Ohmov zákon – problémy a riešenia

Ohmov zákon – problémy a riešenia

1.

Na základe tabuľky nižšie je vzťah medzi napätím (V), elektrickým prúdom (I) a odporom (R)…..

riešenie:

Ohmov zákon:

V = IR alebo R = V / I

R1 = V / I = 1.50 / 0.08 = 18.75 _ohmov

R2 = V / I = 2.80 / 1.50 = 2.87 _ohmov

R³ = V / I = 3.99 / 2.10 = 1.9 _ohmov

Na základe tabuľky je vzťah medzi V, I a R taký, že hodnota R je nepriamo úmerná hodnote V a I. To znamená, že čím väčšie sú V a I, tým menší je R.

Hodnota V/I nie je konštantná, takže nezodpovedá Ohmovmu zákonu . Podľa Ohmovho zákona musí byť hodnota V/I konštantná.

2. Ktorý graf znázorňuje vzťah medzi rozdielom potenciálov a elektrickým prúdom?

riešenie:

A

3. Na základe údajov v nasledujúcej tabuľke s experimentálnymi výsledkami možno konštatovať, že elektrický prúd …

riešenie:

Na základe údajov v tabuľke platí, že čím väčšie je elektrické napätie, tým väčší je elektrický prúd. Preto sa usudzuje, že elektrický prúd je úmerný napätiu.

4. Zariadenie má odpor 150 Ohmov a prechádza ním elektrický prúd 2 A. Rozdiel potenciálov je…

Známe:

Odpor (R) = 150 ohmov

Elektrický prúd (I) = 2 ampéry

Hľadané: Napätie (V)

riešenie:

V = IR

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

Napätie :

V = IR = (2 ampéry)(150 ohmov) = 300 voltov

5. Elektrický prúd v rezistore je 4 A. Ak sú oba konce napäté 12 voltov, aký je elektrický odpor?

Známe:

Elektrický prúd (I) = 4 ampéra

Napätie (V) = 12 voltov

Hľadá sa: Elektrický odpor (R)

riešenie:

Odolnosť:

R = V / I = 12 voltov / 4 ampéry = 3 ohmy

1. Čo je to Ohmov zákon?
   • OdpoveďOhmov zákon hovorí, že prúd ($I$) prúdiace vodičom medzi dvoma bodmi je priamo úmerné napätiu ($V$) v týchto dvoch bodoch a nepriamo úmerný odporu ($R$) vodiča. Matematicky sa to znázorňuje ako $V=IR$.
2. Ak rezistor dodržiava Ohmov zákon, aký vzťah by sme mali pozorovať medzi napätím a prúdom?
   • OdpoveďMali by sme pozorovať lineárny vzťah. Ak znázorníme graf napätia a prúdu, sklon priamky bude predstavovať odpor a priamka bude prechádzať počiatkom súradnicovej sústavy.
3. Ako ovplyvňuje zvýšenie odporu v obvode prúd, za predpokladu, že napätie zostane konštantné?
   • OdpoveďAk sa odpor zvýši, zatiaľ čo napätie zostane konštantné, prúd v obvode sa zníži podľa Ohmovho zákona.
4. Prečo by Ohmov zákon nemohol platiť za určitých podmienok alebo pre určité materiály?
   • OdpoveďOhmov zákon platí pre „ohmické“ materiály, kde odpor zostáva konštantný so zmenou napätia. Avšak pri niektorých materiáloch a zariadeniach (ako sú diódy alebo pri veľmi vysokých frekvenciách či teplotách) sa odpor môže meniť s napätím alebo prúdom, čím sa vzťah stáva nelineárnym.
5. Čo je jednotka odporu a ako sa definuje podľa Ohmovho zákona?
   • OdpoveďJednotkou odporu je ohm (Ω). Jeden ohm je definovaný ako odpor, ktorým prejde jeden ampér prúdu, keď naň prejde napätie jedného voltu.
6. Ak dva rezistory zapojené do série striktne dodržiavajú Ohmov zákon, bude aj ich kombinácia dodržiavať Ohmov zákon?
   • OdpoveďÁno, kombinácia bude tiež dodržiavať Ohmov zákon. Celkový odpor v sérii je súčtom jednotlivých odporov a prúd pretekajúci oboma bude rovnaký. Napätie na kombinácii bude súčtom napätí na každom rezistore.
7. Ako závisí odpor vodiča od jeho dĺžky a plochy prierezu?
   • OdpoveďOdpor vodiča je priamo úmerný jeho dĺžke a nepriamo úmerný jeho prierezu. Dlhší vodič bude mať teda väčší odpor a hrubší vodič menší.
8. Ak sa napätie na rezistore zdvojnásobí, ako sa zmení prúd, za predpokladu, že rezistor zostane ohmický?
   • OdpoveďAk rezistor zostane ohmický (a teda sa riadi Ohmovým zákonom), zdvojnásobenie napätia zdvojnásobí aj prúd.
9. Dá sa v praxi realizovať súčiastka s nulovým odporom?
   • OdpoveďV praktických každodenných situáciách nie je možné ľahko vytvoriť súčiastku s nulovým odporom alebo „supravodič“. Niektoré materiály sa však pri extrémne nízkych teplotách môžu stať supravodičmi a ponúkať nulový odpor voči toku prúdu.
10. Aký je rozptyl výkonu rezistora podľa Ohmovho zákona?

• Odpoveď: Výkon ($P$) rozptýlená rezistorom je daná vzťahom P=I²R or P=V²/R, odvodený z kombinácie Ohmovho zákona a mocninného vzorca $P=IV$.