Vježbe električne struje

Električna struja predstavlja količinu naboja koji prolazi kroz vodič u jedinici vremena. Jedinica električne struje u međunarodnom sustavu je amper (A).

U proračunima električnih krugova često moramo izračunati struju koja prolazi kroz njihove stezaljke. Biti vrlo naplaćen sadržaj na prijemnim ispitima za fakultete.

Dakle, ne propustite priliku provjeriti svoje znanje isprobavajući vježbe u nastavku i slijedeći predložene rezolucije.

Riješena i komentirana pitanja

1) UERJ - 2019

Identični omski otpornici kombinirani su u četiri različita kruga i podvrgnuti istom naponu U_{A, B}. Pogledajte sheme:

Pod tim se uvjetima električna struja manjeg intenziteta uspostavlja u sljedećem krugu:

tamo
b) II
c) III
d) IV

Pogledajte Odgovor

Budući da su otpornici omski, možemo primijeniti Ohmov zakon u 4 predložena kruga, tj .:

U_{A, B} = R_ekv.i

Analizirajući taj odnos, zaključujemo da ako je napon na stezaljkama AB jednak za sve krugove, onaj s najvećim ekvivalentnim otporom imat će manje struje.

Stoga moramo izračunati ekvivalentni otpor u svakom krugu.

I) Imamo paralelno povezana četiri otpora. Na taj će se način pronaći ekvivalentni otpor radeći:

II) U ovom su krugu otpornici povezani redno i paralelno (mješovita asocijacija). Imamo tri grane, s po dva otpornika povezana u seriju u svakoj grani.

Počinjemo s pronalaženjem ekvivalentnog otpora serije. Tako imamo:

Na taj način krug se može zamijeniti paralelnim krugom, s 2R otpornikom u svakoj od 3 grane.

Sada možemo izračunati ekvivalentni otpor paralelne asocijacije koji će biti ekvivalentni otpor kruga:

III) Ovo je također mješoviti krug, s dva otpora paralelno povezana i u nizu s trećim otpornikom.

Pronalazeći ekvivalentni otpor paralele, imamo:

Ekvivalentni otpor sklopa nalazi se dodavanjem ekvivalentnog otpora paralele s otporom R, pa imamo:

IV) Sada imamo tri serijska otpornika povezana paralelno s dva druga otpora. Nađimo prvo ekvivalentni otpor svake serije:

Sad ćemo pronaći ekvivalentni otpor sklopa izračunavanjem ekvivalentnog otpora paralele:

Sad kad smo pronašli ekvivalentne otpore za svaki krug, moramo prepoznati koji je najveći. Biće:

Zaključujemo da ćemo u krugu III, koji ima najveći otpor, imati najmanji intenzitet struje.

Alternativa: c) III

2) Enem - 2018

Neke ribe, poput poraquê, električne jegulje iz Amazone, mogu proizvesti električnu struju kada su u opasnosti. Ugrožena svinjetina dugačka 1 metar proizvodi struju od oko 2 ampera i napon od 600 volti.

Tablica prikazuje približnu snagu električne opreme.

Električna oprema koja ima snagu sličnu onoj koju proizvodi ova ugrožena riba je

a) Ispušni ventilator.
b) računalo.
c) usisavač.
d) električni roštilj.
e) sušilica rublja.

Pogledajte Odgovor

Prvo moramo saznati kolika je vrijednost potencije koju proizvodi riba, za to ćemo upotrijebiti formulu potencije i zamijeniti prikazane vrijednosti:

U usporedbi s podacima u tablici utvrdili smo da je ta snaga jednaka električnom roštilju.

Alternativa: d) električni roštilj.

3) JKP / RJ - 2018

U električnom su krugu paralelno ugrađena dva identična otpora otpora R, koja su serijski povezana na bateriju i treći otpor, identičan prethodnim. U ovoj konfiguraciji struja koja prolazi kroz krug je I₀. Prilikom zamjene ovog trećeg otpora u seriji s drugim otpornikom od 2R, nova struja u krugu bit će

tamo₀
b) 3I₀/5
c) 3I₀/4
d) Ja₀/2
Hej₀/4

Pogledajte Odgovor

U prvoj situaciji ekvivalentni otpor dat će:

U drugoj situaciji, otpor otpora u nizu mijenja se na 2R, pa će ekvivalentni otpor u ovoj novoj situaciji biti jednak:

Kako nije došlo do promjene vrijednosti baterije koja napaja krug, napon je u obje situacije jednak. Uzimajući u obzir Ohmov zakon, imamo sljedeće jednakosti:

Alternativa: b) 3I₀/5

4) Enem - 2017

U nekim se kućama elektrificirane ograde koriste kako bi se spriječili potencijalni uljezi. Elektrificirana ograda radi s razlikom u električnom potencijalu od približno 10 000 V. Da ne bi bila smrtonosna, struja koja se može prenijeti kroz osobu ne smije biti veća od 0,01 A. Električni otpor tijela između ruku i stopala osobe iznosi oko 1 000 1.

Da struja ne bi bila smrtonosna za osobu koja dodiruje elektrificiranu ogradu, generator napona mora imati unutarnji otpor koji je u odnosu na otpor ljudskog tijela:

a) praktički nula.
b) približno jednaka.
c) tisuće puta veći.
d) reda veličine 10 puta većeg.
e) reda veličine 10 puta manjih.

Pogledajte Odgovor

Za ovo ćemo pitanje upotrijebiti jednadžbu generatora jer želimo usporediti unutarnji otpor generatora s otporom ljudskog tijela. Ovu jednadžbu daje:

Biće:

U: razlika potencijala u krugu (V)
ε: elektromotorna sila (V)
r: unutarnji otpor generatora (Ω)
i: struja (A)

Vrijednost U može se pronaći pomoću Ohmovog zakona, tj. U = R.i. Imajte na umu da je ovaj otpor otpor kruga, koji je u ovom slučaju jednak otporu tijela.

Zamjenjujući vrijednosti problema u jednadžbi generatora, imamo:

Sada moramo otkriti koliko puta unutarnji otpor generatora mora biti veći od otpora tijela. Za ovo, podijelimo jedno s drugim, to jest:

Stoga bi unutarnji otpor generatora trebao biti oko 1000 puta veći od otpora tijela osobe.

Alternativa: c) tisuće puta veća.

5) Enem - 2016

Tri identične svjetiljke bile su spojene u shematski krug. Baterija ima zanemariv unutarnji otpor, a žice imaju nulti otpor. Tehničar je izvršio analizu kruga kako bi predvidio električnu struju u točkama: A, B, C, D i E; i označio ove struje I_THE, Ja_B, Ja_Ç, Ja_D Hej_I, odnosno.

Tehničar je zaključio da lanci koji imaju istu vrijednost jesu

tamo_THE = Ja_I Hej_Ç = Ja_D.
b) Ja_THE = Ja_B = Ja_I Hej_Ç = Ja_D.
c) Ja_THE = Ja_B, samo.
d) Ja_THE = Ja_B = Ja_I, samo.
Hej_Ç = Ja_B, samo.

Pogledajte Odgovor

Na donjem dijagramu predstavljamo struje koje teku kroz različite grane kruga.

Slijedeći shemu, primjećujemo da I_THE Hej_B su isti i da ja_ç Hej_D su također isti.

Alternativa: a) I_THE = Ja_I Hej_Ç = Ja_D

6) Enem PPL - 2016

Električni udar senzacija je uzrokovana prolaskom električne struje kroz tijelo. Posljedice šoka kreću se od jednostavnog straha do smrti. Cirkulacija električnih naboja ovisi o otpornosti materijala. Za ljudsko tijelo taj otpor se kreće od 1 000 Ω kad je koža mokra do 100 000 Ω kad je koža suha. Bosonoga osoba, pereći svoju kuću vodom, smočila se nogama i slučajno nagazila na golu žicu, pretrpivši električno pražnjenje pod naponom od 120 V.

Koji je maksimalni intenzitet električne struje koja je prošla tijelom osobe?

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

Pogledajte Odgovor

Želimo otkriti maksimalnu struju koja prolazi tijelom osobe. Imajte na umu da imamo dvije vrijednosti otpora, jednu za suho tijelo i mokru.

Maksimalna struja, budući da je osoba u mokrom tijelu, naći će se uzimajući u obzir minimalnu vrijednost navedenu za otpor, tj. 1000 Ω.

Uzimajući u obzir ovu vrijednost, primijenimo Ohmov zakon:

Alternativa: b) 120 mA

7) Fuvest - 2010

Električna mjerenja pokazuju da zemljina površina ima ukupni negativni električni naboj od približno 600 000 kuloma. U olujama pozitivno nabijene zrake, iako rijetke, mogu doći do zemljine površine. Električna struja ovih zraka može doseći vrijednosti do 300 000 A. Koji bi se udio Zemljinog ukupnog električnog naboja mogao nadoknaditi radijusom od 300 000 A i trajanjem od 0,5 s?

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

Pogledajte Odgovor

Trenutna vrijednost pronalazi se primjenom sljedeće formule:

Biće:

i: struja (A)
P: električni naboj (C)
Δt: vremenski interval (s)

Zamjenjujući naznačene vrijednosti, nalazimo:

Da bismo znali udio ukupnog Zemljinog električnog naboja koji se može nadoknaditi radijusom, učinimo sljedeći razlog:

Alternativa: c) 1/4

Da biste saznali više, pogledajte također:

• Udruga otpornika - vježbe
• Udruga trenera
• Formule iz fizike