Circuite electrice – probleme și soluții

Circuite electrice – probleme și soluții

1. Având în vedere că R1 ₌ 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω și tensiunea = 14 volți, determinați curentul electric în circuitul așa cum se arată în figura de mai jos.

Cunoscut:

Rezistor 1 (R1 ₎ = 6 Ω

Rezistor 2 (R² ₎ = 2 Ω

Rezistor 3 (R² ₎ = 2 Ω

Tensiune (V) = 14 Volți

Cerut: Curent electric (I)

soluţie:

Rezistor echivalent (R):

R2 și R3 _{sunt conectate} în paralel. Rezistorul echivalent:

1/R² ₌ 1/R² ₊ 1/R³ ₌ 1/2 + 1/2 = 2/2

R23 = _2/2 = 1 Ω

R1 și R23 _{sunt conectate} în serie. Rezistorul echivalent:

R = _R1 + _R23 = 6 Ω + 1 Ω

R = 7 Ω

Curent electric (I):

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

2. Care dintre circuitele electrice de mai jos are curentul mai mare?

soluţie:

Rezistența rezistorului este R, iar tensiunea electrică este V.

Răspunsul A.

R1 _, R2 și R3 _sunt conectate în serie. Rezistorul echivalent _:

RA ₌ R1 ₊ R2 + R3 ₌ R + R + R = _3R

Curent electric (I):

Răspunsul B.

R1 , R2 _și R3 _{sunt conectate} în paralel. Rezistorul echivalent:

1/R = 1/R₁ ₊ 1/R₂ ₊ 1/R₃ ₌ 1/R + 1/R + 1/R = 3/R

R _B = R/3

Curent electric (I):

Răspunsul C.

R2 și R3 _{sunt conectate} în paralel. Rezistorul echivalent:

1/R² ₌ 1/R² ₊ 1/R³ ₌ 1/R + 1/R = 2/R

R23 ₌ R/2

R1 și R23 _{sunt conectate} în serie. Rezistorul echivalent:

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

Curent electric (I):

Răspunsul D.

R1 și R2 _{sunt conectate} în paralel. Rezistorul echivalent:

1/ _R₁₂ = 1/R₁ ₊ 1/R₂ ₌ 1/R₃ + 1/R₃ = 2/R₃

R12 ₌ R/2

R12 și R3 _{sunt conectate} în serie. Rezistorul echivalent:

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

Curent electric (I):

3. R1 ₌ 4 ohmi, R2 ₌ 6 ohmi, R3 ₌ 2 ohmi și V = 24 volți. Care este curentul electric în circuitul prezentat în figura de mai jos?

Cunoscut:

Rezistor 1 (R² ₎ = 4 Ohm

Rezistor 2 (R² ₎ = 6 Ohm

Rezistor 3 (R3 ₎ = 2 Ohm

Tensiune (V) = 24 Volți

Cautat: Curent electric în circuit

soluţie:

R1 _, R2 și R3 _sunt conectate în serie. Rezistorul echivalent _:

R = R1 ₊ R2 ₊ R3 ₌ 4 + 6 + 2

R = 12 Ohm

Curent electric:

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

4. Care dintre circuitele electrice de mai jos are curentul mai mare?

Soluţie

Curentul electric în circuitul A.

Rezistorul echivalent:

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

R2 și R3 _{sunt conectate} în paralel. Rezistorul echivalent:

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

R23 = _2/1 = 2 Ω

R1 și R23 _{sunt conectate} în serie. Rezistorul echivalent:

R = R ₁ + R ₂₃ = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

Curent electric (I):

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

Curentul electric în circuitul B.

Rezistorul echivalent:

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

R1 _, R2 și R3 _sunt conectate în serie. Rezistorul echivalent _:

R = _R1 + R2 ₊ R3 ₌ 8 + 2 + 2 = 12 Ω

Curent electric (I):

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

Curentul electric în circuitul C.

Rezistorul echivalent:

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

R2 și R3 _{sunt conectate} în paralel. Rezistorul echivalent:

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

R23 = _12/8 = 1.5 Ω

Curent electric (I):

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

Curentul electric în circuitul D.

Rezistorul echivalent:

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

R2 , R3 _și R4 _{sunt conectate} în paralel. Rezistorul echivalent:

1/R² ₊ 1/ _{R³ + 1/R⁴} = 1/3 ₊ 1/3 + 1/3 = 3/3

R234 = _3/3 = 1 Ω

R1 , R234 _și R5 _{sunt conectate în serie .} Rezistorul echivalent:

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

Curent electric (I):

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

5. Conform figurii de mai jos, determinați:

A. Rezistență totală

B. Curent electric în circuit

C. Curent _I1

D. Curentul _I²

Cunoscut:

Rezistor 1 (R² ₎ = 4 Ω

Rezistor 2 (R² ₎ = 4 Ω

Rezistor 3 (R² ₎ = 2 Ω

Rezistor 4 (R² ₎ = 3 Ω

Tensiune electrică (V) = 12 volți

soluţie:

A. Rezistență totală (R)

Rezistorul R₂ _și rezistorul R₃ _sunt conectate în serie. Rezistorul echivalent:

R ₂₃ = R ₂ + R ₃ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Rezistorul R₂₃ _și rezistorul R₄ _sunt conectate în paralel. Rezistorul echivalent:

1/ _R234 = 1/R23 ₊ 1/R4 ₌ 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

R234 = _6/3 = 2 Ω

Rezistorul R1 _și rezistorul R234 _sunt conectate în serie. Rezistorul echivalent:

R = R ₁ + R ₂₃₄ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Rezistența totală este de 6 ohmi.

B. Curent electric în circuitul (I)

V = IR

V = tensiune electrică, I = curent electric, R = rezistență electrică

Curent electric:

I = V / R = 12 volți / 6 ohmi = 2 amperi

C. Curent electric _I1

Curentul electric în rezistorul R1 ₌ curentul electric în circuit = 2 amperi.

D. Curentul _I²

Rezistor R₂₃ și rezistor R₄ sunt conectate în paralel. Rezistorul echivalent R₂₃₄ = 2 ohmi.

Curentul electric în rezistorul R ₂₃₄ = curentul electric în rezistorul R ₁ = 2 amperi.

Tensiunea în rezistorul R ₂₃₄ este:

V = IR ₂₃₄ = (2 A)(2 Ohm) = 4 Volți

Tensiunea în rezistorul R ₂₃₄ = tensiunea în rezistorul R ₄ = tensiunea în rezistorul R ₂₃ = 4 volți.

Rezistorul echivalent R23 _este de 6 Ohm.

Curentul electric în rezistorul R ₂₃ este:

I = V / R = 4 volți / 6 ohmi = 2/3 amperi

Curentul electric în rezistorul R ₂₃ = Curentul electric în rezistorul R ₂ = curentul electric în rezistorul R ₃ = 2/3 amperi.

6. R1 ₌ R2 ₌ 10 Ω și R3 ₌ R4 ₌ 8 Ω. Care este curentul electric în circuitul arătat în figura de mai jos?

Cunoscut:

Rezistor R1 ₌ Rezistor R2 ₌ 10 Ω

Rezistor R3 ₌ Rezistor R4 ₌ 8 Ω

Tensiune electrică (V) = 12 volți

Cerut: curent electric (I)

soluţie:

Rezistorul echivalent

Rezistorul R3 _și rezistorul R4 _sunt conectate în paralel, rezistorul echivalent:

1/ _R34 = 1/R3 ₊ 1/R4 ₌ 1/8 + 1/8 = 2/8

R34 = _8/2 = 4 Ω

Rezistoarele R1 _, R2 _și R34 _sunt conectate în serie, rezistența echivalentă fiind:

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

Curent electric:

I = V / R = 12 volți / 24 ohmi = 0,5 volți/ohmi = 0.5 amperi

7. Dacă rezistența internă a bateriei este ignorată, care este curentul electric în circuitul prezentat în figura de mai jos?

Cunoscut:

Rezistor R1 ₌ 3 Ohm

Rezistor R2 ₌ 3 Ohm

Rezistor R3 ₌ 6 Ohm

Tensiune electrică (V) = 6 volți

Cerut: Curent electric (I)

soluţie:

Rezistență echivalentă

Rezistoarele R1 _și R2 _sunt conectate în serie. Rezistorul echivalent:

R12 = R1 ₊ R2 ₌ 3 ohmi + 3 ohmi = 6 _ohmi

Rezistorul R12 _și rezistorul 3 sunt conectate în paralel. Rezistorul echivalent:

1/R = 1/ _R₁₂ + 1/R₃ ₌ 1/6 + 1/6 = 2/6

R = 6/2 = 3 ohmi

Curent electric:

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

8. Care este curentul electric total în circuit, așa cum se arată în figura de mai jos?

Cunoscut:

Rezistor R1 ₌ 6 Ohm

Rezistor R2 ₌ 4 Ohm

Curent electric (V) = 6 volți

Rezistență internă (r) = 0.6 Ohmi

Caut: Curent electric

soluţie:

Rezistorul R1 _și rezistorul R2 _sunt conectate în paralel. Rezistorul echivalent:

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

Rezistorul R _P și rezistența internă (r) sunt conectate în serie. Rezistorul echivalent:

R = Rp ₊ r = 2.4 ohmi + 0.6 ohmi = 3.0 ohmi

Curentul electric în circuit:

I = V / R = 6 volți / 3 ohmi = 2 amperi

1. Ce este un circuit electric?
   • RăspundeUn circuit electric este o cale închisă sau o buclă în care curentul electric poate circula continuu. De obicei, este alcătuit din surse de tensiune (cum ar fi baterii), sarcini (cum ar fi rezistențe, LED-uri, motoare) și conductori pentru conectarea acestora.
2. Ce diferențiază un circuit serie de unul paralel?
   • RăspundeÎntr-un circuit serie, componentele sunt conectate cap la cap, deci există o singură cale pentru curent. Într-un circuit paralel, componentele sunt conectate prin puncte comune sau joncțiuni, oferind mai multe căi pentru curent.
3. Cum corelează legea lui Ohm tensiunea, curentul și rezistența într-un circuit?
   • RăspundeLegea lui Ohm afirmă că curentul ($I$) care curge printr-un conductor între două puncte este direct proporțională cu tensiunea ($V$) între cele două puncte și invers proporțională cu rezistența ($R$). Este reprezentat ca I=V/R​.
4. Care este rolul unui întrerupător într-un circuit electric?
   • RăspundeUn întrerupător controlează fluxul de curent într-un circuit. Când este închis, permite curentului să circule; când este deschis, întrerupe sau oprește fluxul de curent.
5. De ce este considerat un scurtcircuit periculos?
   • RăspundeÎntr-un scurtcircuit, rezistența este foarte mică, provocând curgerea unui curent foarte mare. Acest lucru poate duce la supraîncălzire, incendii sau deteriorarea componentelor și trebuie protejat împotriva acestuia cu siguranțe sau întrerupătoare de circuit.
6. Care este funcția unei siguranțe sau a unui întrerupător de circuit într-un circuit?
   • RăspundeAtât siguranțele, cât și întrerupătoarele de circuit sunt dispozitive de protecție concepute pentru a întrerupe un circuit dacă curentul depășește un nivel de siguranță predeterminat. În timp ce siguranțele se „ard” sau se „topesc”, întrerupând circuitul, întrerupătoarele de circuit se „declanșează” și pot fi resetate după ce întrerup circuitul.
7. Cum descrie legea curentului lui Kirchhoff (KCL) curenții la o joncțiune dintr-un circuit?
   • RăspundeLegea curentului lui Kirchhoff afirmă că suma curenților care intră într-o joncțiune este egală cu suma curenților care părăsesc acea joncțiune. Aceasta este, în esență, o afirmație a conservării sarcinii electrice.
8. Care este diferența dintre curent alternativ (CA) și curent continuu (CC)?
   • RăspundeCurentul continuu se referă la fluxul unidirecțional de sarcină electrică, de obicei provenit de la o baterie sau de la o sursă de alimentare de curent continuu. Curentul alternativ, pe de altă parte, este o sarcină electrică care își schimbă periodic direcția, la fel ca cea furnizată de rețeaua electrică în multe țări.
9. La ce se referă termenul „împământare” în circuitele electrice?
   • Răspunde„Împământare” se referă la un punct de referință într-un circuit electric de la care se măsoară alte tensiuni sau la o cale comună de retur pentru curentul electric sau la o conexiune fizică directă la pământ.
10. De ce se folosesc condensatoarele în circuitele electrice?

• RăspundeCondensatoarele stochează și eliberează energie electrică. Sunt utilizate în circuite în diverse scopuri, cum ar fi filtrarea, netezirea fluctuațiilor de tensiune, cuplarea și decuplarea semnalelor de curent alternativ și elemente de temporizare în oscilatoare.