ZAGADNIENIE 5: Co by było, gdyby urządzenia w domowej sieci elektrycznej
były podłączone szeregowo?
Jakie pytania lub polecenia możesz usłyszeć na egzaminie?
1. Na urządzeniach elektrycznych przeważnie jest podana moc znamionowa
przeliczona na docelowe napięcia zasilania. Jaka wielkość fizyczna,
charakteryzująca urządzenie elektryczne, jest niezależna od przyłożonego
napięcia? Jak ją obliczyć, znając napięcie elektryczne na urządzeniu i
natężenie prądu płynącego przez to urządzenie?
2. Czego użyjesz do zmierzenia natężenia prądu? Czego do pomiaru napięcia na
urządzeniu? Jak podłączysz te mierniki?
3. Która wielkość – napięcie czy natężenie – jest taka sama dla wszystkich
urządzeń podłączonych szeregowo w jeden obwód? Co wiemy
matematycznie o tej drugiej wielkości, gdy znamy opory wszystkich urządzeń
i parametry źródła zasilania?
4. Wyobraź sobie, że do sieci domowej włączasz szeregowo cztery urządzenia o
mocy znamionowej 46 W i oporze elektrycznym 1150 Ω. Jakie napięcie
elektryczne będzie na każdym z tych urządzeń? Prąd o jakim natężeniu będzie
płynął przez każde z tych urządzeń? Jaka zatem będzie moc rzeczywista
każdego takiego urządzenia? Jak to przełoży się na jego działanie?
były podłączone szeregowo?
Jakie pytania lub polecenia możesz usłyszeć na egzaminie?
1. Na urządzeniach elektrycznych przeważnie jest podana moc znamionowa
przeliczona na docelowe napięcia zasilania. Jaka wielkość fizyczna,
charakteryzująca urządzenie elektryczne, jest niezależna od przyłożonego
napięcia? Jak ją obliczyć, znając napięcie elektryczne na urządzeniu i
natężenie prądu płynącego przez to urządzenie?
2. Czego użyjesz do zmierzenia natężenia prądu? Czego do pomiaru napięcia na
urządzeniu? Jak podłączysz te mierniki?
3. Która wielkość – napięcie czy natężenie – jest taka sama dla wszystkich
urządzeń podłączonych szeregowo w jeden obwód? Co wiemy
matematycznie o tej drugiej wielkości, gdy znamy opory wszystkich urządzeń
i parametry źródła zasilania?
4. Wyobraź sobie, że do sieci domowej włączasz szeregowo cztery urządzenia o
mocy znamionowej 46 W i oporze elektrycznym 1150 Ω. Jakie napięcie
elektryczne będzie na każdym z tych urządzeń? Prąd o jakim natężeniu będzie
płynął przez każde z tych urządzeń? Jaka zatem będzie moc rzeczywista
każdego takiego urządzenia? Jak to przełoży się na jego działanie?
1. Wielkością fizyczną, Opór elektryczny (R) można obliczyć, stosując prawo Ohma: R = U/I, gdzie U = napięcie elektryczne (wolt), a I to natężenie prądu płynącego przez to urządzenie (amper).
2.Do pomiaru natężenia prądu można użyć amperomierza inaczej miernika prądu należy podłączyć w szereg do obwodu, przez który płynie prąd
Do pomiaru napięcia na urządzeniu używa się woltomierza inaczej miernika napięcia, który również podłącza się w szereg do obwodu, na którym chce się zmierzyć napięcie.
3. Wszystkie urządzenia podłączone szeregowo w jednym obwodzie mają takie samo natężenie prądu (I).
Jeśli znamy opory (rezystancje) wszystkich urządzeń (R1, R2, R3, itd.) i napięcie źródła zasilania (U), możemy obliczyć napięcia na każdym urządzeniu za pomocą prawa Ohma: U = I * R
Natężenie prądu (I) jest takie samo dla wszystkich urządzeń.
4. Jeśli podłączasz cztery urządzenia o mocy znamionowej 46 W i oporze elektrycznym 1150 Ω szeregowo do sieci domowej, możemy obliczyć napięcie na każdym z tych urządzeń.
Najpierw obliczmy natężenie prądu (I) za pomocą prawa mocy: P = U * I, gdzie P to moc, a U to napięcie.
I = P / U = 46 W / U
Oprócz tego, możemy użyć prawa Ohma, aby obliczyć napięcie na urządzeniu:
U = I * R = (46 W / U) * 1150 Ω
Teraz możemy rozwiązać to równanie, aby znaleźć wartość napięcia (U) na urządzeniu. To napięcie będzie takie samo dla wszystkich urządzeń w szeregowym obwodzie. Po znalezieniu napięcia na każdym urządzeniu, możesz obliczyć natężenie prądu, a następnie moc rzeczywistą dla każdego urządzenia ze wzoru (P = U * I).
Możesz również analizować, jak te wartości wpłyną na działanie urządzeń, na przykład czy nie przekroczy to ich zdolności do pracy przy określonym napięciu.