Fomula za saketi ya umeme na upinzani wa umeme

Mifano ya maswali na fomula za saketi za umeme na upinzani wa umeme

Saketi za umeme

1. Angalia mchoro ufuatao wa saketi ya umeme. Ukubwa wa mkondo wa umeme unaopita kwenye kipingamizi cha 8 Ohm ni….
A. Ampea 1,8
B. Ampea 1,2
C. Ampea 0,8
D. 0,6 Ampea

Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Kipingamizi 1 (R)₁) = 12 Ohm
Kipingamizi 2 (R)₂) = 8 Ohm
Kipingamizi 3 (R)₃) = 10 Ohm
Volti ya umeme (V) = Volti 12
Swali: Nguvu ya mkondo kupitia R₁
Jibu:

Mkondo wa umeme hutiririka kutoka uwezo mkubwa hadi uwezo mdogo. Mwelekeo wa mkondo wa umeme katika saketi hapo juu ni sawa na mwelekeo wa mikono ya saa.

Mkondo unaotoka kwenye betri:
Kwanza hesabu kipingamizi mbadala (R). Baada ya hapo, hesabu mkondo kwa kutumia fomula ya sheria ya Ohm: V = IR au I = V / R ambapo V = volteji, I = mkondo, R = kipingamizi mbadala.

Kipingamizi mbadala:
Kipingamizi R₁ na kipingamizi R₂ imepangwa mfululizo. Kipingamizi mbadala ni:
R₁₂ =R₁ + R₂ = 12 + 8 = 20 Ohm
Kipingamizi R₁₂ na kipingamizi R₃ Imepangwa sambamba. Kipingamizi mbadala ni:
1/R = 1/R₁₂ +1/R₃ = 1/20 + 1/10 = 1/20 + 2/20 = 3/20
R = 20/3 Ω

Mkondo unaotoka kwenye betri:
I = V / R = 12 : 20/3 = 12 x 3/20 = 36/20 = 1,8 Ampea
Mkondo unaotoka kwenye betri ni Ampea 1,8.

Mkondo wa umeme unaopita kupitia kipingamizi cha 8 Ω
Vab = Volti 12
R₁₂ = 20 Ohm
R₃ = 10 Ohm

Mkondo wa umeme unaopita kupitia kipingamizi cha 10 Ω
I₃ =V_ab /R₃ = Volti 12 / 10 Ω = 1,2 Ampea
Mkondo wa umeme unaopita kupitia kipingamizi cha 20 Ω
I₁₂ =V_ab /R₁₂ = Volti 12 / 20 Ω = 0,6 Ampea

Sheria ya Kwanza ya Kirchhoff inasema kwamba mkondo wa umeme unaoingia kwenye tawi ni sawa na mkondo wa umeme unaotoka kwenye tawi hilo. Kulingana na... Sheria ya kwanza ya Kirchhoff Imehitimishwa kwamba mkondo wa umeme unaopita kwenye kipingamizi cha Ω 20 = mkondo wa umeme unaopita kwenye kipingamizi cha Ω 12 = mkondo wa umeme unaopita kwenye kipingamizi cha Ω 8 = Ampea 0,6.
Jibu sahihi ni D.

2.
Zingatia saketi ya umeme iliyofungwa ifuatayo!
Ikiwa upinzani katika chanzo cha volteji utapuuzwa, basi tofauti inayowezekana kati ya ncha za kipingamizi cha 6 Ohm ni….
A. Volti 3
B. Volti 2
C. 2/3 Volti
D. 1/3 Volti
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Kipingamizi 1 = 4 Ω
Kipingamizi 2 = 3 Ω
Kipingamizi 3 = 6 Ω
Volti (V) = volti 6
Swali: Tofauti inayowezekana kati ya ncha za kipingamizi cha 6 Ohm
Jibu:
Kipingamizi cha 3Ω na kipingamizi cha 3Ω vimeunganishwa sambamba. Kipingamizi mbadala ni:
1/R23 = 1/3 Ω + 1/6 Ω = 2/6 Ω + 1/6 Ω = 3/6 Ω
R23 = 6/3 Ω = 2 Ω

Kipingamizi cha 4 Ω na kipingamizi cha 2 Ω vimeunganishwa mfululizo. Vipingamizi mbadala ni:
R = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Nguvu ya mkondo wa umeme unaotoka kwenye chanzo cha volteji:
I = V / R = volti 6 / ohms 6 = Ampere 1
Kipingamizi cha 4 Ω na kipingamizi cha 2 Ω vimeunganishwa mfululizo ili kulingana na sheria ya kwanza ya Kirchooff, mkondo wa umeme unaopita kwenye kipingamizi cha 4 Ω uwe sawa na mkondo wa umeme unaopita kwenye kipingamizi cha 2 Ω = 1 Ampere.

Tofauti inayowezekana kati ya pointi a na b:
V = IR = (Ampea 1)(2 Ohms) = volti 2
Tofauti inayowezekana kati ya nukta a na b = tofauti inayowezekana kati ya ncha za kipingamizi cha 2 Ω = tofauti inayowezekana kati ya ncha za kipingamizi cha 3 Ω = tofauti inayowezekana kati ya ncha za kipingamizi cha 6 Ω = volti 2.
Jibu sahihi ni B.

Upinzani wa umeme

3. Vipingamizi vitatu vya umeme, vikiwa vimepangwa sambamba, thamani ya upinzani ni 12/11 Ohm, vikiwa vimepangwa mfululizo thamani ni 12 Ohm, basi thamani ya kila upinzani ni...
A. 1 Ohm, 2 Ohm, 3 Ohm
B. 2 Ohm, 4 Ohm, 6 Ohm
C. 1 Ohm, 3 Ohm, 5 Ohm
D. 3 Ohm, 4 Ohm, 5 Ohm
Majadiliano
Ikiwa upinzani wa umeme umepangwa mfululizo, upinzani sawa huhesabiwa kwa kutumia fomula:
R=R₁ + R₂ + R₃
12 = R₁ + R₂ + R₃
Chaguo zinazowezekana ni majibu B na D.
Ikiwa upinzani wa umeme umepangwa sambamba, upinzani sawa huhesabiwa kwa kutumia fomula: 1/R = 1/R₁ +1/R₂ +1/R₃.
Ukitumia jibu B basi:
1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6
1/R = 6/12 + 3/12 + 2/12
1/R = 11/12
R = 12/11
Jibu sahihi ni B.

Aina ya kizuizi

4. Upinzani wa tungsten na bati ni 5,5 x 10 mtawalia.^-8 Kipimo cha Ohm na 22 x 10^-8 Mita ya ohm. Waya ya tungsten na waya ya bati zina urefu wa mita 5 kila moja. Ikiwa waya zote mbili zina thamani sawa ya upinzani na kipenyo cha tungsten ni 2 mm basi kipenyo cha waya ya risasi ni... mmm
A. 2
B. 4
C. √2
D. ½ √2
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Upinzani wa Tungsten (ρ)₁) = 5,5 x 10^-8 Kipimo cha Ohm
Upinzani wa bati (ρ)₂) = 22 x 10^-8 Kipimo cha Ohm
Urefu wa waya wa tungsten (L)₁) = mita 5
Urefu wa waya wa risasi (L)₂) = mita 5
Kipenyo cha tungsten (D)₁) = 2 mm
Radi ya Tungsten (R)₁) = 1/2 (D) = 1/2 (2 mm) = 1 mm = 1 x 10^-3 mita
Swali: Kipenyo cha risasi (D)₂)
Jibu:
Eneo la uso wa waya wa tungsten:
A₁ = π r² = π (10^-3)² = π 10^-6

Thamani ya upinzani wa waya wa tungsten na waya wa bati ni sawa.
R₁ =R₂
ρ₁ L₁ / TO₁ = ρ₂ L₂ / TO₂
(5,5x10^-8)(5) / π 10^-6 = (22 x 10^-8(5) / π r²
5,5 / 10^-6 = 22 / r²
5,5 r² = 22x10^-6
r² = (22 x 10^-6 / 5,5
r² = 4x10^-6
r = 2 x 10^-3 mita
r = milimita 2
Jibu sahihi ni A.

Chanzo cha swali:

Maswali ya OSN ya Fizikia ya Shule ya Upili ya Vijana