Vastusyhdistyksen harjoitukset (kommentoitu)

Vastukset ovat sähköpiirin elementtejä, jotka muuttavat sähköenergian lämmöksi. Kun kaksi tai useampia vastuksia ilmestyy piiriin, ne voidaan liittää sarjaan, rinnakkain tai sekoitettuna.

Vastusyhdistyskysymykset putoavat usein etutilaan ja harjoitusten tekeminen on loistava tapa tarkistaa tietosi tästä tärkeästä sähköaiheesta.

Ratkaistut ja kommentoidut ongelmat

1) Enem - 2018

Monet älypuhelimet ja tabletit eivät enää tarvitse avaimia, koska kaikki komennot voidaan antaa painamalla itse näyttöä. Aluksi tämä tekniikka tarjottiin resistiivisten seulojen kautta, jotka muodostettiin periaatteessa kahdesta johtavan materiaalin kerroksesta jotka eivät kosketa ennen kuin joku painaa niitä, muuttamalla piirin kokonaisvastusta sen pisteen mukaan, missä Kosketus. Kuva on yksinkertaistettu levyjen muodostama piiri, jossa A ja B edustavat pisteitä, joissa piiri voidaan sulkea kosketuksella.

Mikä on piirin vastaava vastus kosketuksesta, joka sulkee piirin kohdassa A?

a) 1,3 kΩ
b) 4,0 kΩ
c) 6,0 kΩ
d) 6,7 kΩ
e) 12,0 kΩ

Katso Vastaus

Koska vain kytkin A on kytketty, liittimiin AB kytketty vastus ei toimi.

Siten meillä on kolme vastusta, kaksi kytketty rinnakkain ja sarjaan kolmannen kanssa, kuten alla olevassa kuvassa näkyy:

Aloitetaan laskemalla rinnakkaissidoksen ekvivalenttivastus, sitä varten aloitetaan seuraavalla kaavalla:

Rinnakkaisyhteyden ekvivalenttivastus liittyy sarjaan kolmannen vastuksen kanssa. Siksi voimme laskea tämän assosiaation vastaavan voimakkuuden tekemällä:

R_eq = R_rinnakkain + R3

Korvaamalla vastusarvot meillä on:

R_eq = 2 + 4 = 6 kΩ

Vaihtoehto: c) 6,0 kΩ

2) Fuvest - 2018

Tällä hetkellä LED-valoja (Light Emitting Diode) käytetään kodin valaistuksessa. LEDit ovat puolijohdelaitteita, jotka johtavat sähkövirtaa vain yhteen suuntaan. Kuvassa on 8 W LED (L) -virtapiiri, joka toimii 4 V: n virralla 6 V (F) -lähteestä.

Vastuksen vastusarvo (R) Ω: na, joka tarvitaan LED: n toimimiseksi nimellisarvoillaan, on noin

a) 1,0.
b) 2.0.
c) 3,0.
d) 4,0.
e) 5.0.

Katso Vastaus

Voimme laskea LED-vastuksen arvon tehokaavan avulla:

Korvaamalla kysymyksessä ilmoitetut arvot meillä on:

Piirin läpi kulkeva virta voidaan löytää soveltamalla ensimmäistä Ohmin lakia:

U = R. i

Joten laskemalla LEDin läpi kulkeva virta havaitsemme:

Koska LED ja vastus on kytketty sarjaan, LEDin läpi kulkeva virta on sama koko piirissä.

Tämän avulla voimme löytää piirin vastaavan resistanssin, kun otetaan huomioon lähteen jännitteen arvo ja piirin virta, eli:

Löydä vastusarvo soveltamalla vain sarjapiirin vastaavan vastuksen kaavaa, joka on:

R_eq = R + R_LED

Korvaamalla arvot meillä on:

3 = R + 2
R = 3 - 2 = 1 Ω

Vaihtoehto: a) 1.0.

3) Unicamp - 2018

Viime vuosina eksoottisista materiaaleista, jotka tunnetaan topologisina eristeinä, on tullut intensiivisen tieteellisen tutkimuksen kohteena ympäri maailmaa. Yksinkertaistetulla tavalla näille materiaaleille on tunnusomaista, että ne ovat sisällä sähköeristeitä, mutta johtimet niiden pinnalla. Jos topologiseen eristimeen kohdistuu potentiaaliero U, meillä on vastus tehokas pinnalle, joka eroaa sen tilavuuden vastuksesta, kuten kuvassa oleva vastaava piiri osoittaa karjua. Tässä tilanteessa syy virran i välillä_s joka kulkee pinnalla olevan johtavan osan ja virran i läpi_v joka ylittää eristävän osan materiaalin sisällä, on syytä

a) 0,002.
b) 0,2.
c) 100,2.
d) 500.

Katso Vastaus

Vastukset R_v ja R_s liittyvät rinnakkain. Tämän tyyppisessä assosiaatiossa kaikille vastuksille on sama potentiaaliero U.

Jokaisen vastuksen läpi kulkevan virran voimakkuus on kuitenkin erilainen, koska vastusarvot ovat erilaiset. Niinpä meillä on Ohmin 1. laki:

U = R_s.i_s ja U = R_v.i_v

Yhtälöiden yhtälö, löydämme:

eristää i_v ja korvaamalla vastusarvot meillä on:

Suhteen F arvon löytämiseksi korvataan i_v löydetyllä ilmaisulla, eli:

Vaihtoehto: d) 500.

4) UFRGS - 2018

Jännitelähteen, jonka sähkömoottorivoima on 15 V, sisäinen vastus on 5 Ω. Lähde on kytketty sarjaan hehkulampun ja vastuksen kanssa. Mittaukset suoritetaan ja varmistetaan, että vastuksen läpi kulkeva sähkövirta on 0,20 A ja että lampun potentiaaliero on 4 V. Tässä tilanteessa lampun ja vastuksen sähköiset vastukset ovat vastaavasti

a) 0,8 Ω ja 50 Ω.
b) 20 Ω ja 50 Ω.
c) 0,8 Ω ja 55 Ω.
d) 20 Ω ja 55 Ω.
e) 20 Ω ja 70 Ω.

Katso Vastaus

Sarjayhteydessä piirin läpi kulkeva virta on sama, joten 0,20 A: n virta kulkee myös lampun läpi. Joten Ohmin lakia sovellettaessa meillä on:

Voimme laskea piiriliittimien välisen potentiaalieron arvon generaattoriyhtälön kautta:

Potentiaaliero lampun liittimien välillä on yhtä suuri kuin 4 V ja ddp. koko virtapiiri on 14 V. Joten vastuksen liittimissä potentiaaliero on yhtä suuri kuin 10 V (14-4).

Nyt kun tiedämme d.d.p. vastuksella voimme soveltaa Ohmin lakia:

Vaihtoehto: b) 20 Ω ja 50 Ω.

5) PUC / RJ - 2018

Piirissä on 3 identtistä vastusta, joista kaksi on sijoitettu rinnakkain toistensa kanssa ja kytketty sarjaan kolmannen vastuksen ja 12 V: n lähteen kanssa. Lähteen läpi virtaava virta on 5,0 mA. Mikä on kunkin vastuksen vastus kΩ: na?

a) 0,60
b) 0,80
c) 1.2
d) 1.6
e) 2.4

Katso Vastaus

Koska tiedämme piirin liittimien jännitteen ja sen läpi kulkevan virran arvon, voimme laskea vastaavan resistanssin arvon soveltamalla Ohmin lakia, toisin sanoen:

U = R. i

Korvaamalla arvot ja ottaen huomioon, että 5,0 mA on yhtä suuri kuin 0,005 A, meillä on:

Piirin ekvivalenttivastus on yhtä suuri kuin assosiaation vastaavan resistanssin summa rinnakkain kolmannen sarjassa olevan vastuksen kanssa.

Joten meidän on löydettävä rinnakkaisen vastaava vastusarvo, jota varten käytämme seuraavaa kaavaa:

Tällä tavoin voimme laskea kunkin vastuksen arvon piirin vastaavasta vastusarvosta, toisin sanoen:

Vaihtoehto: d) 1.6

6) PUC / SP - 2018

Kaksi vastusta R_THE ja R_B, tuottaa 500 kWh energiaa, kun ne kytketään rinnakkain ja altistetaan 100 V: n sähköjännitteelle 100 keskeytyksettä. Nämä samat vastukset, pariksi sarjana ja samalla jännitteellä, saman ajanjakson ajan, tuottavat 125 kWh energiaa.

Määritä R: n arvot ohmina_THE ja R_Bvastaavasti:

a) 4 ja 8.
b) 2 ja 8.
c) 2 ja 4.
d) 4 ja 4.

Katso Vastaus

Sähköenergia saadaan kaavalla E = P. t, missä P on sähköteho ja t on aika. Teho puolestaan ​​löytyy ilmaisusta . Siksi voimme kirjoittaa energian seuraavasti:

Tällä tavoin korvataan kunkin assosiaation arvot. Rinnakkaisyhdistyksessä meillä on:

Sarjayhdistelmässä ekvivalenttivastus on yhtä suuri kuin:

Nyt kun tiedämme ekvivalenttivastusten arvon kussakin assosiaatiossa, voimme laskea resistanssien R arvon_THE ja R_B soveltamalla vastaavaa vastuskaavaa.

Sarjalla:

Rinnakkain:

Korvataan R_THE tässä lausekkeessa meillä on:

Ratkaisemalla tämä toisen asteen yhtälö havaitaan, että R_B = 4 Ω. Korvaamalla tämä arvo R: n arvon löytämiseksi_THE:

R_THE = 8 - R_B
R_THE = 8 - 4 = 4 Ω

Vaihtoehto: d) 4 ja 4.

7) Enem - 2017

Sulake on ylivirtasuojalaite piireissä. Kun tämän sähkökomponentin läpi kulkeva virta on suurempi kuin sen suurin nimellisvirta, sulake palaa. Tällä tavoin se estää suurta virtaa vahingoittamasta piirilaitteita. Oletetaan, että esitetty sähköpiiri saa virtaa U-jännitelähteestä ja että sulake tukee 500 mA: n nimellisvirtaa.

Mikä on jännitteen U suurin arvo, jotta sulake ei pala?

a) 20 V
b) 40 V
c) 60 V
d) 120 V
e) 185 V

Katso Vastaus

Piirrä se uudelleen, jotta voimme paremmin visualisoida piirin. Tätä varten nimetään piirin kukin solmu. Siten voimme tunnistaa, millainen yhteys vastusten välillä on.

Piiriä tarkkailemalla tunnistetaan, että pisteiden A ja B välillä on kaksi haaraa rinnakkain. Näissä pisteissä potentiaaliero on sama ja yhtä suuri kuin piirin kokonaispotentiaaliero.

Tällä tavalla voimme laskea potentiaalieron vain yhdestä piirin haarasta. Joten, valitaan haara, joka sisältää sulakkeen, koska tässä tapauksessa tunnemme sen läpi kulkevan virran.

Huomaa, että suurin virta, joka voi kulkea sulakkeen läpi, on 500 mA (0,5 A) ja että tämä virta kulkee myös 120 Ω: n vastuksen läpi.

Näiden tietojen perusteella voimme soveltaa Ohmin lakia potentiaalieron laskemiseksi piirin tässä osassa:

U_Eaa = 120. 0,5 = 60 V

Tämä arvo vastaa d.d.p. pisteiden A ja C välillä siten myös 60 Ω: n vastus altistetaan tälle jännitteelle, koska se liittyy rinnan 120 Ω: n vastuksen kanssa.

Tietäen d.d.p. että 120 Ω: n vastus on alttiina, voimme laskea sen läpi kulkevan virran. Tätä varten sovelletaan taas Ohmin lakia.

Joten 40 Ω: n vastuksen läpi kulkeva virta on yhtä suuri kuin 120 vastuksen läpi kulkevan virran summa ja 60 Ω: n vastuksen läpi kulkeva virta, eli:

i = 1 + 0,5 = 1,5 A

Näiden tietojen avulla voimme laskea d.d.p. 40 Ω: n vastusliittimien välillä. Joten meillä on:

U_CB = 1,5. 40 = 60 V

Sulakkeen, joka ei palaa, enimmäisjännitteen laskemiseksi tarvitaan vain U: n summa_Eaa kanssasi_CB, siksi:

U = 60 + 60 = 120 V

Vaihtoehto: d) 120 V

Jos haluat lisätietoja, katso myös

• Sähköinen vastus
• Virtapiiri
• Mahdollinen eroavaisuus
• Sähkövirta
• Sähkövirtaharjoitukset
• Kouluttajien liitto
• Sähkö
• Johtimet ja eristin
• Kirchhoffin lait
• Fysiikan kaavat
• Fysiikka Enemissä