Exempel på en likströmskrets

9 exempel på frågor om likströmskretsar

1. Titta på bilden av motståndsarrangemanget nedan! Storleken på strömmen genom R1 _är …

A. 2,0 Ampere
B. 2,5 ampere
C. 4,0 ampere
D. 4,5 ampere
E. 5,0 ampere

Diskussion
Det är känt :
Motstånd 1 (R₁) = 4 Ω
Motstånd 2 (R₂) = 4 Ω
Motstånd 3 (R₃) = 8 Ω
Elektrisk spänning (V) = 40 volt
Frågade Ström genom R₁
Jawab :

Elektrisk ström flyter från hög potential till låg potential. Strömmens riktning i kretsen ovan är densamma som klockans visare.

Strömmen som flyter ut ur batteriet
Beräkna först ersättningsmotståndet (R). Beräkna därefter strömmen med hjälp av formeln Ohms lag :
V = IR eller I = V / R
Formelbeskrivning: V = spänning, I = ström, R = ersättningsmotstånd
Ersättningsmotstånd:
Hitung motstånd ersättning för kretsen ovan.
Motstånd R₁ och motstånd R₂ parallellt anordnade. Ersättningsmotståndet är:
1 / R₁₂ = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/4 + 1/4 = 2/4
R₁₂ = 4/2 = 2 Ω
Motstånd R₁₂ och motstånd R₃ seriekopplade. Ersättningsmotståndet är:
R= R₁₂ + R₃ = 2 + 8 = 10 Ω
Strömmen som flyter ut ur batteriet :
I = V / R = 40 / 10 = 4 ampere
Strömmen som flyter ut ur batteriet är 4 ampere.

Elektrisk spänning V_ab och V_bc
Kirchhoffs första lag anger att mängden elektrisk ström som kommer in i en gren är densamma som mängden elektrisk ström som lämnar grenen. Baserat på Kirchhoffs första lag dras slutsatsen att om den elektriska strömmen som kommer ut ur batteriet är 4 ampere, så är den elektriska strömmen som passerar genom ab densamma som 4 ampere, och på samma sätt är den elektriska strömmen som passerar genom bc 4 ampere.
Elektrisk spänning V_ab :
V_ab = I_ab R_ab = (4)(2) = 8 volt
Elektrisk spänning V_bc :
V_bc = I_bc R_bc = (4)(8) = 32 volt
Kretsen ovan är seriekopplad så att den totala elektriska spänningen är V = V_ab + V_bc = 8 volt + 32 volt = 40 volt.
Den elektriska strömmen som flyter genom R₁ = 4 Ω
I₁ = V_ab /R₁ = 8 volt / 4 ohm = 2 ampere
I₂ = V_ab /R₂ = 8 volt / 4 ohm = 2 ampere
Den elektriska strömmen som flyter ut ur batteriet är 4 ampere. När den når punkt a delas strömmen i två delar, med 2 ampere som flyter genom motståndet R.₁ och en elektrisk ström på 2 ampere flyter genom motståndet R₂2 ampere + 2 ampere = 4 ampere. Detta är i enlighet med Kirchhoffs första lag.
Det rätta svaret är A.

2. Betrakta följande elektriska krets. Storleken på strömmen som flyter genom 4 Ω-motståndet är…
A. 1,0 A
B. 1,2 A
C. 1,6 A
D. 2,4 A
E. 3,2 A
Diskussion
Det är känt :
Motstånd 1 (R₁) = 6 Ω
Motstånd 2 (R₂) = 4 Ω
Motstånd 3 (R₃) = 1,6 Ω
Elektrisk spänning (V) = 16 volt
Frågade Strömmen som flyter genom ett 4 Ω-motstånd
Jawab :
Elektrisk ström flyter från hög potential till låg potential. Strömmens riktning i kretsen ovan är densamma som klockans visare.
Strömmen som flyter ut ur batteriet
Ersättningsmotstånd:
Motstånd R₁ och motstånd R₂ parallellt anordnade. Ersättningsmotståndet är:
1 / R₁₂ = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/6 + 1/4 = 2/12 + 3/12 = 5/12
R₁₂ = 12/5 = 2,4 Ω
Motstånd R₁₂ och motstånd R₃ seriekopplade. Ersättningsmotståndet är:
R= R₁₂ + R₃ = 2,4 + 1,6 = 4 Ω
Strömmen som flyter ut ur batteriet :
I = V / R = 16 / 4 = 4 ampere
Strömmen som flyter ut ur batteriet är 4 ampere.

Elektrisk spänning V_ab och V_bc
Baserat på Kirchhoffs första lag dras slutsatsen att om den elektriska strömmen som kommer ut ur batteriet är 4 ampere, så är den elektriska strömmen som passerar genom ab densamma som 4 ampere, och på samma sätt är den elektriska strömmen som passerar genom bc 4 ampere.
Elektrisk spänning V_ab :
V_ab = I_ab R_ab = (4)(2,4) = 9,6 volt
Elektrisk spänning V_bc :
V_bc = I_bc R_bc = (4)(1,6) = 6,4 volt
Kretsen ovan är seriekopplad så att den totala elektriska spänningen är V = V_ab + V_bc = 9,6 volt + 6,4 volt = 16 volt.
Den elektriska strömmen som flyter genom R₂ = 4 Ω
I₁ = V_ab /R₁ = 9,6 volt / 6 ohm = 1,6 ampere
I₂ = V_ab /R₂ = 9,6 volt / 4 ohm = 2,4 ampere
Den elektriska strömmen som flyter ut ur batteriet är 4 ampere. När den når punkt a delas strömmen i två delar, med 1,6 ampere som flyter genom motståndet R.₁ och en elektrisk ström på 2,4 ampere flyter genom motståndet R₂1,6 ampere + 2,4 ampere = 4 ampere. Detta är i enlighet med Kirchhoffs första lag.
Det rätta svaret är D.

3. Var uppmärksam på följande elektriska krets!

Om 5 ohm-motståndet i kretsen ersätts med ett 7 ohm-motstånd, då är förhållandet mellan den totala strömmen som flyter i kretsen före och efter bytet...

Diskussion

Ett 6 ohms motstånd och ett 6 ohms motstånd är parallellkopplade. De ekvivalenta motstånden är:

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

R _AB = 6/2 = 3 Ohm

Tillämpa Kirchhoffs andra lag på kretsen, om resistansen = 5 Ohm:

Välj aktuell riktning medurs.

12 – 5I – 4 – 3I = 0

12 – 4 – 5I – 3I = 0

8 – 8I = 0

8 = 8I

Jag = 8/8

I = 1 ampere

I är markerad som positiv, vilket betyder att den elektriska strömmens riktning är enligt valet, nämligen medurs.

Tillämpa Kirchhoffs andra lag på kretsen, om resistansen = 7 Ohm:

Välj aktuell riktning medurs.

12 – 7I – 4 – 3I = 0

12 – 4 – 7I – 3I = 0

8 – 10I = 0

8 = 10I

Jag = 8/10

I = 0,8 ampere

I är markerad som positiv, vilket betyder att den elektriska strömmens riktning är enligt valet, nämligen medurs.

Jämförelse av elektrisk ström före och efter:

1: 0,8

10: 8

5: 4

4. Var uppmärksam på följande elektriska krets!

Storleken på effekten på ett 6 Ω -motstånd är…

A. 1,5 watt

B. 3,0 watt

C. 6,0 watt

D. 9,0 watt

E. 18,0 watt

Diskussion

Elkraftformel:

P = ^I²R

Innan du beräknar den elektriska effekten, beräkna först den elektriska strömmen som passerar genom ett 6 Ω-motstånd med hjälp av Kirchhoffs lag.

Strömriktningen väljs som visas på bilden på sidan.

Tillämpa Kirchhoffs första lag:

I1 + I2 ₌ I3 _{……… .} Ekvation 1

Tillämpa Kirchhoffs II-lag på _I² :

6 – 12 I ₁ – 6 I ₃ = 0

-12 _I1 = 6 _I3 – 6

I1 ₌ (6 _I3 – 6) / -12 ………. Ekvation 2

Tillämpa Kirchhoffs II-lag på _I² :

6 – 12 I ₂ – 6 I ₃ = 0

– 12 _I2 = 6 I3 _– 6

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

Ersätt ekvation 2 och ekvation 3 i ekvation 1 :

I3 har ett positivt tecken _, vilket betyder att riktningen för I3 _{överensstämmer} med den valda riktningen, som i bilden ovan.

Använd ekvation 2 för att beräkna _I² :

Jag ₁ = (6 Jag ₃ – 6) / -12

I² = (6.0,5 – ₆ ) / -12

I² = (3 – ₆ ) / -12

I1 = -3 / _-12

I² = 1/4 _A

I1 har ett positivt tecken _, vilket betyder att riktningen för I1 _{överensstämmer} med den valda riktningen, som i bilden ovan.

Använd ekvation 3 för att beräkna _I² :

I2 = (6 _{I3 –} 6) / – 12

I² = (6.0,5 – ₆ ) / -12

I² = (3 – ₆ ) / -12

I2 = -3 / _-12

I² = 1/4 _A

I2 har ett positivt tecken, vilket betyder att riktningen för I1 _{överensstämmer} med den valda riktningen, som i bilden ovan_.

Tillämpa Kirchhoffs första lag för att bevisa att de erhållna resultaten är korrekta:

I1 + _I2 = _I3​

1/4 + 1/4 = 1/2

Den elektriska strömmen som passerar genom ett motstånd på 6 Ω är I³ ₌ 1/2 ampere.

Den elektriska effekten vid en resistans på 6 Ω är P = I²R ⁼ (1/2) ^² (6) = 1/4 (6) = 1,5 Watt

Det rätta svaret är A.

5. I det elektriska kretsschemat på sidan är storleken på den elektriska potentialskillnaden över motståndet _R3 …

A. 0,5 V

B. 0,6 V

C. 0,9 V

D. 1,0 V

E. 1,3 V

Diskussion

Det är känt att:

Resistans 1 (R1 ₎ = 2 Ω

Resistans 2 (R2 ₎ = 4 Ω

Resistans 3 (R3 ₎ = 3 Ω

Källa emf² (E² ₎ = 6 volt

Källa emf² (E² ₎ = 9 volt

Fråga: Den elektriska potentialskillnaden över motståndet _R3

Jawab:

Beräkna den elektriska strömmen (I) som flyter genom motståndet _R3

Beräkna först den elektriska strömmen som flyter i kretsen:

För att lösa detta problem väljs strömmens riktning medurs.

E ₁ – IR ₁ – E ₂ – IR ₂ – IR ₃ = 0

6 – 2I – 9 – 4I – 3I = 0

6 – 9 – 2I – 4I – 3I = 0

-3 – 9I = 0

-3 = 9I

Jag = -3/9

Jag = -1/3

Strömmen som flyter genom kretsen är 1/3 ampere. En negativ ström indikerar att strömmens riktning är moturs, inte som förväntat.

Kretsen är seriekopplad så att den elektriska strömmen som flyter i kretsen = den elektriska strömmen som flyter i motståndet R3 ₌ 1/3 ampere.

Beräkna potentialskillnaden (V) över _motståndet R3

V = IR3 ₌ (1/3)(3) = 1 volt

Det rätta svaret är D.

6. Titta på nätverksbilden nedan!

Så att den elektriska potentialen mellan punkterna C och D är lika med 4 volt, är värdet på R...

A. 1 ohm

B. 2 ohm

C. 4 ohm

D. 8 ohm

E. 10 Ohm

Diskussion

Det är känt att:

Resistans 1 (R1 ₎ = 2 Ω

Resistans 2 (R2 ₎ = 2 Ω

Resistans 3 (R3 ₎ = R

Källa emf² (E² ₎ = 8 volt

Källa emf² (E² ₎ = 4 volt

Den elektriska potentialskillnaden mellan punkterna C och D (V _CD ) = 4 volt

Fråga: Värdet på resistansen R

Jawab:

Beräkna resistansvärdet R

V _CD = IR

4 = IR

R = 4 / I

Fortsatt…..

Beräkna den elektriska strömmen (I) som flyter genom motståndet R

För att lösa detta problem väljs strömmens riktning medurs.

– E ₁ – 2I + E ₂ – 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

Jag = -8 / 4

I = -2 ampere

Den elektriska strömmen som flyter i kretsen är 2 ampere. En negativ elektrisk ström indikerar att strömmens riktning inte är som förväntat utan moturs.

Kretsen är seriekopplad så att den elektriska strömmen som flyter i kretsen = den elektriska strömmen som flyter i motståndet R = 2 ampere.

Resistansvärde R

Fortsätta…..

R = 4 / I = 4 / 2 = 2 ohm

Det rätta svaret är B.

7. Titta på följande elektriska kopplingsschema! Storleken på spänningsspänningen på motståndet R är…

A. 20 volt

B. 8 volt

C. 5 volt

D. 4 volt

E. 2 volt

Diskussion

EMF (E) = potentialskillnaden hos den elektriska spänningskällan innan den elektriska strömmen flyter

Klämspänning (V) = potentialskillnaden hos den elektriska spänningskällan efter att den elektriska strömmen flyter

Det är känt att:

Resistans 1 (R1 ₎ = 2 Ω

Resistans 2 (R2 ₎ = 4 Ω

Resistans 3 (R3 ₎ = 4 Ω

Källa emf² (E² ₎ = 20 volt

Källa emf² (E² ₎ = 15 volt

Fråga: Storleken på spänningsspänningen på motståndet R (V)

Jawab:

Beräkna den elektriska strömmen som flyter i kretsen (I)

Detta problem är relaterat till Kirchhooffs lag. Steg och hur man löser problemet:

Välj först den strömriktning du föredrar. Du kan välja moturs eller medurs.

För det andra , när strömmen passerar genom resistorn (R), minskar potentialen så att V = IR är negativ.

För det tredje , om strömmen rör sig från låg till hög potential (- till +) markeras emk-källan (E) som positiv eftersom det finns en energipåfyllning i emk-källan. Om strömmen rör sig från hög till låg potential (+ till -) markeras emk-källan (E) som negativ eftersom det finns en energiurladdning i emk-källan.

För att lösa detta problem väljs strömmens riktning medurs.

E ₁ – IR ₁ – IR ₂ – IR ₃ – E ₂ = 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

Jag = 5/10

I = 0,5 ampere

Den elektriska strömmen som flyter i kretsen är 0,5 ampere. En positiv ström indikerar att strömmens riktning är som förväntad, medurs.

Beräkna ekvivalentresistans (R)

Motstånd 1 ( R1 ₎ , motstånd 2 ( R2 ₎ och motstånd 3 (R3 ₎ är seriekopplade. Reservmotstånd:

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

Klämspänning på motstånd R (V)

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

Det snabba sättet:

Spänningsspänningen kan bestämmas direkt på följande sätt:

V = E ₁ – E ₂ = 20 – 15 = 5 Volt

Det rätta svaret är C.

8. Titta på följande elektriska kopplingsschema! Effektförlusten vid ett 3Ω-motstånd är…

A. 4 watt

B. 8 watt

C. 12 watt

D. 16 watt

E. 20 watt

Diskussion

Dissipationseffekt = förbrukad effekt

Det är känt att:

Resistans 1 (R1 ₎ = 2 Ω

Resistans 2 (R2 ₎ = 3 Ω

Resistans 3 (R3 ₎ = 4 Ω

Källa emf² (E² ₎ = 8 volt

Källa emf² (E² ₎ = 10 volt

Fråga: Effektförlust på ett 3Ω-motstånd

Jawab:

Dissipationskraft

Dissipationskraften beräknas med hjälp av formeln:

P = VI

Beskrivning: P = effekt, V = potentialskillnad i båda ändar av 3 Ω -motståndet , I = elektrisk ström som flyter genom 3 Ω -motståndet.

Beräkna den elektriska strömmen (I) som flyter genom ett 3 Ω motstånd

Beräkna först den elektriska strömmen som flyter i kretsen:

För att lösa detta problem väljs strömmens riktning medurs.

E ₁ – IR ₁ – IR ₂ – IR ₃ + E ₂ = 0

8 – I(2) – I(3) – I(4) + 10 = 0

18–9 I = 0

18 = 9 I

Jag = 18 9 XNUMX / XNUMX

I = 2 ampere

Den elektriska strömmen som flyter i kretsen är 2 ampere. En positiv ström indikerar att strömmens riktning är som förväntad, medurs.

Kretsen är seriekopplad så att den elektriska strömmen som flyter i kretsen = den elektriska strömmen som flyter i 3 Ω-resistansen = 2 ampere.

Beräkna potentialskillnaden (V) över 3 Ω-motståndet

V = IR2 ₌ (2 A)(3 Ω) = 6 Volt

Beräkna effektförlusten på ett 3Ω-motstånd

P = VI = (6 Volt)(2 Ampere) = 12 Volt Ampere = 12 Watt

Det rätta svaret är C.

9. Titta på följande elektriska kopplingsschema! Potentialskillnaden mellan punkterna A och B är…

A. 1,5 volt

B. 3,0 volt

C. 6,0 volt

D. 7,5 volt

E. 9,0 volt

Diskussion

Det är känt att:

Resistans 1 (R1 ₎ = 2 Ω

Resistans 2 (R2 ₎ = 3 Ω

Resistans 3 (R3 ₎ = 4 Ω

Källa emf² (E² ₎ = 8 volt

Källa emf² (E² ₎ = 10 volt

Fråga: Potentialskillnad (V) mellan punkterna A och B

Jawab:

Beräkna den elektriska strömmen (I) som flyter genom ett 3 Ω motstånd

Beräkna först den elektriska strömmen som flyter i kretsen:

För att lösa detta problem väljs strömmens riktning medurs.

– 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

Jag = -18 / 9

I = – 2 ampere

Den elektriska strömmen som flyter i kretsen är 2 ampere. En negativ elektrisk ström indikerar att strömmens riktning inte är som förväntat utan moturs.

Kretsen är seriekopplad så att den elektriska strömmen som flyter i kretsen = den elektriska strömmen som flyter i 3 Ω-resistansen = 2 ampere.

Beräkna potentialskillnaden (V) över 3 Ω-motståndet

V = IR2 ₌ (2 A)(3 Ω) = 6 Volt

Det rätta svaret är C.

Frågekälla:

Nationella fysikfrågor för gymnasiet/yrkesgymnasiet