תרגילי איגוד הנגד (הגיבו)

נגדים הם אלמנטים במעגל חשמלי ההופכים אנרגיה חשמלית לחום. כאשר שני נגדים או יותר מופיעים במעגל הם יכולים להיות משויכים בסדרה, מקבילים או מעורבים.

שאלות איגוד הנגד לעיתים קרובות נופלות בפרוזדורים וביצוע תרגילים היא דרך נהדרת לבדוק את הידע שלך בנושא חשוב זה של חשמל.

בעיות שנפתרו והגיבו

1) האויב - 2018

סמארטפונים וטאבלטים רבים כבר אינם זקוקים למקשים, שכן ניתן לתת את כל הפקודות על ידי לחיצה על המסך עצמו. בתחילה טכנולוגיה זו סופקה באמצעות מסכי התנגדות, שנוצרו בעצם על ידי שתי שכבות של חומר מוליך שלא נוגעים עד שמישהו לוחץ עליהם, ומשנה את ההתנגדות הכוללת של המעגל בהתאם לנקודה שבה ה- לגעת. התמונה היא פישוט המעגל שנוצר על ידי הלוחות, בו A ו- B מייצגים נקודות בהן ניתן לסגור את המעגל באמצעות מגע.

מהי ההתנגדות המקבילה במעגל הנגרמת על ידי מגע הסוגר את המעגל בנקודה A?

א) 1.3 kΩ
ב) 4.0 kΩ
ג) 6.0 kΩ
ד) 6.7 kΩ
ה) 12.0 kΩ

ראה תשובה

מכיוון שרק מתג A חובר, אז ההתנגדות המחוברת למסופים AB לא תפעל.

לפיכך, יש לנו שלושה נגדים, שניים מחוברים במקביל ובסדרה עם השלישי, כפי שמוצג בתמונה למטה:

כדי להתחיל, בואו נחשב את ההתנגדות המקבילה של הקשר המקביל, בשביל זה נתחיל בנוסחה הבאה:

ההתנגדות המקבילה של הקשר המקביל קשורה בסדרה להתנגדות השלישית. לכן, אנו יכולים לחשב את ההתנגדות המקבילה של קשר זה על ידי ביצוע:

ר_{שווה ערך} = R_{מַקְבִּיל} + R3

החלפת ערכי ההתנגדות יש לנו:

ר_{שווה ערך} = 2 + 4 = 6 kΩ

חלופה: ג) 6.0 kΩ

2) Fuvest - 2018

נכון לעכשיו, נוריות LED (דיודות פולטות אור) משמשות בתאורה לבית. נוריות LED הן התקני מוליכים למחצה המוליכים זרם חשמלי בכיוון אחד בלבד. באיור, ישנו מעגל הספק 8W LED (L), הפועל ב -4 וולט, המופעל על ידי מקור 6 וולט (F).

ערך התנגדות הנגד (R), ב- Ω, הנדרש כדי שהנורית תפעל בערכים הנומינליים שלה הוא בערך

א) 1.0.
ב) 2.0.
ג) 3.0.
ד) 4.0.
ה) 5.0.

ראה תשובה

אנו יכולים לחשב את ערך התנגדות LED באמצעות נוסחת הכוח, כלומר:

החלפת הערכים המצוינים בשאלה, יש לנו:

ניתן למצוא את הזרם דרך המעגל על ​​ידי יישום חוק אוהם 1, כלומר:

U = R. אני

אז בחישוב הזרם שעובר דרך ה- LED נגלה:

מכיוון שהנורית והנגדים קשורים בסדרה, הזרם דרך הנורה הוא זהה בכל המעגל.

בכך נוכל למצוא את ההתנגדות המקבילה של המעגל, בהתחשב בערך המתח של המקור ובזרם המעגל, כלומר:

כדי למצוא את ערך ההתנגדות, פשוט החל את הנוסחה להתנגדות המקבילה של מעגל סדרתי, כלומר:

ר_{שווה ערך} = R + R._לד

החלפת הערכים יש לנו:

3 = R + 2
R = 3 - 2 = 1 Ω

חלופה: א) 1.0.

3) יוניקמפ - 2018

בשנים האחרונות, חומרים אקזוטיים המכונים מבודדים טופולוגיים הפכו לחקירה מדעית אינטנסיבית ברחבי העולם. באופן פשוט, חומרים אלה מאופיינים בכך שהם מבודדים חשמליים בפנים, אך הם מוליכים על פניהם. לפיכך, אם מבודד טופולוגי נתון להבדל פוטנציאלי U, תהיה לנו התנגדות יעיל על פני השטח השונה מההתנגדות של נפחו, כפי שמוצג על ידי המעגל המקביל באיור לִגעוֹת. במצב זה, הסיבה בין הנוכחי i_ס שעובר דרך החלק המוליך על פני השטח והזרם i_v שחוצה את החלק המבודד בתוך החומר שווה

א) 0.002.
ב) 0.2.
ג) 100.2.
ד) 500.

ראה תשובה

הנגדים R_v ו- ר_ס קשורים במקביל. בסוג זה של אסוציאציה, כל הנגדים נתונים לאותו הבדל פוטנציאלי U.

עם זאת, עוצמת הזרם העוברת בכל נגד תהיה שונה, מכיוון שערכי ההתנגדות שונים. לפיכך, על פי החוק הראשון של אוהם יש לנו:

U = R._ס.אני_ס ו- U = R._v.אני_v

משוואת המשוואות, אנו מוצאים:

מבודד i_v והחלפת ערכי ההתנגדות יש לנו:

כדי למצוא את ערך היחס F, נחליף את i_v על ידי הביטוי שנמצא, כלומר:

חלופה: ד) 500.

4) UFRGS - 2018

מקור מתח שכוחו החשמלי הוא 15 וולט בעל התנגדות פנימית של 5 Ω. המקור מחובר בסדרה עם מנורת ליבון ונגד. מדידות מתבצעות ומוודא שהזרם החשמלי העובר דרך הנגד הוא 0.20 A, וכי הפרש הפוטנציאל במנורה הוא 4 V. בנסיבות אלה, ההתנגדות החשמלית של המנורה והנגד הם, בהתאמה,

א) 0.8 Ω ו- 50 Ω.
ב) 20 Ω ו- 50 Ω.
ג) 0.8 Ω ו- 55 Ω.
ד) 20 Ω ו- 55 Ω.
ה) 20 Ω ו- 70 Ω.

ראה תשובה

בהתאחדות סדרתית, הזרם שעובר במעגל זהה, כך שהזרם של 0.20 A עובר גם דרך המנורה. לפיכך, בהחלת חוק אוהם יש לנו:

אנו יכולים לחשב את ערך ההפרש הפוטנציאלי בין מסופי המעגל דרך משוואת הגנרטור, כלומר:

ההבדל הפוטנציאלי בין מסופי המנורה שווה ל -4 V ו- sd. של כל המעגל שווה ל- 14 V. אז במסופי הנגד ההפרש הפוטנציאלי שווה ל -10 וולט (14-4).

עכשיו שאנחנו יודעים את הערך של d.d.p. על הנגד, אנו יכולים להחיל את חוק אוהם:

חלופה: ב) 20 Ω ו- 50 Ω.

5) PUC / RJ - 2018

במעגל יש 3 נגדים זהים, שניים מהם מוצבים במקביל זה לזה, ומחוברים בסדרה עם הנגד השלישי ועם מקור 12V. הזרם הזורם דרך המקור הוא 5.0 mA. מה ההתנגדות של כל נגד, ב- kΩ?

א) 0.60
ב) 0.80
ג) 1.2
ד) 1.6
ה) 2.4

ראה תשובה

מכיוון שאנו יודעים את ערך המתח במסופי המעגל ואת הזרם שעובר דרכו, אנו יכולים לחשב את ערך ההתנגדות המקבילה על ידי יישום החוק של אוהם, כלומר:

U = R. אני

החלפת הערכים ובהתחשב בכך ש- 5.0 mA שווה ל- 0.005 A, יש לנו:

ההתנגדות המקבילה של המעגל שווה לסכום ההתנגדות המקבילה של האסוציאציה במקביל להתנגדות השלישית בסדרה.

אז עלינו למצוא את ערך ההתנגדות המקביל של המקבילה, לשם כך נשתמש בנוסחה הבאה:

בדרך זו אנו יכולים לחשב את הערך של כל התנגדות מערך ההתנגדות המקביל למעגל, כלומר:

חלופה: ד) 1.6

6) PUC / SP - 2018

שני נגדים חשמליים, של נגדים R_ה ו- ר_ב, לייצר 500 קילוואט אנרגיה, כאשר היא משויכת במקביל ומועברת למתח חשמלי של 100 וולט, למשך 100 שעות ללא הפרעה. אותם נגדים, כאשר הם משויכים בסדרה ועוברים לאותו מתח באותו פרק זמן, מייצרים 125 קוט"ש אנרגיה.

קבע, באום, את הערכים של R_ה ו- ר_ב, בהתאמה:

א) 4 ו 8.
ב) 2 ו -8.
ג) 2 ו -4.
ד) 4 ו -4.

ראה תשובה

אנרגיה חשמלית ניתנת על ידי הנוסחה E = P. t, כאשר P הוא כוח חשמלי ו- t הוא זמן. העוצמה, מצידה, ניתן למצוא דרך הביטוי . לכן אנו יכולים לכתוב את האנרגיה כ:

באופן זה נחליף את הערכים לכל אסוציאציה. באגודה המקבילה יש לנו:

בהתאחדות סדרתית, ההתנגדות המקבילה תהיה שווה ל:

כעת, כשאנו יודעים את ערך ההתנגדות המקבילה בכל אחת מהאסוציאציות, אנו יכולים לחשב את ערך ההתנגדויות R_ה ו- ר_ב החלת נוסחת הנגד המקבילה.

בסדרה:

במקביל:

החלפת R_ה בביטוי זה יש לנו:

בפתרון משוואת מדרגה 2 זו, אנו מגלים ש- R_ב = 4 Ω. החלפת ערך זה למציאת הערך של R_ה:

ר_ה = 8 - R._ב
ר_ה = 8 - 4 = 4 Ω

חלופה: ד) 4 ו -4.

7) האויב - 2017

נתיך הוא מכשיר הגנה מפני זרם יתר במעגלים. כאשר הזרם הזורם דרך רכיב חשמלי זה גדול מהזרם המדורג המרבי שלו, נתיך הנשימה. באופן זה הוא מונע מהזרם הגבוה לפגוע בהתקני המעגל. נניח שהמעגל החשמלי המוצג מופעל על ידי מקור מתח U וכי הנתיך תומך בזרם מדורג של 500 mA.

מה הערך המרבי של מתח U עבור הנתיך שלא יתפוצץ?

א) 20 וולט
ב) 40 וולט
ג) 60 וולט
ד) 120 וולט
ה) 185 וולט

ראה תשובה

כדי לדמיין טוב יותר את המעגל, בואו נשרטט אותו מחדש. לשם כך אנו נותנים שם לכל צומת במעגל. לפיכך, אנו יכולים לזהות איזה סוג של קשר קיים בין נגדים.

בהתבוננות במעגל, אנו מזהים כי בין נקודות A ו- B יש לנו שני ענפים במקביל. בנקודות אלה, ההפרש הפוטנציאלי זהה ושווה להפרש הפוטנציאלי הכולל של המעגל.

בדרך זו אנו יכולים לחשב את ההבדל הפוטנציאלי בענף אחד בלבד של המעגל. אז בואו נבחר את הענף שמכיל את הנתיך, כי במקרה זה אנו מכירים את הזרם שעובר דרכו.

שים לב שהזרם המרבי שיכול לנוע דרך הנתיך שווה ל -500 mA (0.5 A) וכי זרם זה יעבור גם דרך הנגד של 120 Ω.

על פי מידע זה אנו יכולים ליישם את חוק אוהם לחישוב ההבדל הפוטנציאלי בחלק זה של המעגל, כלומר:

U_{לִפנֵי הַסְפִירָה} = 120. 0.5 = 60 וולט

ערך זה תואם ל- d.d.p. בין הנקודות A ו- C, לכן גם הנגד 60 Ω נתון למתח זה, מכיוון שהוא קשור במקביל לנגד 120 Ω.

הכרת ה- d.d.p. כי הנגד 120 Ω נתון, אנו יכולים לחשב את הזרם שעובר דרכו. לשם כך, בוא ונחיל את החוק של אוהם.

לכן, הזרם העובר דרך הנגד 40 Ω שווה לסכום הזרם העובר דרך הנגד 120 עם זה שעובר דרך הנגד 60 Ω, כלומר:

i´ = 1 + 0.5 = 1.5 A.

בעזרת מידע זה אנו יכולים לחשב את ה- d.d.p. בין מסופי הנגד 40 Ω. אז יש לנו:

U_CB = 1,5. 40 = 60 וולט

כדי לחשב את המתח המרבי עבור הנתיך שלא יתנפץ, יהיה צורך לחשב רק את סכום ה- U_{לִפנֵי הַסְפִירָה} איתך_CB, לכן:

U = 60 + 60 = 120 וולט

חלופה: ד) 120 וולט

למידע נוסף, ראה גם

• התנגדות חשמלית
• מעגל חשמלי
• הבדל פוטנציאלי
• זרם חשמלי
• תרגילי זרם חשמלי
• איגוד המאמנים
• חַשְׁמַל
• מנצחים ומבודד
• חוקי קירכהוף
• נוסחאות פיזיקה
• פיזיקה באויב