Elektrische Stromübungen

Elektrischer Strom stellt die Ladungsmenge dar, die pro Zeiteinheit durch einen Leiter fließt. Die Einheit des elektrischen Stroms im internationalen System ist das Ampere (A).

Bei Berechnungen von Stromkreisen müssen wir oft den Strom berechnen, der durch ihre Anschlüsse fließt. Ein sehr aufgeladener Inhalt in College-Aufnahmeprüfungen sein.

Verpassen Sie also nicht die Gelegenheit, Ihr Wissen zu überprüfen, indem Sie die folgenden Übungen ausprobieren und die vorgeschlagenen Lösungen befolgen.

Behobene und kommentierte Probleme

1) UERJ - 2019

Gleiche ohmsche Widerstände wurden in vier verschiedenen Schaltungen zusammengefasst und mit der gleichen Spannung U. beaufschlagt_{A, B}. Schau dir die Schaltpläne an:

Unter diesen Bedingungen wird der elektrische Strom geringerer Intensität in folgendem Stromkreis aufgebaut:

Dort
b) II
c) III
d) IV

Siehe Antwort

Da die Widerstände ohmsch sind, können wir das Ohmsche Gesetz in den 4 vorgeschlagenen Schaltungen anwenden, dh:

U_{A, B} = R_eq.ich

Wenn wir diese Beziehung analysieren, schließen wir, dass, wenn die Spannung an den Klemmen AB für alle Stromkreise gleich ist, derjenige mit dem höchsten äquivalenten Widerstand weniger Strom hat.

Daher müssen wir den Ersatzwiderstand in jedem Stromkreis berechnen.

I) Wir haben vier Widerstände parallel verbunden. Auf diese Weise wird der äquivalente Widerstand wie folgt ermittelt:

II) In dieser Schaltung sind die Widerstände in Reihe und parallel geschaltet (gemischte Assoziation). Wir haben drei Zweige, wobei in jedem Zweig zwei Widerstände in Reihe geschaltet sind.

Wir beginnen damit, den äquivalenten Widerstand der Reihe zu finden. Also haben wir:

Auf diese Weise kann die Schaltung durch eine Parallelschaltung ersetzt werden, mit einem 2R-Widerstand in jedem der 3 Zweige.

Wir können nun den Ersatzwiderstand der Parallelschaltung berechnen, der der Ersatzwiderstand der Schaltung ist:

III) Dies ist auch eine gemischte Schaltung, mit zwei Widerständen parallel und in Reihe mit einem dritten Widerstand.

Um den äquivalenten Widerstand der Parallele zu finden, haben wir:

Der Ersatzwiderstand der Schaltung wird durch Addieren des Ersatzwiderstands der Parallele mit dem Widerstand R gefunden, so dass wir:

IV) Wir haben jetzt drei Reihenwiderstände parallel zu zwei anderen Reihenwiderständen. Lassen Sie uns zuerst den äquivalenten Widerstand jeder Reihe ermitteln:

Jetzt finden wir den Ersatzwiderstand der Schaltung, indem wir den Ersatzwiderstand der Parallele berechnen:

Nachdem wir nun die äquivalenten Widerstände für jeden Stromkreis gefunden haben, müssen wir herausfinden, welcher der größte ist. Sein:

Wir schließen daraus, dass wir in Schaltung III, die den höchsten Widerstand hat, die niedrigste Stromstärke haben.

Alternative: c) III

2) Feind - 2018

Einige Fische, wie der Poraquê, der Zitteraal aus dem Amazonas, können bei Gefahr elektrischen Strom erzeugen. Ein 1 Meter langes, vom Aussterben bedrohtes Schweinefleisch erzeugt einen Strom von etwa 2 Ampere und eine Spannung von 600 Volt.

Die Tabelle zeigt die ungefähre Leistung elektrischer Geräte.

Das elektrische Gerät, das eine ähnliche Leistung wie dieser gefährdete Fisch hat, ist der

a) Der Abluftventilator.
b) Computer.
c) Staubsauger.
d) Elektrogrill.
e) Wäschetrockner.

Siehe Antwort

Zuerst müssen wir den Wert der vom Fisch produzierten Potenz herausfinden, dazu verwenden wir die Potenzformel und ersetzen die angegebenen Werte:

Beim Vergleich mit den Daten in der Tabelle haben wir festgestellt, dass diese Leistung einem Elektrogrill entspricht.

Alternative: d) Elektrogrill.

3) PUC/RJ - 2018

In einem Stromkreis sind zwei identische Widerstände mit dem Widerstandswert R parallel installiert und in Reihe mit einer Batterie und einem dritten Widerstand, identisch mit den vorherigen, verbunden. In dieser Konfiguration ist der durch die Schaltung fließende Strom I₀. Wenn dieser dritte Widerstand in Reihe durch einen anderen Widerstand von 2R ersetzt wird, beträgt der neue Strom im Stromkreis

Dort₀
b) 3I₀/5
c) 3I₀/4
d) ich₀/2
Hallo₀/4

Siehe Antwort

In der ersten Situation wird der Ersatzwiderstand gegeben durch:

In der zweiten Situation ändert sich der Widerstand in Reihe zu 2R, sodass der äquivalente Widerstand in dieser neuen Situation gleich ist:

Da sich der Wert der Batterie, die den Stromkreis speist, nicht verändert hat, ist die Spannung in beiden Situationen gleich. Unter Berücksichtigung des Ohmschen Gesetzes haben wir die folgenden Gleichungen:

Alternative: b) 3I₀/5

4) Feind - 2017

In einigen Häusern werden Elektrozäune verwendet, um potenzielle Eindringlinge fernzuhalten. Ein Elektrozaun arbeitet mit einer elektrischen Potentialdifferenz von ca. 10.000 V. Um nicht tödlich zu sein, darf der Strom, der durch eine Person übertragen werden kann, nicht größer als 0,01 A sein. Der elektrische Widerstand des Körpers zwischen den Händen und Füßen einer Person liegt in der Größenordnung von 1 000 Ω.

Damit der Strom für eine Person, die den Elektrozaun berührt, nicht tödlich ist, muss der Spannungsgenerator einen Innenwiderstand aufweisen, der im Verhältnis zum menschlichen Körper:

a) praktisch null.
b) ungefähr gleich.
c) tausendmal größer.
d) in der Größenordnung von 10 mal größer.
e) in der Größenordnung von 10 mal kleiner.

Siehe Antwort

Für diese Frage verwenden wir die Gleichung eines Generators, da wir den Innenwiderstand des Generators mit dem Widerstand des menschlichen Körpers vergleichen wollen. Diese Gleichung ist gegeben durch:

Sein:

U: die Schaltungspotentialdifferenz (V)
ε: elektromotorische Kraft (V)
r: interner Generatorwiderstand (Ω)
i: Strom (A)

Der Wert von U kann nach dem Ohmschen Gesetz ermittelt werden, dh U = R.i. Beachten Sie, dass dieser Widerstand der des Stromkreises ist, der in diesem Fall gleich dem Körperwiderstand ist.

Durch Einsetzen der Problemwerte in die Generatorgleichung erhalten wir:

Jetzt müssen wir herausfinden, wie oft der Innenwiderstand des Generators größer sein muss als der Widerstand des Körpers. Teilen wir dazu eines durch das andere, das heißt:

Daher sollte der Innenwiderstand des Generators etwa 1000-mal größer sein als der Körperwiderstand der Person.

Alternative: c) tausendmal größer.

5) Feind - 2016

Drei identische Lampen wurden in der schematischen Schaltung angeschlossen. Die Batterie hat einen vernachlässigbaren Innenwiderstand und die Drähte haben keinen Widerstand. Ein Techniker führte eine Stromkreisanalyse durch, um den elektrischen Strom an den Punkten A, B, C, D und E vorherzusagen; und bezeichnete diese Ströme mit I_DAS, ICH_B, ICH_Ç, ICH_D Hallo_UND, beziehungsweise.

Der Techniker kam zu dem Schluss, dass die Ketten mit dem gleichen Wert

Dort_DAS = ich_UND Hallo_Ç = ich_D.
b) ich_DAS = ich_B = ich_UND Hallo_Ç = ich_D.
c) ich_DAS = ich_B, nur.
d) ich_DAS = ich_B = ich_UND, nur.
Hallo_Ç = ich_B, nur.

Siehe Antwort

Im folgenden Diagramm stellen wir die Ströme dar, die durch die verschiedenen Zweige des Stromkreises fließen.

Nach dem Schema beobachten wir, dass I_DAS Hallo_B sind gleich und das ich_ç Hallo_D sind auch gleich.

Alternative: a) Ich_DAS = ich_UND Hallo_Ç = ich_D

6) Gegner PPL - 2016

Elektrischer Schlag ist ein Gefühl, das durch den Durchgang von elektrischem Strom durch den Körper entsteht. Die Folgen eines Schocks reichen von einem einfachen Schrecken bis zum Tod. Die Zirkulation elektrischer Ladungen hängt vom Widerstand des Materials ab. Für den menschlichen Körper reicht dieser Widerstand von 1 000 Ω bei nasser Haut bis zu 100 000 Ω bei trockener Haut. Ein barfüßiger Mensch, der sein Haus mit Wasser wusch, bekam nasse Füße und trat versehentlich auf einen blanken Draht, wobei er eine elektrische Entladung bei einer Spannung von 120 V erlitt.

Wie hoch ist die maximale Stromstärke, die durch den Körper der Person fließt?

a) 1,2 mA
b) 120 mA
c) 8,3 A
d) 833 A
e) 120 kA

Siehe Antwort

Wir wollen den maximalen Strom entdecken, der durch den Körper einer Person fließt. Beachten Sie, dass wir zwei Widerstandswerte haben, einen für den trockenen Körper und einen für den nassen Körper.

Der maximale Strom, da sich die Person in einem nassen Körper befindet, wird unter Berücksichtigung des minimalen Widerstandswertes, dh 1000 Ω, ermittelt.

In Anbetracht dieses Wertes wenden wir das Ohmsche Gesetz an:

Alternativ: b) 120 mA

7) Fuvest - 2010

Elektrische Messungen zeigen, dass die Erdoberfläche insgesamt eine negative elektrische Ladung von etwa 600.000 Coulomb hat. Bei Stürmen können positiv geladene Strahlen, obwohl selten, die Erdoberfläche erreichen. Der elektrische Strom dieser Strahlen kann Werte von bis zu 300.000 A erreichen. Welcher Bruchteil der gesamten elektrischen Ladung der Erde könnte durch einen Radius von 300.000 A und eine Dauer von 0,5 s ausgeglichen werden?

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

Siehe Antwort

Der aktuelle Wert wird durch Anwendung der folgenden Formel ermittelt:

Sein:

i: Strom (A)
F: elektrische Ladung (C)
Δt: Zeitintervall(e)

Wenn wir die angegebenen Werte ersetzen, finden wir:

Um den Bruchteil der gesamten elektrischen Ladung der Erde zu kennen, der durch den Radius kompensiert werden könnte, gehen wir den folgenden Grund an:

Alternative: c) 1/4

Um mehr zu erfahren, siehe auch:

• Widerstandszuordnung - Übungen
• Verband der Trainer
• Physikalische Formeln