Bardzo trudne zadanie z fizyki w załaczniku. :) Proszę o wytłumaczenie. Zważcie na to, że nie znam p.... Question from @Rodeway

aczo W razie wątpliwości proszę o pytania / komentarze, wówczas uaktualnię odpowiedź.

Bez prawa Ohma tak czy inaczej ani rusz, to podstawa którą warto zapamiętać, a które mówi że natężenie prądu w obwodzie jest ilorazem napięcia oraz oporu (dokładniej w obwodach prądu stałego, natomiast na razie i na potrzeby tego zadania to wystarczy):

$I=\frac{U}{R}$

Powyższy wzór można oczywiście matematycznie przekształcać, tak jak jest to nam akurat potrzebne, to znaczy obowiązują też oczywiście zależności:

$R=\frac{U}{I}$ oraz $U=I\cdot R$ .

A teraz przystąpmy do rozwiązania zadań:

ZADANIE A.

Mamy dwie szeregowo połączone żarówki o zadanych oporach - 2 ohmy każda. Ponieważ są połączone szeregowo, ich wypadkowy opór jest sumą oporów każdej z nich - czyli wynosi $R_w=2\Omega+2\Omega=4\Omega$ .

Przyrządami pomiarowymi (amperomierzami i woltomierzami) nie przejmujemy się - skoro w zadaniu nie podają że nie są to przyrządy idealne, zakładamy woltomierze o nieskończenie wielkim oporze wewnętrznym i amperomierz o zerowym oporze wewnętrznym - takie parametry powodują, że nie wpływają one na rozkład napięć i prądów w obwodzie.

Zatem natężenie prądu w obwodzie będzie wynosić (wykorzystujemy jeden z powyższych wzorów):

$I=\frac{U}{R_w}=\frac{12V}{4\Omega}=3A$ .

Mamy już natężenie prądu (w elektrotechnice po prostu zwane prądem), teraz policzmy napięcie na każdej z żarówek. Ponieważ mają takie same opory, napięcie na każdej z nich będzie równe:

$U=I\cdot R=3A\cdot 2\Omega=6V$

Czyli zadanie 1 mamy rozwiązane - woltomierze wskażą po 6 wolt każdy, a amperomierz - 3 ampery.

ZADANIE B.

Tym razem żarówki połączone są równolegle, a napięcie na każdej z żarówek jest takie samo - właśnie ze względu na takie połączenie oraz zerowe opory amperomierzy (również zakładamy przyrządy idealne).

Zatem natężenie prądu w żarówce o oporze 2 ohm:
$I_1=\frac{U}{R}=\frac{12V}{2\Omega}=6A$

Oraz natężenie prądu w żarówce o oporze 4 ohm:
$I_2=\frac{U}{R}=\frac{12V}{4\Omega}=3A$

W tym zadaniu musimy jeszcze zastosować dodatkowe prawo, oprócz prawa Ohma - I prawo Kirchoffa, mówiące o tym że suma prądów wpływających do węzła jest równa sumie prądów z niego wypływających (węzeł to połączenie gałęzi obwodu, lub oględnie mówiąc - miejsce gdzie kreski symbolizujące druty się łączą). Na podstawie tego prawa wiemy że prąd płynący w gałęzi ze źródłem jest równy sumie prądów płynących w żarówkach, zatem:

$I=I_1+I_2=6A+3A=9A$

Jest to jednak dość łatwe do zrozumienia (analogicznie jest z dopływami rzek ;) - suma dopływów równa jest odpływowi.

Czyli i to zadanie mamy rozwiązane - amperomierze w gałęziach z żarówkami wskażą A1: 6A i A2: 3A, a amperomierz w gałęzi ze źródłem napięciowym - A: 9A.

2 votes Thanks 1

fanaticadas93 W obydwu zadaniach wykorzystujemy 3 podstawowe zagadnienia z dziedziny elektrotechniki.
- I prawo Kirchoffa - suma prądów wpływających do obwodu jest równa sumie prądów wypływających z obwodu
- II prawo Kirchoffa - suma napięć w oczku jest równa zeru
-Prawo Ohma - prąd jest wprost proporcjonalny do spadku napięcia na rezystancji i odwrotnie proporcjonalny do tej rezystancji

Zadanie nr 1.

W zasadzie wskazania woltomierzy możemy wywnioskować bez jakichkolwiek obliczeń. Obydwie żarówki mają taką samą rezystancję stąd też spadek napięcia będzie na nich równy i wynosił dokładnie połowę napięcia źródłowego na każdej z nich, tj. 6V.

W przypadku tego połączenia na początku musimy wyznaczyć prąd w obwodzie. Połączenie szeregowe charakteryzuję się tym, że prąd płynący przez każdy odbiornik jest taki sam natomiast spadek napięcia na poszczególnych odbiornikach zależy od ich rezystancji. Im rezystancja poszczególnego odbiornika jest większa, tym większy spadek napięcia występuje na tym odbiorniku. Z kolei im większa rezystancja zastępcza obwodu tym mniejszy prąd płynie w obwodzie.

Zatem przechodząc do obliczeń, korzystając z prawa Ohma obliczamy prąd w obwodzie:

$I=\frac{U}{R}$

Naszą rezystancją będzie tutaj rezystancja zastępcza wszystkich oporów w obwodzie, a naszym napięciem siła elektromotoryczna źródła:

$I=\dfrac{\varepsilon}{R_z}\\\\\\
I=\dfrac{\varepsilon}{R_1+R_2}\\\\\\
I=\dfrac{12}{2+2}\\\\
\\I=\dfrac{12}{4}\\\\\\
\boxed{I=3A
}$

Do wyznaczania spadków napięć na odbiornikach ponownie posługujemy się prawem Ohma w przekształconej wersji:

$I=\dfrac{U}{R}\Rightarrow U=IR$

Wartością prądu będzie tutaj prąd płynący w obwodzie(taki sam dla wszystkich oporów), a wartością rezystancji będą tutaj poszczególne opory:

$U_n=IR_n\\\\
U_1=IR_1\\\\
U_1=3\cdot 2\\\\
\boxed{U_1=6V}\\\\
U_2=IR_2\\\\
U_2=3\cdot 2\\\\
\boxed{U_2=6V}$

Reasumując wskazania mierników:
- Woltomierz nr 1 - 6V
- Woltomierz nr 2 - 6V
- Amperomierz - 3A

Zadanie nr 2.

Mamy tutaj przykład połączenia równoległego odbiorników. Taki układ to najczęściej stosowany układ połączeń w sieciach elektrycznych np. w domach mieszkalnych. Powodem większej popularności tego połączenia jest fakt, że napięcie na każdym z odbiorników jest takie same. W idealnych warunkach jakie tutaj rozpatrujemy, równe jest ono napięciu źródłowemu.

Już na pierwszy rzut oka możemy wywnioskować, że skoro żarówka pierwsza posiada 2x mniejszą oporność, to amperomierz nr 1 wskaże 2x większy prąd.

Na początku ponownie korzystamy z prawa Ohma. Tym razem za napięcie, ponownie podkładamy napięcie źródłowe natomiast za opór poszczególne wartości rezystancji. W ten sposób obliczymy prądy w poszczególnych gałęziach:

$I_n=\dfrac{\varepsilon}{R_n}\\\\\\
I_1=\dfrac{12}{2}\\\\
\boxed{I_1=6A}\\\\
I_2=\dfrac{12}{4}\\\\
\boxed{I_2=3A}$

Prąd wypływający ze źródła i mierzony amperomierzem oznaczonym jako "A" będzie zgodnie z I prawem Kirchoffa równy sumie prądów w poszczególnych gałęziach:

$I=I_1+I_2\\\\
I=6+3\\\\
\boxed{I=9A}$

Reasumując wskazania amperomierzy:
-Amperomierz "A₁" - 6A
-Amperomierz "A₂" - 3A
-Amperomierz "A" - 9A

Pozdrawiam, Adam

1 votes Thanks 1

Dlaczego nei wyszedl mi taki wynik? Gdzie jest blad? W obrebie przypadkow jest iloczyn a potem koncowo suma, czy cos pomylilam?

Dlaczego wyszedl mi wykres na niebiesko, skoro powinien być ten zielony? Pierwiastki wielomianu W(x) to -1 i 1/3, obydwa to stopnia nieparzystego, wiec wykres powinien przechodzic na druga strone osi OX... to dlaczego ja tak zrobilam i to jest zle?

Oblicz współczynniki trójmianu y=ax²+bx+c, jeżeli do jego wykresu nalezą punkty A(0,1), B(2,9) oraz funkcja y ma jeden punkt zerowy. Czy wynik wychodzi: b=0 a=2 c=1?

"Mam nadzieję, że przyjedziesz na moje urodziny." - przetłumaczyć na niemiecki.

Proszę o rozwiązanie równania używając pomocniczej t, która ma się równać Tak, tam w pomocniczej t ma być +6, a nie żadne -6. Jeżeli się nie da, to proszę uzasadnić. Nie interesują mnie inne rozwiązania, więc proszę ich nawet nie dodawać.

Ulokowaliśmy w banku 600 zł. Bank oferuje roczne oprocentowanie w wysokości 4%. Przy założeniu, że kapitalizacja odsetek jest półroczna, jak długo musimy oszczędzać, aby podwoić kapitał?

1. Wykonaj działanie:

Rozwiaz równanie metoda algebraiczna i graficzna. Gdzie jest błąd? W odpowiedziach jest ze x ∈ {-2.5 ; 4} a mi wyszła tylko 4.

Rozwiaz nierownosc metoda graficzna i algebraiczna - gdzie jest błąd?Nie zgadza mi się rozwiązanie z wykresem. Może zrobilam źle SOX wykresu po translacji?

Recommend Questions

Life Enjoy

Get in touch

Social