Elektrivoolu harjutused

Elektrivool tähistab juhti ajaühikus läbiva laengu hulka. Elektrivoolu ühik rahvusvahelises süsteemis on ampr (A).

Elektriahelate arvutamisel peame sageli arvutama nende klemme läbiva voolu. Olles ülikoolide sisseastumiseksamitel väga laetud sisu.

Niisiis, ärge jätke kasutamata võimalust oma teadmisi kontrollida, proovides allolevaid harjutusi ja järgides pakutud resolutsioone.

Lahendatud ja kommenteeritud probleemid

1) UERJ - 2019

Identsed oomtakistid ühendati neljas erinevas ahelas ja allutati samale pingele U_{A, B}. Vaadake skeeme:

Nendes tingimustes määratakse väiksema intensiivsusega elektrivool järgmises vooluringis:

seal
b) II
c) III
d) IV

Vt vastus

Kuna takistid on oomilised, saame Ohmi seadust rakendada 4 välja pakutud ahelas, st:

U_{A, B} = R_ekv.i

Seda suhet analüüsides jõuame järeldusele, et kui klemmide AB pinge on kõigi vooluahelate jaoks sama, siis sellel, millel on suurim samaväärne takistus, on vähem voolu.

Seetõttu peame arvutama ekvivalenttakistuse igas vooluringis.

I) Meil ​​on paralleelselt ühendatud neli takistit. Sel viisil leitakse samaväärne takistus, tehes järgmist:

II) Selles vooluringis on takistid ühendatud järjestikku ja paralleelselt (segatud assotsiatsioon). Meil on kolm haru, mõlemas harus on järjestikku ühendatud kaks takistit.

Alustame seeria samaväärse takistuse leidmisega. Nii et meil on:

Nii saab vooluahela asendada paralleelahelaga, kusjuures 2 haru korral on 2R takisti.

Nüüd saame arvutada paralleelse assotsiatsiooni samaväärse takistuse, mis on vooluahela samaväärne takistus:

III) See on ka segalülitus, mille kaks takistit on ühendatud paralleelselt ja järjestikku kolmanda takistiga.

Paralleeli samaväärse takistuse leidmiseks on meil:

Vooluahela samaväärne takistus leitakse, lisades takistuse R paralleeli ekvivalenttakistuse, nii et meil on:

IV) Nüüd on meil kolm seeriatakisti ühendatud paralleelselt kahe teise seeria takistiga. Leiame kõigepealt iga seeria samaväärse takistuse:

Nüüd leiame vooluahela samaväärse takistuse, arvutades paralleeli ekvivalenttakistuse:

Nüüd, kui oleme leidnud iga vooluahela jaoks samaväärsed takistused, peame tuvastama, milline on suurim. Olles:

Järeldame, et III ahelas, millel on suurim takistus, on meil madalaim voolutugevus.

Alternatiiv: c) III

2) Vaenlane - 2018

Mõned kalad, näiteks poraquê, Amazonase elektriangerjas, võivad ohu korral tekitada elektrivoolu. 1 meetri pikkune ohustatud sealiha tekitab umbes 2 amprit voolu ja 600 volti pinget.

Tabelis on toodud elektriseadmete ligikaudne võimsus.

Elektriseadmed, mille võimsus sarnaneb selle ohustatud kala toodetud võimsusega, on

a) Väljalaskeventilaator.
b) arvuti.
c) tolmuimeja.
d) elektriline grill.
e) pesukuivati.

Vt vastus

Kõigepealt peame välja selgitama, milline on kala toodetud kanguse väärtus, selleks kasutame tugevuse valemit ja asendame esitatud väärtused:

Võrreldes tabeli andmetega tegime kindlaks, et see võimsus on samaväärne elektrilise grilliga.

Alternatiiv: d) elektriline grill.

3) PUC / RJ - 2018

Elektriahelas on paralleelselt paigaldatud kaks identset takistit, takistusega R, mis on järjestikku ühendatud aku ja kolmanda takistiga, mis on identsed eelmistega. Selles konfiguratsioonis on vooluahelat läbiv vool I₀. Kui asendate selle kolmanda takisti järjestikku teise 2R takisti abil, on vooluahelas uus vool

seal₀
b) 3I₀/5
c) 3I₀/4
d) mina₀/2
Hei₀/4

Vt vastus

Esimeses olukorras annab samaväärse takistuse:

Teises olukorras muutub takisti takistus järjestikku väärtuseks 2R, nii et ekvivalentne takistus selles uues olukorras on võrdne:

Kuna vooluahelat toitva aku väärtus ei muutunud, on pinge mõlemas olukorras sama. Ohmi seadust arvestades on meil järgmised võrdsused:

Alternatiiv: b) 3I₀/5

4) Vaenlane - 2017

Mõnes kodus kasutatakse elektrifitseeritud piirdeid potentsiaalsete sissetungijate eemal hoidmiseks. Elektrifitseeritud tara töötab elektrilise potentsiaalivahega umbes 10 000 V. Selleks, et mitte olla surmav, ei tohi inimese kaudu leviv vool olla suurem kui 0,01 A. Keha elektritakistus inimese käte ja jalgade vahel on umbes 1 000 1.

Selleks, et vool ei oleks elektrifitseeritud aia puudutava inimese jaoks surmav, peab pingegeneraatoril olema sisemine takistus, mis inimese keha omaga võrreldes on:

a) praktiliselt null.
b) ligikaudu võrdne.
c) tuhandeid kordi suurem.
d) suurusjärgus 10 korda suurem.
e) suurusjärgus 10 korda väiksem.

Vt vastus

Selle küsimuse jaoks kasutame generaatori võrrandit, kuna soovime võrrelda generaatori sisemist takistust inimkeha takistusega. Selle võrrandi annab:

Olles:

U: vooluahela potentsiaalide erinevus (V)
ε: elektromotoorjõud (V)
r: generaatori sisemine takistus (Ω)
i: vool (A)

U väärtuse saab leida Ohmi seaduse järgi, st U = R.i. Pange tähele, et see takistus on vooluahelal, mis antud juhul on võrdne keha takistusega.

Asendades probleemiväärtused generaatori võrrandis, on meil:

Nüüd peame välja selgitama, mitu korda peab generaatori sisemine takistus olema suurem kui keha takistus. Selle jaoks jagagem üksteist, see tähendab:

Seetõttu peaks generaatori sisetakistus olema umbes 1000 korda suurem kui inimese keha takistus.

Alternatiiv: c) tuhandeid kordi suurem.

5) Vaenlane - 2016

Skeemiga ühendati kolm identset lampi. Aku sisemine takistus on tühine ja juhtmetel on nulltakistus. Tehnik tegi ahelanalüüsi, et ennustada elektrivoolu punktides: A, B, C, D ja E; ja sildistas need voolud I-ks_THE, Mina_B, Mina_Ç, Mina_D Hei_JAvastavalt.

Tehnik jõudis järeldusele, et sama väärtusega ahelad on

seal_THE = Mina_JA Hei_Ç = Mina_D.
b) mina_THE = Mina_B = Mina_JA Hei_Ç = Mina_D.
c) mina_THE = Mina_B, ainult.
d) mina_THE = Mina_B = Mina_JA, ainult.
Hei_Ç = Mina_B, ainult.

Vt vastus

Alloleval diagrammil kujutame voolu, mis voolab läbi ahela erinevate harude.

Skeemi järgides täheldame, et mina_THE Hei_B on samad ja et mina_ç Hei_D on ka samad.

Alternatiiv: a) I_THE = Mina_JA Hei_Ç = Mina_D

6) Vaenlane PPL - 2016

Elektrilöök on tunne, mis on põhjustatud elektrivoolu läbimisest läbi keha. Šoki tagajärjed ulatuvad lihtsast hirmust surmani. Elektrilaengute ringlus sõltub materjali takistusest. Inimkeha puhul varieerub see takistus vahemikus 1 000 Ω, kui nahk on märg, kuni 100 000 Ω, kui nahk on kuiv. Paljajalu inimene, peses oma maja veega, sai jalad märjaks ja astus kogemata palja juhtme otsa, kandes elektrilahendust pingel 120 V.

Kui suur on inimese keha läbinud elektrivoolu maksimaalne intensiivsus?

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

Vt vastus

Me tahame avastada maksimaalset voolu, mis inimese keha läbib. Pange tähele, et meil on kaks vastupanuväärtust, üks kuiva keha ja teine ​​märja keha jaoks.

Maksimaalne voolutugevus leitakse, arvestades takistuse minimaalset väärtust, st 1000 Ω, kuna inimene on märjas kehas.

Seda väärtust arvestades rakendame Ohmi seadust:

Alternatiiv: b) 120 mA

7) Fuvest - 2010

Elektrilised mõõtmised näitavad, et maakera pinna negatiivne elektrilaeng kokku on umbes 600 000 kulonki. Tormides võivad positiivselt laetud kiired, ehkki harva, jõuda maakerale. Nende kiirte elektrivool võib ulatuda väärtuseni kuni 300 000 A. Millise osa Maa kogu elektrilaengust saaks kompenseerida raadiusega 300 000 A ja kestusega 0,5 s?

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

Vt vastus

Praegune väärtus leitakse järgmise valemi abil:

Olles:

i: vool (A)
K: elektrilaeng (C)
Δt: ajaintervall (id)

Näidatud väärtuste asendamisel leiame:

Selleks, et teada saada Maa kogu elektrilaengu osa, mida saab raadiusega kompenseerida, tehkem järgmist.

Alternatiiv: c) 1/4

Lisateabe saamiseks vaadake ka:

• Takistite ühing - harjutused
• Koolitajate liit
• Füüsika valemid