Question

Mamy dwie identyczne grzałki. Jak należy je połączyć: szeregowo czy równolegle, aby możliwie szybko zagrzać pewną ilość wody ? Odpowiedź uzasadnij.

Answer 1

Z założenia w zadaniu dwie grzałki są identyczne czyli mają tą samą oporność

wzór na moć grzałki

P = U * I

U - napięcie zasilajace

I - pobierany prą

z prawa Ohma

I = U/R

wstawiamy do wzoru na moc

P = U * U/R = U²/R

z tego wzoru wynika , że moc grzałki jest wprost proporcjonalna do kwadratu napięcie i odwrotnie proporcjonalna do oporności odbiornika

Połączenie równoległe 

 Dwie grzałki połączone równolegle , to napięcie na grzałkach będzie jednakowe , więc istotna jest wartość oporności

 Dwa oporniki o tej samej oporności mają oporność wypadkową o połowę mniejszą

P = U²/½R = 2U²/R

Z tego wyłiczenia wynika ,że łączna moc będzie dwa razy większa przy połączeniu równoległym i woda zagotuje się szybciej

Połączenie szeregowe

Na grzałkach będzie napięcie = U a ich opornośc wypadkowa będzie 2R

P = U²/2R = U²/2R 

2U²/R : U²/2R = 

2U²/R * 2R/U² = 4

Wynika z tego , że przy połączeniu szeregowym moc jest 4 razy mniejsza