Elektriska kretsar – problem och lösningar

1. R1 _, = 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω och spänning = 14 volt, bestäm den elektriska strömmen i kretsen enligt figuren nedan.

Känd: Elektriska kretsar – problem och lösningar 1

Motstånd 1 (R1 ₎ = 6 Ω

Motstånd 2 (R2 ₎ = 2 Ω

Motstånd 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Spänning (V) = 14 Volt

Önskas: Elektrisk ström (I)

lösning:

Ekvivalent motstånd (R):

R2 _och R3 är parallellkopplade. Ekvivalentmotståndet _:

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

R ₂₃ = 2/2 = 1 Ω

R ₁ och R ₂₃ är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet:

R = _R1 + _R23 = 6 Ω + 1 Ω

R = 7 Ω

Elektrisk ström (I):

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

2. Vilken av de elektriska kretsarna som visas nedan har den största strömmen?

Elektriska kretsar – problem och lösningar 2

lösning:

Motståndets resistans är R och den elektriska spänningen är V.

Svar A.

R1 _, R2 och R3 _är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

R _A = R ₁ + R ₂ + R ₃ = R + R + R = 3R

Elektrisk ström (I):

Svar B.

R1 _, R2 och R3 _är parallellkopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

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

R _B = R/3

Elektrisk ström (I):

Elektriska kretsar – problem och lösningar 4

Svar C.

R2 _och R3 är parallellkopplade. Ekvivalentmotståndet _:

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

R ₂₃ = R/2

R1 _och R23 är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

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

Elektrisk ström (I):

Svar D.

R1 _och R2 är parallellkopplade. Ekvivalentmotståndet _:

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

R12 = R/ ₂

R12 _och R3 är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

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

Elektrisk ström (I):

3. R1 ₌ 4 ohm, R2 ₌ 6 ohm, R3 ₌ 2 ohm och V = 24 volt. Vad är den elektriska strömmen i kretsen som visas i figuren nedan.

Känd: Elektriska kretsar – problem och lösningar 7

Motstånd 1 (R1 ₎ = 4 Ohm

Motstånd 2 (R2 ₎ = 6 Ohm

Motstånd 3 (R3 ₎ = 2 ohm

Spänning (V) = 24 volt

Önskas: Elektrisk ström i kretsen

lösning:

R1 _, R2 och R3 _är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

R = R1 ₊ R2 ₊ R3 ₌ 4 + 6 + 2

R = 12 ohm

Elström:

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

4. Vilken av de elektriska kretsarna som visas nedan har den största strömmen?

Elektriska kretsar – problem och lösningar 8

Lösning

Elektrisk ström i krets A.

Ekvivalent motstånd:

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

R2 _och R3 är parallellkopplade. Ekvivalentmotståndet _:

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

R ₂₃ = 2/1 = 2 Ω

R1 _och R23 är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

R = R ₁ + R ₂₃ = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

Elektrisk ström (I):

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

Elektrisk ström i krets B.

Ekvivalent motstånd:

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

R1 _, R2 och R3 _är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

R = R1 ₊ R2 ₊ R3 ₌ 8 + 2 + 2 = 12 Ω

Elektrisk ström (I):

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

Elektrisk ström i krets C.

Ekvivalent motstånd:

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

R2 _och R3 är parallellkopplade. Ekvivalentmotståndet _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/4 + 1/4 + 1/6 = 3/12 + 3/12 + 2/12 = 8/12

R ₂₃ = 12/8 = 1.5 Ω

Elektrisk ström (I):

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

Elektrisk ström i krets D.

Ekvivalent motstånd:

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

R2 _, R3 och R4 _är parallellkopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

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

R ₂₃₄ = 3/3 = 1 Ω

R1 , R234 _och R5 _är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet _:

R = R1 ₊ R234 ₊ R5 ₌ 3 + 1 + 6 = 9 Ω

Elektrisk ström (I):

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

5. Enligt figuren nedan, bestäm:

A. Totalt motstånd Elektriska kretsar – problem och lösningar 9

B. Elektrisk ström i kretsen

C. Ström I ₁

D. Nuvarande _I2

Känd:

Motstånd 1 (R1 ₎ = 4 Ω

Motstånd 2 (R2 ₎ = 4 Ω

Motstånd 3 (R3 ₎ = 2 Ω

Motstånd 4 (R4 ₎ = 3 Ω

Elektrisk spänning (V) = 12 volt

lösning:

A. Totalt motstånd (R)

Motståndet R2 _och motståndet R3 _är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet:

R ₂₃ = R ₂ + R ₃ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Motståndet R ₂₃ och motståndet R ₄ är parallellkopplade. Det ekvivalenta motståndet:

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

R234 ₌ 6/3 = 2 Ω

Motståndet R1 _och motståndet R234 _är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet:

R = R ₁ + R ₂₃₄ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Den totala resistansen är 6 ohm.

B. Elektrisk ström i krets (I)

V = IR

V = elektrisk spänning, I = elektrisk ström, R = elektrisk resistans

Elström:

I = V / R = 12 volt / 6 ohm = 2 ampere

C. Elektrisk ström I ₁

Elektrisk ström i motståndet R1 ₌ elektrisk ström i kretsen = 2 ampere.

D. Nuvarande _I2

Motstånd R₂₃ och motstånd R₄ är parallellkopplade. Det ekvivalenta motståndet R₂₃₄ = 2 ohm. Elektriska kretsar – problem och lösningar 10

Elektrisk ström i motståndet R ₂₃₄ = elektrisk ström i motståndet R ₁ = 2 ampere.

Spänningen i motståndet R ₂₃₄ är:

V = IR ₂₃₄ = (2 A) (2 Ohm) = 4 Volt

Spänning i motstånd R ₂₃₄ = spänning i motstånd R ₄ = spänning i motstånd R ₂₃ = 4 volt.

Det ekvivalenta motståndet R ₂₃ är 6 Ohm.

Elektrisk ström i motståndet R ₂₃ är:

I = V / R = 4 volt / 6 ohm = 2/3 ampere

Elektrisk ström i motståndet R ₂₃ = Elektrisk ström i motståndet R ₂ = elektrisk ström i motståndet R ₃ = 2/3 ampere.

6. R1 ₌ R2 ₌ 10 Ω och R3 ₌ R4 ₌ 8 Ω. Vad är den elektriska strömmen i kretsen som visas i figuren nedan?

Känd: Elektriska kretsar – problem och lösningar 11

Motstånd R1 ₌ Motstånd R2 ₌ 10 Ω

Motstånd R3 ₌ Motstånd R4 ₌ 8 Ω

Elektrisk spänning (V) = 12 volt

Önskad: elektrisk ström (I)

lösning:

Det ekvivalenta motståndet

Motståndet R3 _och motståndet R4 _är parallellkopplade, motsvarande motstånd:

1/R ₃₄ = 1/R ₃ + 1/R ₄ = 1/8 + 1/8 = 2/8

R34 ₌ 8/2 = 4 Ω

Motstånden R1 _, R2 _och R34 _är seriekopplade, motsvarande motstånd:

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

Elström:

I = V / R = 12 volt / 24 ohm = 0,5 volt/ohm = 0.5 ampere

7. Om batteriets inre resistans ignoreras, vad är den elektriska strömmen i kretsen som visas i figuren nedan?

Känd: Elektriska kretsar – problem och lösningar 12

Motstånd R1 ₌ 3 Ohm

Motstånd R2 ₌ 3 Ohm

Motstånd R3 ₌ 6 Ohm

Elektrisk spänning (V) = 6 volt

Önskas: Elektrisk ström (I)

lösning:

Ekvivalent motstånd

Motstånden R1 _och R2 _är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet:

R12 = R1 ₊ R2 ₌₃ ohm + 3 ohm = 6 ohm

Motstånd R12 _och motstånd 3 är parallellkopplade. Det ekvivalenta motståndet:

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

R = 6/2 = 3 ohm

Elström:

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

8. Vad är den totala elektriska strömmen i kretsen som visas i figuren nedan?

Känd: Elektriska kretsar – problem och lösningar 13

Motstånd R1 ₌ 6 Ohm

Motstånd R2 ₌ 4 Ohm

Elektrisk ström (V) = 6 volt

Intern resistans (r) = 0.6 ohm

Önskas: Elektrisk ström

lösning:

Motståndet R1 _och motståndet R2 _är parallellkopplade. Det ekvivalenta motståndet:

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

Motståndet R _P och det inre motståndet (r) är seriekopplade. Det ekvivalenta motståndet:

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

Elektrisk ström i kretsen:

I = V / R = 6 volt / 3 ohm = 2 ampere

Vad är en elektrisk krets?
- SvarEn elektrisk krets är en sluten slinga eller bana där elektrisk ström kan flyta kontinuerligt. Den består vanligtvis av spänningskällor (som batterier), laster (som motstånd, lysdioder, motorer) och ledare som ansluter dem.
Vad skiljer en seriekrets från en parallellkrets?
- SvarI en seriekrets är komponenterna kopplade ände mot ände, så det finns en enda väg för strömmen. I en parallellkrets är komponenterna kopplade över gemensamma punkter eller övergångar, vilket ger flera vägar för strömmen.
Hur kopplar Ohms lag samman spänning, ström och resistans i en krets?
- SvarOhms lag säger att strömmen ( $I$ ) som flyter genom en ledare mellan två punkter är direkt proportionell mot spänningen ( $V$ ) över de två punkterna och omvänt proportionell mot resistansen ( $R$ Det representeras som $I = V/R$ .
Vilken roll har en strömbrytare i en elektrisk krets?
- SvarEn strömbrytare styr strömflödet i en krets. När den är sluten tillåter den ström att flyta; när den är öppen avbryter eller stoppar den strömflödet.
Varför anses en kortslutning vara farlig?
- SvarVid en kortslutning är resistansen mycket låg, vilket orsakar en mycket hög ström. Detta kan leda till överhettning, bränder eller skador på komponenter och bör skyddas mot säkringar eller automatsäkringar.
Vilken funktion har en säkring eller en strömbrytare i en krets?
- SvarBåde säkringar och automatsäkringar är skyddsanordningar som är utformade för att avbryta en krets om strömmen överstiger en förutbestämd säkerhetsnivå. Medan säkringar "löser ut" eller "smälter", bryts kretsen av automatsäkringarna, och de kan återställas efter att de har brutit kretsen.
Hur beskriver Kirchhoffs strömlag (KCL) strömmar vid en övergång i en krets?
- SvarKirchhoffs strömlag anger att summan av strömmarna som går in i en övergångspunkt är lika med summan av strömmarna som lämnar övergångspunkten. Detta är i huvudsak ett påstående om bevarandet av elektrisk laddning.
Vad är skillnaden mellan AC (växelström) och DC (likström)?
- SvarLikström hänvisar till det enkelriktade flödet av elektrisk laddning, vanligtvis från ett batteri eller en likströmskälla. Växelström, å andra sidan, är en elektrisk laddning som ändrar riktning regelbundet, precis som den som tillförs från elnätet i många länder.
Vad syftar termen "jord" på i elektriska kretsar?
- SvarMed ”jord” avses en referenspunkt i en elektrisk krets från vilken andra spänningar mäts, eller en gemensam returväg för elektrisk ström, eller en direkt fysisk anslutning till jorden.
Varför används kondensatorer i elektriska kretsar?

SvarKondensatorer lagrar och frigör elektrisk energi. De används i kretsar för olika ändamål, såsom filtrering, utjämning av spänningsfluktuationer, koppling och frikoppling av växelströmssignaler och tidselement i oscillatorer.