Wzory obwodów elektrycznych i opór elektryczny

Przykładowe pytania i wzory dla obwodów elektrycznych i oporu elektrycznego

Obwody elektryczne

1. Spójrz na poniższy schemat obwodu elektrycznego. Natężenie prądu elektrycznego płynącego przez rezystor 8-omowy wynosi…
A. 1,8 ampera
B. 1,2 Amper
C. 0,8 ampery
D. 0,6 ampery

Pembahasan
Wiadomo, że:
Rezystor 1 (R₁) = 12 Ω
Rezystor 2 (R₂) = 8 Ω
Rezystor 3 (R₃) = 10 Ω
Napięcie elektryczne (V) = 12 wolty
Pytanie: Siła prądu przepływająca przez R₁
Jawab:

Prąd elektryczny płynie od potencjału wysokiego do niskiego. Kierunek prądu elektrycznego w powyższym obwodzie jest taki sam, jak kierunek wskazówek zegara.

Prąd wypływający z akumulatora:
Najpierw oblicz rezystor zastępczy (R). Następnie oblicz prąd, korzystając ze wzoru prawa Ohma: V = IR lub I = V / R, gdzie V = napięcie, I = prąd, R = rezystor zastępczy.

Rezystor zamienny:
Rezystor R₁ i rezystor R₂ ułożone szeregowo. Rezystor zastępczy to:
R₁₂ = R₁ + R₂ = 12 + 8 = 20 Ω
Rezystor R₁₂ i rezystor R₃ ułożone równolegle. Rezystor zastępczy to:
1/R = 1/R₁₂ + 1/R₃ = 1/20 + 1/10 = 1/20 + 2/20 = 3/20
R = 20/3 Ω

Prąd wypływający z akumulatora:
I = V / R = 12 : 20/3 = 12 x 3/20 = 36/20 = 1,8 ampera
Natężenie prądu wypływającego z akumulatora wynosi 1,8 ampera.

Prąd elektryczny przepływający przez rezystor 8 Ω
Vab = 12 woltów
R₁₂ = 20 Ω
R₃ = 10 Ω

Prąd elektryczny przepływający przez rezystor 10 Ω
I₃ = V_ab / R₃ = 12 woltów / 10 Ω = 1,2 ampera
Prąd elektryczny przepływający przez rezystor 20 Ω
I₁₂ = V_ab / R₁₂ = 12 woltów / 20 Ω = 0,6 ampera

Pierwsze prawo Kirchhoffa głosi, że natężenie prądu elektrycznego wpływającego do gałęzi jest takie samo, jak natężenie prądu elektrycznego wypływającego z tej gałęzi. Na podstawie... Pierwsze prawo Kirchhoffa Wniosek jest taki, że prąd elektryczny przepływający przez rezystor 20 Ω = prąd elektryczny przepływający przez rezystor 12 Ω = prąd elektryczny przepływający przez rezystor 8 Ω = 0,6 ampera.
Prawidłowa odpowiedź to D.

2.
Zwróć uwagę na poniższy zamknięty obwód elektryczny!
Jeżeli zignorujemy opór źródła napięcia, to różnica potencjałów między końcami rezystora 6 Ohm wynosi….
A. 3 woltów
B. 2 wolta
C. 2/3 wolta
D. 1/3 wolta
Pembahasan
Wiadomo, że:
Rezystor 1 = 4 Ω
Rezystor 2 = 3 Ω
Rezystor 3 = 6 Ω
Napięcie (V) = 6 woltów
Pytanie: Różnica potencjałów między końcami rezystora 6 Ohm
Jawab:
Rezystor 3 Ω i rezystor 3 Ω są połączone równolegle. Rezystor zastępczy to:
1/R23 = 1/3 Ω + 1/6 Ω = 2/6 Ω + 1/6 Ω = 3/6 Ω
R23 = 6/3 Ω = 2 Ω

Rezystor 4 Ω i rezystor 2 Ω są połączone szeregowo. Rezystory zamienne to:
R = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Siła prądu elektrycznego wychodzącego ze źródła napięcia:
I = V / R = 6 woltów / 6 omów = 1 amper
Rezystor 4 Ω i rezystor 2 Ω są połączone szeregowo, tak że zgodnie z pierwszym prawem Kirchooffa natężenie prądu elektrycznego przepływającego przez rezystor 4 Ω jest równe natężeniu prądu elektrycznego przepływającego przez rezystor 2 Ω = 1 amper.

Różnica potencjałów między punktami a i b:
V = IR = (1 amper)(2 omy) = 2 wolty
Różnica potencjałów między punktami a i b = różnica potencjałów między końcami rezystora 2 Ω = różnica potencjałów między końcami rezystora 3 Ω = różnica potencjałów między końcami rezystora 6 Ω = 2 wolty.
Prawidłowa odpowiedź to B.

Opór elektryczny

3. Trzy rezystory elektryczne, jeśli są ułożone równolegle, wartość rezystancji wynosi 12/11 Ohmów, jeśli są ułożone szeregowo, wartość wynosi 12 Ohmów, wtedy wartość każdego rezystora wynosi...
A. 1 om, 2 omy, 3 omy
B. 2 omy, 4 omy, 6 omów
C. 1 om, 3 omy, 5 omów
D. 3 omy, 4 omy, 5 omów
Pembahasan
Jeżeli opór elektryczny jest ułożony szeregowo, opór równoważny oblicza się według wzoru:
R = R₁ + R₂ + R₃
12=R₁ + R₂ + R₃
Możliwe odpowiedzi to B i D.
Jeżeli opór elektryczny jest ułożony równolegle, opór zastępczy oblicza się według wzoru: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃.
Jeżeli wybierzesz odpowiedź B, to:
1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6
1/R = 6/12 + 3/12 + 2/12
1/R = 11/12
R = 12/11
Prawidłowa odpowiedź to B.

Rodzaj bariery

4. Rezystywność wolframu i cyny wynosi odpowiednio 5,5 x 10.^-8 Omomierz i 22 x 10^-8 Omomierz. Drut wolframowy i drut cynowy mają po 5 metrów długości. Jeśli oba druty mają taką samą wartość rezystancji, a średnica wolframu wynosi 2 mm, to średnica przewodu wynosi... mmm
A. 2
B. 4
C. √2
D. ½ √2
Pembahasan
Wiadomo, że:
Rezystywność wolframu (ρ₁) = 5,5 x 10^-8 Miernik omów
Rezystywność cyny (ρ₂) = 22 x 10^-8 Miernik omów
Długość drutu wolframowego (L)₁) = 5 metrów
Długość przewodu doprowadzającego (L)₂) = 5 metrów
Średnica wolframu (D₁) = 2 mm
Promień wolframu (R₁) = 1/2 (Średnica) = 1/2 (2 mm) = 1 mm = 1 x 10^-3 metr
Pytanie: Średnica ołowiu (D)₂)
Jawab:
Powierzchnia drutu wolframowego:
A₁ = π r² = π (10^-3)² = π 10^-6

Wartość rezystancji drutu wolframowego i drutu cynowego jest taka sama.
R₁ = R₂
ρ₁ L₁ / DO₁ = ρ₂ L₂ / DO₂
(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 metr
r = 2 milimetry
Prawidłowa odpowiedź to A.

Źródło pytania:

Pytania OSN z fizyki dla gimnazjum