Príklad jednosmerného elektrického obvodu

9 príkladov otázok týkajúcich sa jednosmerného elektrického obvodu

1. Pozrite sa na obrázok usporiadania rezistorov nižšie! Veľkosť prúdu pretekajúceho cez R1 _je …

A. 2,0 ampéra
B. 2,5 ampéra
C. 4,0 ampéry
D. 4,5 ampérov
E. 5,0 ampéra

Diskusia
Je známe :
Rezistor 1 (R₁) = 4 Ω
Rezistor 2 (R₂) = 4 Ω
Rezistor 3 (R₃) = 8 Ω
Elektrické napätie (V) = 40 voltov
Opýtal sa Prúd cez R₁
Džavab :

Elektrický prúd tečie z vysokého potenciálu na nízky potenciál. Smer elektrického prúdu vo vyššie uvedenom obvode je rovnaký ako smer ručičiek hodín.

Prúd vytekajúci z batérie
Najprv vypočítajte náhradný rezistor (R). Potom vypočítajte prúd pomocou vzorca Ohmov zákon :
V = IR alebo I = V / R
Popis vzorca: V = napätie, I = prúd, R = náhradný rezistor
Náhradný rezistor:
Počet rezistor náhrada za vyššie uvedený obvod.
Rezistor R₁ a rezistor R₂ zapojené paralelne. Náhradný rezistor je:
1/R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/4 + 1/4 = 2/4
R₁₂ = 4/2 = 2 Ω
Rezistor R₁₂ a rezistor R₃ zapojené sériovo. Náhradný rezistor je:
R = R₁₂ + R₃ = 2 + 8 = 10 Ω
Prúd vytekajúci z batérie :
I = V / R = 40 / 10 = 4 ampéry
Prúd vytekajúci z batérie je 4 ampéry.

Elektrické napätie V_ab a V._bc
Kirchhoffov prvý zákon uvádza, že množstvo elektrického prúdu vstupujúceho do vetvy je rovnaké ako množstvo elektrického prúdu vychádzajúceho z tejto vetvy. Na základe prvého Kirchhoffovho zákona sa usudzuje, že ak je elektrický prúd vychádzajúci z batérie 4 ampéry, potom je elektrický prúd prechádzajúci bodom ab rovnaký ako 4 ampéry, podobne je elektrický prúd prechádzajúci bodom bc 4 ampéry.
Elektrické napätie V_ab :
V_ab = I_ab R_ab = (4)(2) = 8 voltov
Elektrické napätie V_bc :
V_bc = I_bc R_bc = (4)(8) = 32 voltov
Vyššie uvedený obvod je zapojený sériovo tak, že celkové elektrické napätie je V = V_ab + V_bc = 8 voltov + 32 voltov = 40 voltov.
Elektrický prúd pretekajúci cez R₁ = 4 Ω
I₁ = V_ab / R.₁ = 8 voltov / 4 ohmy = 2 ampéra
I₂ = V_ab / R.₂ = 8 voltov / 4 ohmy = 2 ampéra
Elektrický prúd vytekajúci z batérie je 4 ampéry. Keď dosiahne bod a, elektrický prúd sa rozdelí na dva, pričom cez rezistor R preteká 2 ampéra.₁ a cez rezistor R preteká elektrický prúd 2 ampéra₂2 ampéra + 2 ampéra = 4 ampéry. To je v súlade s prvým Kirchhoffovým zákonom.
Správna odpoveď je A.

2. Uvažujme nasledujúci elektrický obvod. Veľkosť prúdu pretekajúceho cez rezistor s odporom 4 Ω je…
A. 1,0 Å
B. 1,2 A
C. 1,6 A
D. 2,4 A
E. 3,2 A
Diskusia
Je známe :
Rezistor 1 (R₁) = 6 Ω
Rezistor 2 (R₂) = 4 Ω
Rezistor 3 (R₃) = 1,6 Ω
Elektrické napätie (V) = 16 voltov
Opýtal sa Prúd pretekajúci cez rezistor s odporom 4 Ω
Džavab :
Elektrický prúd tečie z vysokého potenciálu na nízky potenciál. Smer elektrického prúdu vo vyššie uvedenom obvode je rovnaký ako smer ručičiek hodín.
Prúd vytekajúci z batérie
Náhradný rezistor:
Rezistor R₁ a rezistor R₂ zapojené paralelne. Náhradný rezistor je:
1/R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/6 + 1/4 = 2/12 + 3/12 = 5/12
R₁₂ = 12/5 = 2,4 Ω
Rezistor R₁₂ a rezistor R₃ zapojené sériovo. Náhradný rezistor je:
R = R₁₂ + R₃ = 2,4 + 1,6 = 4 Ω
Prúd vytekajúci z batérie :
I = V / R = 16 / 4 = 4 ampéry
Prúd vytekajúci z batérie je 4 ampéry.

Elektrické napätie V_ab a V._bc
Na základe prvého Kirchhoffovho zákona sa usudzuje, že ak je elektrický prúd vychádzajúci z batérie 4 ampéry, potom je elektrický prúd prechádzajúci bodom ab rovnaký ako 4 ampéry, podobne je elektrický prúd prechádzajúci bodom bc 4 ampéry.
Elektrické napätie V_ab :
V_ab = I_ab R_ab = (4)(2,4) = 9,6 voltov
Elektrické napätie V_bc :
V_bc = I_bc R_bc = (4)(1,6) = 6,4 voltov
Vyššie uvedený obvod je zapojený sériovo tak, že celkové elektrické napätie je V = V_ab + V_bc = 9,6 voltov + 6,4 voltov = 16 voltov.
Elektrický prúd pretekajúci cez R₂ = 4 Ω
I₁ = V_ab / R.₁ = 9,6 voltov / 6 ohmy = 1,6 ampéra
I₂ = V_ab / R.₂ = 9,6 voltov / 4 ohmy = 2,4 ampéra
Elektrický prúd vytekajúci z batérie je 4 ampéry. Keď dosiahne bod a, elektrický prúd sa rozdelí na dva, pričom cez rezistor R preteká 1,6 ampéra.₁ a cez rezistor R preteká elektrický prúd 2,4 ampéra₂1,6 ampéra + 2,4 ampéra = 4 ampéry. To je v súlade s prvým Kirchhoffovým zákonom.
Správna odpoveď je D.

3. Venujte pozornosť nasledujúcemu elektrickému obvodu!

Ak sa 5-ohmový rezistor v obvode nahradí 7-ohmovým rezistorom, potom pomer celkového prúdu pretekajúceho obvodom pred a po výmene je...

Diskusia

Rezistor s odporom 6 Ohm a rezistor s odporom 6 Ohm sú zapojené paralelne. Ekvivalentné rezistory sú:

1/R _AB = 1/6 + 1/6 = 2/6

R _AB = 6/2 = 3 Ohmy

Aplikujte druhý Kirchhoffov zákon na obvod, ak je odpor = 5 Ohmov:

Vyberte smer prúdu v smere hodinových ručičiek.

12 – 5I – 4 – 3I = 0

12 – 4 – 5I – 3I = 0

8 – 8I = 0

8 = 8I

I = 8/8

I = 1 ampéra

Znamená to, že I je kladné, čo znamená, že smer elektrického prúdu je podľa voľby, teda v smere hodinových ručičiek.

Aplikujte druhý Kirchhoffov zákon na obvod, ak je odpor = 7 Ohmov:

Vyberte smer prúdu v smere hodinových ručičiek.

12 – 7I – 4 – 3I = 0

12 – 4 – 7I – 3I = 0

8 – 10I = 0

8 = 10I

I = 8/10

I = 0,8 ampéra

Znamená to, že I je kladné, čo znamená, že smer elektrického prúdu je podľa voľby, teda v smere hodinových ručičiek.

Porovnanie elektrického prúdu pred a po:

1: 0,8

10: 8

5: 4

4. Venujte pozornosť nasledujúcemu elektrickému obvodu!

Veľkosť výkonu na rezistore s odporom 6 Ω je…

A. 1,5 wattov

B. 3,0 wattov

C. 6,0 wattov

D. 9,0 watty

E. 18,0 wattov

Diskusia

Vzorec pre elektrický výkon:

P = I ² R

Pred výpočtom elektrického výkonu najskôr vypočítajte elektrický prúd prechádzajúci cez rezistor s odporom 6 Ω pomocou Kirchhoffovho zákona.

Aktuálny smer je vybraný tak, ako je znázornené na obrázku na boku.

Použite prvý Kirchhoffov zákon:

I1 + I2 ₌ I3 _……… . _Rovnica 1

Aplikujte Kirchhoffov zákon II na _I² :

6 – 12 I ₁ – 6 I ₃ = 0

-12 I ₁ = 6 I ₃ – 6

I1 ₌ (6I3 _– 6) / -12 ………. Rovnica 2

Aplikujte Kirchhoffov zákon II na _I² :

6 – 12 I ₂ – 6 I ₃ = 0

– 12 I ₂ = 6 I ₃ – 6

I² ₌ (6 _I³ – 6) / – 12 ………. Rovnica 3

Dosadíme rovnicu 2 a rovnicu 3 do rovnice 1 :

I3 má kladné znamienko, čo znamená, že smer I3 _je v súlade so zvoleným smerom, ako je znázornené na obrázku vyššie_.

Na výpočet I1 _použite rovnicu 2 :

I1 ₌ (6 _I3 – 6) / -12

I1 ₌ (6.0,5 – 6) / -12

I1 ₌ (3 – 6) / -12

I1 = -3 / _-12

I² = 1/4 _A

I1 má kladné znamienko, čo znamená, že smer I1 _je v súlade so zvoleným smerom, ako je znázornené na obrázku vyššie_.

Na výpočet I2 _použite rovnicu 3 :

I² ₌ (6 _I³ – 6) / – 12

I2 ₌ (6.0,5 – 6) / -12

I2 ₌ (3 – 6) / -12

I2 = -3 / _-12

I² = 1/4 _A

I2 má kladné znamienko, čo znamená, že smer I1 _je v súlade so zvoleným smerom, ako je znázornené na obrázku vyššie_.

Na dokázanie správnosti získaných výsledkov použite prvý Kirchhoffov zákon:

I1 + _I2 = _I3​

1/4 + 1/4 = 1/2

Elektrický prúd prechádzajúci cez odpor 6 Ω je I³ ₌ 1/2 ampéra.

Elektrický výkon pri odporu 6 Ω je P = I ² R = (1/2) ² (6) = 1/4 (6) = 1,5 W

Správna odpoveď je A.

5. Na schéme elektrického zapojenia na boku je veľkosť rozdielu elektrického potenciálu na rezistore _R3 …

A. 0,5 V

B. 0,6 V

C. 0,9 V

D. 1,0 V

E. 1,3 V

Diskusia

Je známe, že:

Odpor 1 (R³ ₎ = 2 Ω

Odpor 2 (R³ ₎ = 4 Ω

Odpor 3 (R³ ₎ = 3 Ω

Zdrojové elektromotorické napätie 1 (E ₁ ) = 6 voltov

Zdrojové elektromotorické napätie 2 (E ₂ ) = 9 voltov

Otázka: Rozdiel elektrického potenciálu na rezistore _R3

Odpoveď:

Vypočítajte elektrický prúd (I) pretekajúci cez rezistor _R³

Najprv vypočítajte elektrický prúd pretekajúci obvodom:

Pri riešení tohto problému sa smer prúdu zvolí v smere hodinových ručičiek.

E1 _– IR1 – _E2 – _IR2 – _{IR3 =} 0

6 – 2I – 9 – 4I – 3I = 0

6 – 9 – 2I – 4I – 3I = 0

-3 – 9I = 0

-3 = 9I

I = -3/9

I = -1/3

Prúd pretekajúci obvodom je 1/3 ampéra. Záporný prúd znamená, že smer prúdu je proti smeru hodinových ručičiek, nie taký, ako sa očakávalo.

Obvod je zapojený sériovo tak, že elektrický prúd pretekajúci v obvode = elektrický prúd pretekajúci v odporu R3 ₌ 1/3 ampéra.

Vypočítajte rozdiel potenciálov (V) na _rezistore R3

V = IR ₃ = (1/3)(3) = 1 volt

Správna odpoveď je D.

6. Pozrite sa na obrázok siete nižšie!

Takže elektrický potenciál medzi bodmi C a D sa rovná 4 voltom, potom hodnota R je...

A. 1 ohm

B. 2 ohmy

C. 4 ohmy

D. 8 ohmov

E. 10 ohmov

Diskusia

Je známe, že:

Odpor 1 (R³ ₎ = 2 Ω

Odpor 2 (R³ ₎ = 2 Ω

Odpor 3 (R³ ₎ = R

Zdrojové elektromotorické napätie 1 (E ₁ ) = 8 voltov

Zdrojové elektromotorické napätie 2 (E ₂ ) = 4 voltov

Rozdiel elektrického potenciálu medzi bodmi C a D (V _CD ) = 4 volty

Otázka: Hodnota odporu R

Odpoveď:

Vypočítajte hodnotu odporu R

V _CD = IR

4 = IR

R = 4 / I

Pokračovanie…..

Vypočítajte elektrický prúd (I) pretekajúci cez rezistor R

Pri riešení tohto problému sa smer prúdu zvolí v smere hodinových ručičiek.

– _E1 – 2I + E2 _– 2I – IR = 0

– 8 – 2I + 4 – 2I – I (4/I) = 0

– 8 – 2I + 4 – 2I – 4 = 0

– 8 + 4 – 4 – 2I – 2I = 0

– 8 – 4I = 0

– 8 = 4I

I = -8 / 4

I = -2 ampéry

Elektrický prúd pretekajúci obvodom je 2 ampéry. Záporný prúd znamená, že smer elektrického prúdu je proti smeru hodinových ručičiek, nie taký, ako sa očakávalo.

Obvod je zapojený sériovo tak, že elektrický prúd pretekajúci obvodom = elektrický prúd pretekajúci v odporu R = 2 ampéry.

Hodnota odporu R

Pokračovať…..

R = 4 / I = 4 / 2 = 2 Ohmy

Správna odpoveď je B.

7. Pozrite sa na nasledujúcu schému elektrického zapojenia! Veľkosť zvieracieho napätia na rezistore R je…

A. 20 voltov

B. 8 voltov

C. 5 voltov

D. 4 voltov

E. 2 voltov

Diskusia

EMF (E) = rozdiel potenciálov zdroja elektrického napätia pred začiatkom prúdu

Napätie na svorkách (V) = rozdiel potenciálov zdroja elektrického napätia po pretekaní elektrického prúdu

Je známe, že:

Odpor 1 (R1 ₎ = 2 Ω

Odpor 2 (R² ₎ = 4 Ω

Odpor 3 (R³ ₎ = 4 Ω

Zdrojové elektromotorické napätie 1 (E ₁ ) = 20 voltov

Zdrojové elektromotorické napätie 2 (E ₂ ) = 15 voltov

Otázka: Veľkosť upínacieho napätia na rezistore R (V)

Odpoveď:

Vypočítajte elektrický prúd pretekajúci obvodom (I)

Tento problém súvisí s Kirchhooffovým zákonom. Kroky a ako tento problém vyriešiť:

Najprv si vyberte preferovaný smer prúdu. Môžete si vybrať proti smeru alebo v smere hodinových ručičiek.

Po druhé , keď prúd prechádza cez odpor alebo rezistor (R), dochádza k poklesu potenciálu, takže V = IR je záporné.

Po tretie , ak sa prúd mení z nízkeho na vysoký potenciál (- na +), potom je zdroj elektromotorického napätia (E) označený ako kladný, pretože v zdroji elektromotorického napätia dochádza k naplneniu energiou. Ak sa prúd mení z vysokého na nízky potenciál (+ na -), potom je zdroj elektromotorického napätia (E) označený ako záporný, pretože v zdroji elektromotorického napätia dochádza k vybíjaniu energie.

Pri riešení tohto problému sa smer prúdu zvolí v smere hodinových ručičiek.

E1 _– IR1 – _IR2 – _IR3 – _E2 = ₀

20 – I(2) – I(4) – I(4) – 15 = 0

20 – 15 – I (2) – I (4) – I (4) = 0

5 – 10 I = 0

5 = 10 I

I = 5/10

I = 0,5 ampéra

Elektrický prúd pretekajúci obvodom je 0,5 ampéra. Kladný prúd znamená, že smer prúdu je očakávaný, teda v smere hodinových ručičiek.

Vypočítajte ekvivalentný odpor (R)

Rezistor 1 ( R1 ₎ , rezistor 2 ( _R2 ) a rezistor 3 (R3 ₎ sú zapojené sériovo. Náhradné rezistory:

R = R ₁ + R ₂ + R ₃ = 2 Ω + 4 Ω + 4 Ω = 10 Ω

Napätie svorky na rezistore R (V)

V = IR = (0,5)(10) = 5 voltov

Rýchly spôsob:

Upínacie napätie je možné priamo určiť nasledujúcim spôsobom:

V = E ₁ – E ₂ = 20 – 15 = 5 voltov

Správna odpoveď je C.

8. Pozrite sa na nasledujúcu schému elektrického zapojenia! Stratový výkon na rezistore s odporom 3 Ω je…

A. 4 wattov

B. 8 wattov

C. 12 wattov

D. 16 watty

E. 20 wattov

Diskusia

Stratový výkon = použitý výkon

Je známe, že:

Odpor 1 (R³ ₎ = 2 Ω

Odpor 2 (R³ ₎ = 3 Ω

Odpor 3 (R³ ₎ = 4 Ω

Zdrojové elektromotorické napätie 1 (E ₁ ) = 8 voltov

Zdrojové elektromotorické napätie 2 (E ₂ ) = 10 voltov

Otázka: Stratový výkon na rezistore 3Ω

Odpoveď:

Rozptylový výkon

Rozptylový výkon sa vypočíta pomocou vzorca:

P = VI

Popis: P = výkon, V = rozdiel potenciálov na oboch koncoch 3 Ω rezistora , I = elektrický prúd pretekajúci cez 3 Ω rezistor.

Vypočítajte elektrický prúd (I) pretekajúci cez rezistor s odporom 3 Ω

Najprv vypočítajte elektrický prúd pretekajúci obvodom:

Pri riešení tohto problému sa smer prúdu zvolí v smere hodinových ručičiek.

E1 _– IR1 – _IR2 – _IR3 + _E2 = ₀

8 – I(2) – I(3) – I(4) + 10 = 0

18 – 9 I = 0

18 = 9 I

I = 18/9

I = 2 ampéra

Elektrický prúd pretekajúci obvodom je 2 ampéra. Kladný prúd znamená, že smer prúdu je očakávaný, teda v smere hodinových ručičiek.

Obvod je zapojený sériovo tak, že elektrický prúd pretekajúci obvodom = elektrický prúd pretekajúci v odpore 3 Ω = 2 ampéry.

Vypočítajte rozdiel potenciálov (V) na rezistore s odporom 3 Ω

V = IR2 ₌ (2 A) (3 Ω) = 6 voltov

Vypočítajte rozptyl výkonu na rezistore 3Ω

P = VI = (6 voltov) (2 ampérov) = 12 voltov ampér = 12 wattov

Správna odpoveď je C.

9. Pozrite sa na nasledujúcu schému elektrického obvodu! Rozdiel potenciálov medzi bodmi A a B je…

A. 1,5 voltov

B. 1 100 voltov

C. 2 200 voltov

D. 22 000 voltov

E. 9,0 voltov

Diskusia

Je známe, že:

Odpor 1 (R³ ₎ = 2 Ω

Odpor 2 (R³ ₎ = 3 Ω

Odpor 3 (R³ ₎ = 4 Ω

Zdrojové elektromotorické napätie 1 (E ₁ ) = 8 voltov

Zdrojové elektromotorické napätie 2 (E ₂ ) = 10 voltov

Otázka: Rozdiel potenciálov (V) medzi bodmi A a B

Odpoveď:

Vypočítajte elektrický prúd (I) pretekajúci cez rezistor s odporom 3 Ω

Najprv vypočítajte elektrický prúd pretekajúci obvodom:

Pri riešení tohto problému sa smer prúdu zvolí v smere hodinových ručičiek.

– E ₁ – IR ₁ – IR ₂ – E ₂ – IR ₃ = 0

– 8 – I (2) – I (3) – 10 – I (4) = 0

– 18 – 9 I = 0

– 18 = 9 I

I = -18 / 9

I = – 2 ampéry

Elektrický prúd pretekajúci obvodom je 2 ampéry. Záporný prúd znamená, že smer elektrického prúdu je proti smeru hodinových ručičiek, nie taký, ako sa očakávalo.

Obvod je zapojený sériovo tak, že elektrický prúd pretekajúci obvodom = elektrický prúd pretekajúci v odpore 3 Ω = 2 ampéry.

Vypočítajte rozdiel potenciálov (V) na rezistore s odporom 3 Ω

V = IR2 ₌ (2 A) (3 Ω) = 6 voltov

Správna odpoveď je C.

Zdroj otázky:

Otázky z fyziky na národnej skúške pre stredné školy/odborné gymnázium