Sähkövirta edustaa varauksen määrää, joka kulkee johtimen läpi aikayksikköä kohti. Sähkövirran yksikkö kansainvälisessä järjestelmässä on ampeeri (A).
Sähköpiirien laskennassa joudumme usein laskemaan niiden liittimien läpi kulkevan virran. Erittäin ladattu sisältö korkeakoulun pääsykokeissa.
Älä siis missaa mahdollisuutta tarkistaa tietosi kokeilemalla alla olevia harjoituksia ja noudattamalla ehdotettuja päätöslauselmia.
Ratkaistut ja kommentoidut ongelmat
1) UERJ - 2019
Identtiset ohmiset vastukset yhdistettiin neljään eri piiriin ja altistettiin samalle jännitteelle UA, B. Katso kaavioita:
Näissä olosuhteissa pienemmän intensiteetin sähkövirta määritetään seuraavassa piirissä:
siellä
b) II
c) III
d) IV
Koska vastukset ovat ohmisia, voimme soveltaa Ohmin lakia 4 ehdotetussa piirissä:
UA, B = Req.i
Analysoimalla tätä suhdetta päätellään, että jos jännite liittimissä AB on sama kaikille piireille, niin sillä, jolla on suurin ekvivalenttivastus, on vähemmän virtaa.
Siksi meidän on laskettava ekvivalentti vastus jokaisessa piirissä.
I) Meillä on neljä vastusta rinnakkain. Tällä tavoin vastaava resistanssi löydetään tekemällä:
II) Tässä piirissä vastukset on kytketty sarjaan ja rinnakkain (sekoitettu yhdistys). Meillä on kolme haaraa, joista kummassakin haarassa on kaksi sarjaan liitettyä vastusta.
Aloitamme etsimällä sarjan vastaava vastus. Joten meillä on:
Tällä tavalla piiri voidaan korvata rinnakkaispiirillä, jossa on 2R-vastus kussakin 3 haarassa.
Voimme nyt laskea rinnakkaisen assosiaation ekvivalenttivastuksen, joka on piirin vastaava vastus:
III) Tämä on myös sekapiiri, jossa kaksi vastusta on kytketty rinnakkain ja sarjaan kolmannen vastuksen kanssa.
Löytämällä rinnakkaisen vastaava vastus on:
Piirin ekvivalenttivastus löytyy lisäämällä rinnakkaisvastus vastaavuuteen vastuksen R kanssa, joten meillä on:
IV) Meillä on nyt kolme sarjavastusta, jotka on liitetty rinnakkain kahden muun sarjavastuksen kanssa. Etsitään ensin kunkin sarjan vastaava vastus:
Nyt löydämme piirin vastaavan resistanssin laskemalla rinnakkaisen vastaava vastus:
Nyt kun olemme löytäneet vastaavat resistanssit jokaiselle piirille, meidän on tunnistettava, mikä on suurin. Oleminen:
Päätelmämme on, että piirissä III, jolla on suurin vastus, meillä on pienin virran voimakkuus.
Vaihtoehto: c) III
Jotkut kalat, kuten poraquê, Amazonista tuleva ankeria, voivat tuottaa sähkövirtaa, kun ne ovat vaarassa. Yhden metrin pituinen, uhanalainen sianliha tuottaa noin 2 ampeerin virran ja 600 voltin jännitteen.
Taulukossa esitetään sähkölaitteiden likimääräinen teho.
Sähkölaitteet, joiden teho on samanlainen kuin tämän uhanalaisen kalan tuottama, ovat
a) Poistoilmapuhallin.
b) tietokone.
c) pölynimuri.
d) sähkögrilli.
e) kuivausrumpu.
Ensin on selvitettävä, mikä on kalojen tuottama potenssiarvo, jota varten käytämme potentiaalikaavaa ja korvaamme esitetyt arvot:
Verrattuna taulukon tietoihin havaitsimme, että tämä teho vastaa sähkögrilliä.
Vaihtoehto: d) sähkögrilli.
Sähköpiirissä kaksi identtistä resistanssin R vastusta asennetaan rinnakkain ja kytketään sarjaan akkuun ja kolmanteen vastukseen, identtiseen edellisten kanssa. Tässä kokoonpanossa piirin läpi virtaava virta on I0. Kun tämä kolmas vastus sarjassa vaihdetaan toiseen 2R-vastukseen, piirin uusi virta on
siellä0
b) 3I0/5
c) 3I0/4
d) minä0/2
Hei0/4
Ensimmäisessä tilanteessa vastaava vastus saadaan:
Toisessa tilanteessa vastuksen vastus sarjassa muuttuu arvoksi 2R, joten ekvivalenttivastus tässä uudessa tilanteessa on yhtä suuri kuin:
Koska piiriä syöttävän akun arvossa ei tapahtunut muutoksia, jännite on sama molemmissa tilanteissa. Ohmin lakia ajatellen meillä on seuraavat yhtäläisyydet:
Vaihtoehto: b) 3I0/5
Joissakin kodeissa sähköistettyjä aidoja käytetään estämään mahdollisia tunkeilijoita. Sähköistetty aita toimii noin 10000 V. Henkilön kautta kulkeva virta ei saa olla suurempi kuin 0,01 A. Kehon sähkövastus ihmisen käsien ja jalkojen välillä on luokkaa 1 000 Ω.
Jotta virta ei olisi tappava henkilölle, joka koskettaa sähköistettyä aidaa, jännitegeneraattorilla on oltava sisäinen vastus, joka suhteessa ihmiskehoon on:
a) käytännössä nolla.
b) suunnilleen yhtä suuri.
c) tuhansia kertoja suurempi.
d) suuruusluokkaa 10 kertaa suurempi.
e) suuruusluokkaa 10 kertaa pienempi.
Tässä kysymyksessä käytämme generaattorin yhtälöä, koska haluamme verrata generaattorin sisäistä vastusta ihmiskehon vastukseen. Tämän yhtälön antaa:
Oleminen:
U: piirin potentiaaliero (V)
ε: sähkömoottorin voima (V)
r: generaattorin sisäinen vastus (Ω)
i: virta (A)
U: n arvo löytyy Ohmin lailla, eli U = R.i. Huomaa, että tämä vastus on piirin, joka tässä tapauksessa on yhtä suuri kuin kehon vastus.
Korvaamalla ongelma-arvot generaattoriyhtälössä meillä on:
Nyt meidän on selvitettävä, kuinka monta kertaa generaattorin sisäisen vastuksen on oltava suurempi kuin kehon vastus. Tätä varten jaetaan toinen toisilleen, toisin sanoen:
Siksi generaattorin sisäisen vastuksen tulisi olla noin 1000 kertaa suurempi kuin henkilön kehon vastus.
Vaihtoehto: c) tuhansia kertoja suurempi.
Kolme identtistä lamppua kytkettiin kaavapiiriin. Akun sisäinen vastus on vähäinen ja johtimien vastus on nolla. Teknikko suoritti piirianalyysin ennustamaan sähkövirtaa pisteissä: A, B, C, D ja E; ja merkitsi nämä virrat I: ksiTHE, MinäB, MinäÇ, MinäD. HeiJAvastaavasti.
Teknikko totesi, että ketjut, joilla on sama arvo, ovat
sielläTHE = MinäJA HeiÇ = MinäD..
b) minäTHE = MinäB = MinäJA HeiÇ = MinäD..
c) minäTHE = MinäBvain.
d) minäTHE = MinäB = MinäJAvain.
HeiÇ = MinäBvain.
Alla olevassa kaaviossa edustamme virtoja, jotka virtaavat piirin eri haarojen läpi.
Kaavion mukaisesti havaitsemme, että minäTHE HeiB ovat samat ja minäç HeiD. ovat myös samat.
Vaihtoehto: a) ITHE = MinäJA HeiÇ = MinäD.
6) Enem PPL - 2016
Sähköisku on tunne, joka johtuu sähkövirran kulkeutumisesta kehon läpi. Iskun seuraukset vaihtelevat yksinkertaisesta pelosta kuolemaan. Sähkövarausten kierto riippuu materiaalin vastuksesta. Ihmiskeholle tämä vastus vaihtelee 1 000 Ω: sta, kun iho on märkä, 100 000 Ω: iin, kun iho on kuiva. Paljain jaloin ihminen, joka pesi talonsa vedellä, märkäsi jalkansa ja astui vahingossa paljaalle johtimelle kärsimään sähköpurkauksesta 120 V: n jännitteellä.
Mikä on ihmisen kehon läpi kulkevan sähkövirran enimmäisintensiteetti?
a) 1,2 mA
b) 120 mA
c) 8,3 A
d) 833 A
e) 120 kA
Haluamme löytää maksimaalisen virran, joka kulkee ihmisen kehon läpi. Huomaa, että meillä on kaksi vastusarvoa, yksi kuivalle ja toinen märälle vartalolle.
Suurin virta, koska henkilö on märässä rungossa, saadaan ottamalla huomioon resistanssille annettu vähimmäisarvo eli 1000 Ω.
Ottaen huomioon tämän arvon sovelletaan Ohmin lakia:
Vaihtoehto: b) 120 mA
7) Fuvest - 2010
Sähköiset mittaukset osoittavat, että maapallon negatiivinen kokonaissähkövaraus on noin 600 000 coulombia. Myrskyissä positiivisesti varautuneet säteet, vaikkakin harvinaiset, voivat saavuttaa maan pinnan. Näiden säteiden sähkövirta voi olla jopa 300 000 A. Mikä osa maapallon kokonaissähkövarauksesta voitaisiin korvata 300 000 A: n säteellä ja 0,5 s: n kestolla?
a) 1/2
b) 1/3
c) 1/4
d) 1/10
e) 1/20
Nykyinen arvo saadaan käyttämällä seuraavaa kaavaa:
Oleminen:
i: virta (A)
K: sähkövaraus (C)
Δt: aikaväli (t)
Korvaamalla ilmoitetut arvot löydämme:
Tehdään seuraava syy tietääksemme maapallon kokonaissähkövarauksen murto-osan, joka voidaan kompensoida säteellä:
Vaihtoehto: c) 1/4
Jos haluat lisätietoja, katso myös:
- Vastusliitto - Harjoitukset
- Kouluttajien liitto
- Fysiikan kaavat
