Elektrické obvody – problémy a riešenia

1. Pri R1 ₌ 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω a napätí = 14 voltov určte elektrický prúd v obvode podľa obrázku nižšie.

Známe: Elektrické obvody – problémy a riešenia 1

Rezistor 1 (R1 ₎ = 6 Ω

Rezistor 2 (R2 ₎ = 2 Ω

Rezistor 3 (R³ ₎ = 2 Ω

Napätie (V) = 14 voltov

Hľadá sa: Elektrický prúd (I)

riešenie:

Ekvivalentný odpor (R):

R2 a R3 _sú_zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor:

1/R²⁴ ₌ 1/R² ₊ 1/R³ ₌ 1/2 + 1/2 = 2/2

R23 ₌ 2/2 = 1 Ω

R1 a R23 _sú_zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor:

R = R1 ₊ R23 ₌ 6 Ω + 1 Ω

R = 7Ω

Elektrický prúd (I):

I = V / R = 14 / 7 = 2 ampéry

2. Ktorý z elektrických obvodov znázornených nižšie má väčší prúd.

Elektrické obvody – problémy a riešenia 2

riešenie:

Odpor rezistora je R a elektrické napätie je V.

Odpoveď A.

R1 _, R2 a R3 _sú zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor _:

RA ₌ R1 ₊ R2 + R3 ₌ R + R + R = _3R

Elektrický prúd (I):

Odpoveď B.

R1 _, R2 a R3 _sú zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor _:

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

R _B = R/3

Elektrický prúd (I):

Elektrické obvody – problémy a riešenia 4

Odpoveď C.

R2 a R3 _sú_zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor:

1/R²⁴ ₌ 1/R² ₊ 1/R³ ₌ 1/R + 1/R = 2/R

R23 ₌ R/2

R1 a R23 _sú_zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor:

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

Elektrický prúd (I):

Odpoveď D.

R1 a R2 _sú_zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor:

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

R12 ₌ R/2

R12 a R3 _sú_zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor:

RD ₌ R12 + R3 ₌ R/2 + R = R/2 + 2R/2 = 3R/ ₂

Elektrický prúd (I):

3. R1 ₌ 4 ohmy, R2 ₌ 6 ohmov, R3 ₌ 2 ohmy a V = 24 voltov. Aký je elektrický prúd v obvode, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Známe: Elektrické obvody – problémy a riešenia 7

Rezistor 1 (R1 ₎ = 4 Ohmov

Rezistor 2 (R2 ₎ = 6 Ohmov

Rezistor 3 (R³ ₎ = 2 Ohmy

Napätie (V) = 24 voltov

Hľadá sa: Elektrický prúd v obvode

riešenie:

R1 _, R2 a R3 _sú zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor _:

R = R1 ₊ R2 ₊ R3 ₌ 4 + 6 + 2

R = 12 ohmov

Elektrický prúd:

I = V / R = 24 / 12 = 2 ampéry

4. Ktorý z elektrických obvodov znázornených nižšie má väčší prúd.

Elektrické obvody – problémy a riešenia 8

Riešenie

Elektrický prúd v obvode A.

Ekvivalentný rezistor:

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

R2 a R3 _sú_zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor:

1/R²⁴ ₌ 1/R² ₊ 1/R³ ₌ 1/4 + 1/4 = 2/4 = 1/2

R23 ₌ 2/1 = 2 Ω

R1 a R23 _sú_zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor:

R = R ₁ + R ₂₃ = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

Elektrický prúd (I):

Pozri tiež Rotačný pohyb – problémy a riešenia

I = V / R = 12 / 5 = 2.4 ampéry

Elektrický prúd v obvode B.

Ekvivalentný rezistor:

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

R1 _, R2 a R3 _sú zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor _:

R = _R1 + R2 ₊ R3 ₌ 8 + 2 + 2 = 12 Ω

Elektrický prúd (I):

I = V / R = 36 / 12 = 3 ampéry

Elektrický prúd v obvode C.

Ekvivalentný rezistor:

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

R2 a R3 _sú_zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor:

1/R²⁴ ₌ 1/R² ₊ 1/R³ ₌ 1/4 + 1/4 + 1/6 = 3/12 + 3/12 + 2/12 = 8/12

R23 ₌ 12/8 = 1.5 Ω

Elektrický prúd (I):

I = V / R = 12 / 1.5 = 8 ampéry

Elektrický prúd v obvode D.

Ekvivalentný rezistor:

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

R2 _, R3 a R4 _sú zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor _:

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

R234 ₌ 3/3 = 1 Ω

R1 , R234 _a R5 _{sú zapojené sériovo}_. Ekvivalentný rezistor:

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

Elektrický prúd (I):

I = V / R = 24 / 9 = 2.6 ampéry

5. Podľa obrázku nižšie určte:

A. Celkový odpor Elektrické obvody – problémy a riešenia 9

B. Elektrický prúd v obvode

C. Prúd I ₁

D. Prúd _I2

Známe:

Rezistor 1 (R1 ₎ = 4 Ω

Rezistor 2 (R2 ₎ = 4 Ω

Rezistor 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Rezistor 4 (R4 ₎ = 3 Ω

Elektrické napätie (V) = 12 voltov

riešenie:

A. Celkový odpor (R)

Rezistor R2 _a rezistor R3 _sú zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor:

R ₂₃ = R ₂ + R ₃ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Rezistor R23 _a rezistor R4 _sú zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor:

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

R234 = _6/3 = 2 Ω

Rezistor R1 _a rezistor R234 _sú zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor:

R = R ₁ + R ₂₃₄ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Celkový odpor je 6 ohmov.

B. Elektrický prúd v obvode (I)

V = IR

V = elektrické napätie, I = elektrický prúd, R = elektrický odpor

Elektrický prúd:

I = V / R = 12 voltov / 6 ohmov = 2 ampéra

C. Elektrický prúd I ₁

Elektrický prúd v rezistore R1 ₌ elektrický prúd v obvode = 2 ampéry.

D. Prúd _I2

Rezistor R₂₃ a rezistor R₄ sú zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor R₂₃₄ = 2 ohmy. Elektrické obvody – problémy a riešenia 10

Elektrický prúd v rezistore R ₂₃₄ = elektrický prúd v rezistore R ₁ = 2 ampéry.

Napätie na rezistore R ₂₃₄ je:

V = IR ₂₃₄ = (2 A)(2 Ohmy) = 4 Volty

Napätie na rezistore R ₂₃₄ = napätie na rezistore R ₄ = napätie na rezistore R ₂₃ = 4 volty.

Ekvivalentný odpor R23 _je 6 Ohm.

Elektrický prúd v rezistore R23 _je :

I = V / R = 4 volty / 6 ohmov = 2/3 ampéra

Elektrický prúd v rezistore R23 ₌ Elektrický prúd v rezistore R2 ₌ elektrický prúd v rezistore R3 ₌ 2/3 ampéra.

Pozri tiež Difrakcia na jednej štrbine – problémy a riešenia

6. R1 ₌ R2 ₌ 10 Ω a R3 ₌ R4 ₌ 8 Ω. Aký je elektrický prúd v obvode znázornenom na obrázku nižšie?

Známe: Elektrické obvody – problémy a riešenia 11

Rezistor R1 ₌ Rezistor R2 ₌ 10 Ω

Rezistor R3 ₌ Rezistor R4 ₌ 8 Ω

Elektrické napätie (V) = 12 voltov

Hľadaný: elektrický prúd (I)

riešenie:

Ekvivalentný rezistor

Rezistor R3 _a rezistor R4 _sú zapojené paralelne, ekvivalentný rezistor:

1/R34 ₌ 1/R3 ₊ 1/R4 ₌ 1/8 + 1/8 = 2/8

R34 = _8/2 = 4 Ω

Rezistory R1 _, R2 _a R34 _sú zapojené sériovo, ekvivalentný rezistor:

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

Elektrický prúd:

I = V / R = 12 voltov / 24 ohmov = 0,5 voltov/ohmov = 0.5 ampérov

7. Ak zanedbáme vnútorný odpor batérie, aký je elektrický prúd v obvode znázornenom na obrázku nižšie?

Známe: Elektrické obvody – problémy a riešenia 12

Rezistor R1 ₌ 3 Ohmy

Rezistor R2 ₌ 3 Ohmy

Rezistor R3 ₌ 6 Ohmy

Elektrické napätie (V) = 6 voltov

Hľadá sa: Elektrický prúd (I)

riešenie:

Ekvivalentný rezistor

Rezistory R1 _a R2 _sú zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor:

R12 = R1 ₊ R2 ₌ 3 ohmy + 3 ohmy = 6 _ohmov

Rezistor R12 _a rezistor 3 sú zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor:

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

R = 6/2 = 3 ohmy

Elektrický prúd:

I = V / R = 6 / 3 = 2 ampéry

8. Aký je celkový elektrický prúd v obvode, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Známe: Elektrické obvody – problémy a riešenia 13

Rezistor R1 ₌ 6 Ohmy

Rezistor R2 ₌ 4 Ohmy

Elektrický prúd (V) = 6 voltov

Vnútorný odpor (r) = 0.6 ohmy

Hľadá sa: Elektrický prúd

riešenie:

Rezistor R1 _a rezistor R2 _sú zapojené paralelne. Ekvivalentný rezistor:

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 ohmu

Rezistor R _P a vnútorný odpor (r) sú zapojené sériovo. Ekvivalentný rezistor:

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

Elektrický prúd v obvode:

I = V / R = 6 voltov / 3 ohmov = 2 ampéra

Čo je to elektrický obvod?
- OdpoveďElektrický obvod je uzavretá dráha alebo slučka, v ktorej môže elektrický prúd prúdiť nepretržite. Zvyčajne pozostáva zo zdrojov napätia (ako sú batérie), záťaží (ako sú rezistory, LED diódy, motory) a vodičov, ktoré ich spájajú.
Čo odlišuje sériový obvod od paralelného obvodu?
- OdpoveďV sériovom obvode sú súčiastky zapojené koncovými bodmi, takže prúd vedie jednou cestou. V paralelnom obvode sú súčiastky zapojené cez spoločné body alebo spoje, čím sa vytvára viacero ciest pre prúd.
Ako Ohmov zákon súvisí s napätím, prúdom a odporom v obvode?
- OdpoveďOhmov zákon hovorí, že prúd ( $I$ ) prúdiace vodičom medzi dvoma bodmi je priamo úmerné napätiu ( $V$ ) v dvoch bodoch a nepriamo úmerný odporu ( $R$ ). Je to reprezentované ako $I = V/R$ .
Aká je úloha spínača v elektrickom obvode?
- OdpoveďSpínač riadi tok prúdu v obvode. Keď je zatvorený, umožňuje prúdu tiecť; keď je otvorený, prerušuje alebo zastavuje tok prúdu.
Prečo sa skrat považuje za nebezpečný?
- OdpoveďPri skrate je odpor veľmi nízky, čo spôsobuje tok veľmi vysokého prúdu. To môže viesť k prehriatiu, požiaru alebo poškodeniu súčiastok a malo by byť pred tým chránené poistkami alebo ističmi.
Aká je funkcia poistky alebo ističa v obvode?
- OdpoveďPoistky aj ističe sú ochranné zariadenia určené na prerušenie obvodu, ak prúd prekročí vopred určenú bezpečnú úroveň. Zatiaľ čo poistky „prepália“ alebo sa „roztopia“, čím prerušia obvod, ističe „vypnú“ a po prerušení obvodu ich možno resetovať.
Ako Kirchhoffov zákon prúdu (KCL) opisuje prúdy na spoji v obvode?
- OdpoveďKirchhoffov zákon prúdov hovorí, že súčet prúdov vstupujúcich do spoja sa rovná súčtu prúdov vychádzajúcich z tohto spoja. V podstate ide o vyjadrenie zákonu zachovania elektrického náboja.
Aký je rozdiel medzi striedavým prúdom (AC) a jednosmerným prúdom (DC)?
- OdpoveďJednosmerný prúd označuje jednosmerný tok elektrického náboja, zvyčajne z batérie alebo zdroja jednosmerného prúdu. Striedavý prúd je na druhej strane elektrický náboj, ktorý periodicky mení smer, podobne ako ten, ktorý je dodávaný z elektrickej siete v mnohých krajinách.
Čo znamená pojem „uzemnenie“ v elektrických obvodoch?
- Odpoveď„Uzemnenie“ označuje referenčný bod v elektrickom obvode, z ktorého sa merajú iné napätia, alebo spoločnú spätnú cestu pre elektrický prúd, alebo priame fyzické spojenie so Zemou.
Prečo sa kondenzátory používajú v elektrických obvodoch?

OdpoveďKondenzátory ukladajú a uvoľňujú elektrickú energiu. Používajú sa v obvodoch na rôzne účely, ako je filtrovanie, vyhladzovanie kolísania napätia, spájanie a odpájanie striedavých signálov a časovacie prvky v oscilátoroch.