Elektriske strømøvelser

Elektrisk strøm repræsenterer den mængde ladning, der passerer gennem en leder pr. Tidsenhed. Enheden med elektrisk strøm i det internationale system er ampere (A).

I beregninger af elektriske kredsløb er vi ofte nødt til at beregne strømmen, der passerer gennem deres terminaler. At være et meget ladet indhold i collegeindgangsprøver.

Så gå ikke glip af muligheden for at kontrollere din viden ved at prøve øvelserne nedenfor og følge de foreslåede beslutninger.

Løste og kommenterede problemer

1) UERJ - 2019

Identiske ohmske modstande blev kombineret i fire forskellige kredsløb og udsat for den samme spænding U_{A, B}. Se på skemaerne:

Under disse forhold etableres den elektriske strøm af mindre intensitet i følgende kredsløb:

der
b) II
c) III
d) IV

Se svar

Da modstandene er ohmske, kan vi anvende Ohms lov i de 4 foreslåede kredsløb, dvs.

U_{A, B} = R_ækv.jeg

Når vi analyserer dette forhold, konkluderer vi, at hvis spændingen ved terminalerne AB er den samme for alle kredsløb, så vil den med den højeste ækvivalente modstand have mindre strøm.

instagram story viewer

Derfor er vi nødt til at beregne den tilsvarende modstand i hvert kredsløb.

I) Vi har fire modstande forbundet parallelt. På denne måde kan den tilsvarende modstand findes ved at gøre:

1 over R med e q abonnementsenden af abonnement lig med 1 over R plus 1 over R plus 1 over R plus 1 over R1 over R med e q abonnements ende af abonnement lig med 4 over R R med e q abonnements ende af abonnement lig med R omkring 4

II) I dette kredsløb er modstandene associeret i serie og parallelt (blandet associering). Vi har tre grene med to modstande forbundet i serie i hver gren.

Vi starter med at finde den tilsvarende modstand i serien. Så vi har:

R med s er ri og slutningen af abonnement er lig med R plus R er lig med 2 R

På denne måde kan kredsløbet erstattes af et parallelt kredsløb med en 2R-modstand i hver af de 3 grene.

Vi kan nu beregne den ækvivalente modstand af parallelforeningen, som vil være den ækvivalente modstand af kredsløbet:

1 over R med e q subscript slutning af abonnement lig med tæller 1 over nævneren 2 R slutningen af brøk plus plus tælleren 1 over nævneren 2 R slutningen af brøk plus plus tælleren 1 over nævneren 2 R slutningen af fraktion 1 over R med e q abonnementets slutning af abonnement svarende til tæller 3 over nævneren 2 R slutningen af fraktion R med e q abonnementets slutning af abonnementet lig med tælleren 2 R over nævneren 3 slutningen af fraktionen

III) Dette er også et blandet kredsløb med to modstande forbundet parallelt og i serie med en tredje modstand.

At finde den tilsvarende modstand af parallellen har vi:

1 over R med p a r a l og l slutningen af abonnementet er lig med 1 over R plus 1 over R1 over R med p a r a l og l er abonnentens ende af abonnement lig med 2 på RR med p a r til l og l er abonnentens ende af abonnement lig med R på 2

Den ækvivalente modstand af kredsløbet findes ved at tilføje den ækvivalente modstand af parallel med modstanden R, så vi har:

R med e q abonnements ende af abonnement lig med R over 2 plus R R med e q abonnements slut af abonnement lig med tæller 3 R over nævner 2 slutning af brøk

IV) Vi har nu tre seriemodstande forbundet parallelt med to andre seriemodstande. Lad os først finde den tilsvarende modstand for hver serie:

R med s og r i og 3 tegnsnit af abonnement lig med R plus R plus R lig med 3 RR med s og ri og 2 abonnements ende af abonnement lig med R plus R lig med 2 R

Nu finder vi den ækvivalente modstand af kredsløbet ved at beregne parallelens ækvivalente modstand:

1 over R med e q abonnementsenden af abonnement lig med tæller 1 over nævneren 3 R slutningen af brøk plus plus tælleren 1 over nævneren 2 R slutningen af brøk 1 over R med e q abonnementets slutning af abonnement svarende til tæller 2 plus 3 over nævneren 6 R slutningen af fraktion R med e q abonnementsenden af abonnementet lig med tælleren 6 R over nævneren 5 slutningen af brøkdel

Nu hvor vi har fundet de tilsvarende modstande for hvert kredsløb, skal vi identificere, hvilken der er den største. Være:

R over 4 mindre end tælleren 2 R over nævneren 3 slutningen af fraktionen mindre end tælleren 6 R over nævneren 5 slutningen af fraktionen mindre end tælleren 3 R over nævneren 2 slutningen af fraktionen

Vi konkluderer, at vi i kredsløb III, som har den højeste modstand, har den laveste strømintensitet.

Alternativ: c) III

2) Enem - 2018

Nogle fisk, såsom poraquê, den elektriske ål fra Amazonas, kan producere en elektrisk strøm, når de er i fare. Et 1 meter langt, truet svinekød producerer en strøm på omkring 2 ampere og en spænding på 600 volt.

Tabellen viser den omtrentlige effekt af elektrisk udstyr.

Det elektriske udstyr, der har strøm svarende til det, der produceres af denne truede fisk, er

a) Udstødningsventilatoren.
b) computer.
c) støvsuger.
d) elektrisk grill.
e) tørretumbler.

Se svar

Først skal vi finde ud af, hvad der er den styrke, der produceres af fisken, for at vi vil bruge styrkeformlen og erstatte de præsenterede værdier:

stort bogstav p lig med U. i store bogstaver p kursiv lig med 600,2 lig med 1200 mellemrum W

Sammenlignet med dataene i tabellen identificerede vi, at denne effekt svarer til en elektrisk grill.

Alternativ: d) elektrisk grill.

3) PUC / RJ - 2018

I et elektrisk kredsløb er to identiske modstande, af modstanden R, installeret parallelt og serieforbundet med et batteri og en tredje modstand, identisk med de forrige. I denne konfiguration er strømmen, der strømmer gennem kredsløbet, I₀. Når du udskifter denne tredje modstand i serie med en anden modstand på 2R, vil den nye strøm i kredsløbet være

der₀
b) 3I₀/5
c) 3I₀/4
d) jeg₀/2
Hej₀/4

Se svar

I den første situation vil den tilsvarende modstand blive givet af:

R med e q 1 abonnements ende af abonnement lig med R over 2 plus R R med e q 1 abonnements ende af abonnement lig med tæller 3 R over nævner 2 slutning af brøk

I den anden situation ændres modstandsmodstanden i serie til 2R, så den tilsvarende modstand i denne nye situation vil være lig med:

R med e q 2 abonnements ende af abonnement lig med R over 2 plus 2 RR med e q 2 abonnements slutning af abonnement lig en tæller R plus 4 R over nævneren 2 slutningen af brøkdel er lig tælleren 5 R over nævneren 2 slutningen af brøkdel

Da der ikke var nogen ændring i værdien af batteriet, der føder kredsløbet, er spændingen den samme i begge situationer. I betragtning af Ohms lov har vi følgende ligheder:

U lig med tælleren 3 R over nævneren 2 slutningen af fraktion I med 0 tegnet lig tælleren 5 R over nævneren 2 ende af fraktion I I er lig med tæller diagonal op risiko 2 over nævneren 5 diagonal op risiko R slutning af brøkdel. tæller 3 diagonal op risiko R over nævner diagonal op risiko 2 slutning af fraktion I med 0 abonnement lig med 3 over 5 I med 0 abonnement

Alternativ: b) 3I₀/5

4) Enem - 2017

I nogle hjem bruges elektrificerede hegn til at holde potentielle ubudne gæster ude. Et elektrificeret hegn fungerer med en elektrisk potentialforskel på ca. 10.000 V. For ikke at være dødelig må den strøm, der kan overføres gennem en person, ikke være større end 0,01 A. Kroppens elektriske modstand mellem en persons hænder og fødder er omkring 1 000 1.

For at strømmen ikke skal være dødelig for en person, der berører det elektrificerede hegn, skal spændingsgeneratoren have en intern modstand, der i forhold til den menneskelige krop er:

a) praktisk talt null.
b) omtrent ens.
c) tusinder af gange større.
d) i størrelsesordenen 10 gange større.
e) i størrelsesordenen 10 gange mindre.

Se svar

Til dette spørgsmål vil vi bruge ligningen til en generator, da vi vil sammenligne generatorens indre modstand med menneskekroppens modstand. Denne ligning er givet ved:

Være:

U: kredsløbets potentielle forskel (V)
ε: elektromotorisk kraft (V)
r: intern generatormodstand (Ω)
i: strøm (A)

Værdien af U kan findes ved hjælp af Ohms lov, dvs. U = R.i. Bemærk, at denne modstand er kredsløbsmodstanden, som i dette tilfælde er lig med kroppens modstand.

Ved at erstatte problemværdierne i generatorligningen har vi:

EN. i lig med epsilon minus r i 1 mellemrum 000.0 komma 01 lig med 10 mellemrum 000 minus r.0 komma 01 10 lig med 10 mellemrum 000 minus 0 komma 01 r 0 komma 01 r lig med 10 mellemrum 000 mellemrum minus 10 mellemrum lig med tæller 9990 over nævneren 0 komma 01 slutning af brøk svarende til 999 mellemrum 000 omega kapital

Nu skal vi finde ud af, hvor mange gange generatorens interne modstand skal være større end kroppens modstand. Lad os opdele det ene efter det andet, det vil sige:

r over R lig med tæller 999 mellemrum 000 over nævneren 1 mellemrum 000 slutning af brøk svarende til 999 r lig med 999 mellemrum R

Derfor skal generatorens interne modstand være omkring 1000 gange større end personens kropsmodstand.

Alternativ: c) tusinder af gange større.

5) Enem - 2016

Tre identiske lamper var forbundet i det skematiske kredsløb. Batteriet har ubetydelig intern modstand, og ledningerne har nul modstand. En tekniker udførte en kredsløbsanalyse for at forudsige den elektriske strøm ved punkterne: A, B, C, D og E; og mærket disse strømme I_DET, Jeg_B, Jeg_Ç, Jeg_D Hej_OG, henholdsvis.

Teknikeren konkluderede, at kæderne med samme værdi er

der_DET = Jeg_OG Hej_Ç = Jeg_D.
b) Jeg_DET = Jeg_B = Jeg_OG Hej_Ç = Jeg_D.
c) Jeg_DET = Jeg_B, kun.
d) jeg_DET = Jeg_B = Jeg_OG, kun.
Hej_Ç = Jeg_B, kun.

Se svar

I nedenstående diagram repræsenterer vi strømmen, der strømmer gennem de forskellige grene af kredsløbet.

Efter ordningen bemærker vi, at jeg_DETHej_B er de samme, og at jeg_ç Hej_D er også de samme.

Alternativ: a) I_DET = Jeg_OG Hej_Ç = Jeg_D

6) Enem PPL - 2016

Elektrisk stød er en fornemmelse forårsaget af passage af elektrisk strøm gennem kroppen. Konsekvenserne af et chok spænder fra en simpel skræmme til døden. Cirkulationen af elektriske ladninger afhænger af materialets modstand. For menneskekroppen varierer denne modstand fra 1000 Ω, når huden er våd, til 100 000 Ω, når huden er tør. En barfodet person, der vaskede sit hus med vand, fik fødderne våde og ved et uheld trådte på en bar ledning og led en elektrisk afladning ved en spænding på 120 V.

Hvad er den maksimale intensitet af elektrisk strøm, der passerer gennem personens krop?

a) 1,2 mA
b) 120 mA
c) 8.3 A
d) 833 A.
e) 120 kA

Se svar

Vi ønsker at opdage den maksimale strøm, der løber gennem personens krop. Bemærk, at vi har to modstandsværdier, en for den tørre krop og en for den våde krop.

Den maksimale strøm, da personen er i en våd krop, vil blive fundet under hensyntagen til den mindste værdi, der er angivet for modstanden, dvs. 1000 Ω.

I betragtning af denne værdi, lad os anvende Ohms lov:

U er lig med R med m o l ha d afskriftens ende af abonnementet. jeg med m á x abonnementsenden af abonnement 120 svarende til 1 plads 000 plads. i mellemrum med m á x abonnent slutning af abonnement i med m á x abonnement slutning af abonnement lig med tæller 120 over nævneren 1 mellemrum 000 slutning af brøk svarende til 0 komma 12 A lig med 120 mellemrum m A

Alternativ: b) 120 mA

7) Fuvest - 2010

Elektriske målinger indikerer, at jordoverfladen har en samlet negativ elektrisk ladning på ca. 600.000 coulomb. I storme kan positivt ladede stråler, selvom de er sjældne, nå jordens overflade. Den elektriske strøm af disse stråler kan nå værdier på op til 300.000 A. Hvilken brøkdel af Jordens samlede elektriske ladning kunne udlignes med en radius på 300.000 A og en varighed på 0,5 s?

a) 1/2
b) 1/3
c) 1/4
d) 1/10
e) 1/20

Se svar

Den aktuelle værdi findes ved at anvende følgende formel: