентниот отпорник _:

R = R1 ₊ R2 ₊ R3 ₌ 8 + 2 + 2 = 12 Ω

Електрична струја (I):

I = V / R = 36 / 12 = 3 Ампери

Електрична струја во колото C.

Еквивалентен отпорник:

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

R2 и R3 _{се поврзани} паралелно. Еквивалентниот отпорник:

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

Електрична струја (I):

I = V / R = 12 / 1.5 = 8 Ампери

Електрична струја во колото D.

Еквивалентен отпорник:

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

R2 _, R3 и R4 _се поврзани паралелно. Еквивалентниот отпорник _:

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 _и R5 _{се поврзани сериски .} Еквивалентниот отпорник:

R = R1 ₊ R234 ₊ R5 ₌ 3 + 1 + 6 = 9 Ω

Електрична струја (I):

I = V / R = 24 / 9 = 2.6 Ампери

5. Според сликата прикажана подолу, одредете:

A. Вкупен отпор

Б. Електрична струја во колото

C. Струја I ₁

D. Струја I ₂

Познато:

Отпорник 1 (R1 ₎ = 4 Ω

Отпорник 2 (R2 ₎ = 4 Ω

Отпорник 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Отпорник 4 (R4 ₎ = 3 Ω

Електричен напон (V) = 12 волти

Решение:

A. Вкупен отпор (R)

Отпорникот R2 _и отпорникот R3 _се поврзани сериски. Еквивалентниот отпорник:

R ₂₃ = R ₂ + R ₃ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Отпорникот R ₂₃ и отпорникот R ₄ се поврзани паралелно. Еквивалентниот отпорник:

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

R234 = _6/3 = 2 Ω

Отпорникот R1 _и отпорникот R234 _се поврзани сериски. Еквивалентниот отпорник:

R = R ₁ + R ₂₃₄ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Вкупниот отпор е 6 оми.

Б. Електрична струја во колото (I)

V = IR

V = електричен напон, I = електрична струја, R = електричен отпор

Електрична струја:

I = V / R = 12 волти / 6 оми = 2 ампери

C. Електрична струја I ₁

Електрична струја во отпорникот R1 ₌ електрична струја во колото = 2 ампери.

D. Струја I ₂

Отпорник R₂₃ и отпорник R₄ се поврзани паралелно. Еквивалентниот отпорник R₂₃₄ = 2 оми.

Електрична струја во отпорникот R ₂₃₄ = електрична струја во отпорникот R ₁ = 2 Ампери.

Напонот во отпорникот R ₂₃₄ е:

V = IR ₂₃₄ = (2 A)(2 Ohm) = 4 Волти

Напон во отпорникот R ₂₃₄ = напон во отпорникот R ₄ = напон во отпорникот R ₂₃ = 4 волти.

Еквивалентниот отпорник R23 _е 6 оми.

Електричната струја во отпорникот R23 _е :

I = V / R = 4 волти / 6 оми = 2/3 ампери

Електрична струја во отпорникот R ₂₃ = Електрична струја во отпорникот R ₂ = електрична струја во отпорникот R ₃ = 2/3 Ампер.

6. R1 ₌ R2 ₌ 10 Ω и R3 ₌ R4 ₌ 8 Ω. Колкава е електричната струја во колото како што е прикажано на сликата подолу?

Познато:

Отпорник R1 ₌ Отпорник R2 ₌ 10 Ω

Отпорник R3 ₌ Отпорник R4 ₌ 8 Ω

Електричен напон (V) = 12 волти

Се бара: електрична струја (I)

Решение:

Еквивалентниот отпорник

Отпорникот R3 _и отпорникот R4 _се поврзани паралелно, еквивалентниот отпорник:

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

R34 = _8/2 = 4 Ω

Отпорниците R1 _, R2 _и R34 _се поврзани сериски, еквивалентниот отпорник:

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

Електрична струја:

I = V / R = 12 волти / 24 оми = 0,5 волти/оми = 0.5 ампери

7. Ако се игнорира внатрешниот отпор на батеријата, која е електричната струја во колото прикажана на сликата подолу?

Познато:

Отпорник R ₁ = 3 Ом

Отпорник R2 ₌ 3 Ом

Отпорник R ₃ = 6 Ом

Електричен напон (V) = 6 волти

Се бара: Електрична струја (I)

Решение:

Еквивалентен отпорник

Отпорниците R1 _и R2 _се поврзани сериски. Еквивалентниот отпорник:

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

Отпорникот R ₁₂ и отпорникот 3 се поврзани паралелно. Еквивалентниот отпорник:

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

R = 6/2 = 3 Оми

Електрична струја:

I = V / R = 6 / 3 = 2 Ампери

8. Колкава е вкупната електрична струја во колото, како што е прикажано на сликата подолу.

Познато:

Отпорник R ₁ = 6 Ом

Отпорник R ₂ = 4 Ом

Електрична струја (V) = 6 волти

Внатрешен отпор (r) = 0.6 Оми

Се бара: Електрична струја

Решение:

Отпорникот R1 _и отпорникот R2 _се поврзани паралелно. Еквивалентниот отпорник:

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 Ом

Отпорникот R _P и внатрешниот отпор (r) се поврзани сериски. Еквивалентниот отпорник:

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

Електрична струја во колото:

I = V / R = 6 волти / 3 оми = 2 ампери

1. Што е електрично коло?
   • одговорЕлектрично коло е затворена патека или јамка во која електричната струја може да тече континуирано. Обично се состои од извори на напон (како батерии), оптоварувања (како отпорници, LED диоди, мотори) и спроводници за нивно поврзување.
2. По што се разликува сериско од паралелно коло?
   • одговорВо сериско коло, компонентите се поврзани крај-до-крај, така што има една патека за струја. Во паралелно коло, компонентите се поврзани преку заеднички точки или споеви, обезбедувајќи повеќе патеки за струја.
3. Како Омовиот закон ги поврзува напонот, струјата и отпорот во струјното коло?
   • одговорОмовиот закон вели дека струјата ($I$) што тече низ проводник помеѓу две точки е директно пропорционален на напонот ($V$) преку двете точки и обратно пропорционална на отпорот ($R$). Претставено е како I=V/R​.
4. Која е улогата на прекинувачот во електричното коло?
   • одговорПрекинувачот го контролира протокот на струја во колото. Кога е затворен, тој дозволува струјата да тече; кога е отворен, го прекинува или запира протокот на струја.
5. Зошто краток спој се смета за опасен?
   • одговорПри краток спој, отпорот е многу низок, што предизвикува многу висока струја да тече. Ова може да доведе до прегревање, пожари или оштетување на компонентите и треба да се заштити од тоа со осигурувачи или прекинувачи.
6. Која е функцијата на осигурувач или прекинувач во струјно коло?
   • одговорИ осигурувачите и прекинувачите се заштитни уреди дизајнирани да прекинат струјно коло ако струјата надмине претходно одредено безбедно ниво. Додека осигурувачите „прегоруваат“ или „се топат“, прекинувајќи го струјното коло, прекинувачите „се исклучуваат“ и можат да се ресетираат откако ќе го прекинат струјното коло.
7. Како Кирхофовиот закон за струја (KCL) ги опишува струите на спој во коло?
   • одговорКирхофовиот закон за струја наведува дека збирот на струи што влегуваат во спој е еднаков на збирот на струи што излегуваат од тој спој. Ова е во суштина тврдење за зачувување на електричниот полнеж.
8. Која е разликата помеѓу AC (наизменична струја) и DC (еднонасочна струја)?
   • одговорDC: DC се однесува на еднонасочен тек на електричен полнеж, обично од батерија или од напојување со еднонасочна струја. AC, од друга страна, е електричен полнеж што периодично ја менува насоката, како она што се снабдува од електричната мрежа во многу земји.
9. Што се однесува на терминот „заземјување“ во електричните кола?
   • одговор„Заземјување“ се однесува на референтна точка во електрично коло од која се мерат други напони, или заедничка повратна патека за електрична струја или директна физичка врска со Земјата.
10. Зошто се користат кондензатори во електричните кола?

• одговорКондензаторите складираат и ослободуваат електрична енергија. Тие се користат во кола за различни намени, како што се филтрирање, измазнување на флуктуации на напонот, спојување и одвојување на AC сигнали и временски елементи во осцилатори.