Rezistoru asociācijas vingrinājumi (komentēti)

Rezistori ir elektriskās ķēdes elementi, kas pārveido elektrisko enerģiju siltumā. Kad ķēdē parādās divi vai vairāki rezistori, tos var saistīt virknē, paralēli vai jaukti.

Jautājumi par pretestību asociāciju bieži nonāk vestibulā, un vingrinājumu veikšana ir lielisks veids, kā pārbaudīt savas zināšanas par šo svarīgo elektrības tēmu.

Atrisināti un komentēti jautājumi

1) Enem - 2018. gads

Daudziem viedtālruņiem un planšetdatoriem vairs nav nepieciešami taustiņi, jo visas komandas var dot, nospiežot pašu ekrānu. Sākotnēji šī tehnoloģija tika nodrošināta caur pretestības ekrāniem, kurus galvenokārt veidoja divi vadoša materiāla slāņi kas nepieskaras, kamēr kāds tos nespiež, modificējot ķēdes kopējo pretestību atbilstoši punktam, kur Pieskarieties. Attēls ir dēļu veidotās ķēdes vienkāršojums, kurā A un B apzīmē punktus, kur ķēdi var aizvērt, pieskaroties.

Kāda ir ekvivalentā pretestība ķēdē, ko izraisa pieskāriens, kas aizver ķēdi punktā A?

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

Skatiet Atbilde

Tā kā ir pievienots tikai slēdzis A, tad spailēm AB pievienotā pretestība nedarbosies.

Tādējādi mums ir trīs rezistori, divi savienoti paralēli un virknē ar trešo, kā parādīts zemāk esošajā attēlā:

Lai sāktu, aprēķināsim līdzvērtīgo paralēlās saites pretestību, tāpēc mēs izmantosim šādu formulu:

Paralēlās asociācijas ekvivalentā pretestība ir virknē saistīta ar trešo pretestību. Tāpēc mēs varam aprēķināt šīs asociācijas līdzvērtīgo pretestību, rīkojoties šādi:

R_ekv = R_paralēli + R3

Nomainot pretestības vērtības, mums ir:

R_ekv = 2 + 4 = 6 kΩ

Alternatīva: c) 6,0 kΩ

2) Fuvest - 2018. gads

Pašlaik mājas apgaismojumā izmanto gaismas diodes (Light Emitting Diode). Gaismas diodes ir pusvadītāju ierīces, kas elektrisko strāvu vada tikai vienā virzienā. Attēlā ir 8 W LED (L) strāvas ķēde, kas darbojas pie 4 V, un to darbina 6 V (F) avots.

Rezistora pretestības vērtība (R) Ω, kas nepieciešama, lai LED darbotos ar nominālo vērtību, ir aptuveni

a) 1.0.
b) 2.0.
c) 3.0.
d) 4.0.
e) 5.0.

Skatiet Atbilde

Mēs varam aprēķināt LED pretestības vērtību, izmantojot jaudas formulu, ti:

Aizstājot jautājumā norādītās vērtības, mums ir:

Strāvu caur ķēdi var atrast, piemērojot 1. omu likumu, ti:

U = R. i

Tātad, aprēķinot strāvu, kas iet caur LED, mēs atrodam:

Tā kā LED un rezistors ir saistīti virknē, strāva caur LED ir vienāda visā ķēdē.

Ar to mēs varam atrast ķēdes līdzvērtīgu pretestību, ņemot vērā avota sprieguma vērtību un ķēdes strāvu, tas ir:

Lai atrastu pretestības vērtību, vienkārši izmantojiet formulu sērijas ķēdes ekvivalentajai pretestībai, tas ir:

R_ekv = R + R_LED

Nomainot vērtības, mums ir:

3 = R + 2
R = 3 - 2 = 1 Ω

Alternatīva: a) 1.0.

3) Unicamp - 2018. gads

Pēdējos gados eksotiskie materiāli, kas pazīstami kā topoloģiskie izolatori, ir kļuvuši par intensīvas zinātniskās izpētes objektu visā pasaulē. Vienkāršotā veidā šie materiāli ir raksturīgi ar elektrisko izolatoru iekšpusē, bet uz to virsmas vadītājiem. Tādējādi, ja topoloģiskais izolators tiek pakļauts potenciālai starpībai U, mums būs pretestība efektīva uz virsmas, kas atšķiras no tā tilpuma pretestības, kā parādīts līdzvērtīgā ķēdē attēlā bildēt. Šajā situācijā iemesls starp pašreizējo i_s kas iet caur vadošo daļu uz virsmas un strāvu i_v kas šķērso izolācijas daļu materiāla iekšpusē, ir vērts

a) 0,002.
b) 0,2.
c) 100.2.
d) 500.

Skatiet Atbilde

Rezistori R_v un R_s ir saistītas paralēli. Šāda veida asociācijā visi rezistori tiek pakļauti vienādai potenciālu starpībai U.

Tomēr strāvas intensitāte, kas iet caur katru rezistoru, būs atšķirīga, jo pretestības vērtības ir atšķirīgas. Tādējādi saskaņā ar 1. Ohma likumu mums ir:

U = R_s.i_s un U = R_v.i_v

Vienādojot vienādojumus, mēs atrodam:

izolējot i_v un aizstājot pretestības vērtības, mums ir:

Lai atrastu koeficienta F vērtību, aizstāsim i_v pēc atrastās izteiksmes, tas ir:

Alternatīva: d) 500.

4) UFRGS - 2018. gads

Sprieguma avotam, kura elektromotora spēks ir 15 V, iekšējā pretestība ir 5 Ω. Avots ir savienots virknē ar kvēlspuldzi un rezistoru. Tiek veikti mērījumi un tiek pārbaudīts, vai elektriskā strāva, kas iet caur rezistoru, ir 0,20 A un ka spuldzes potenciāla starpība ir 4 V. Šajā gadījumā lampas un rezistora elektriskās pretestības ir attiecīgi

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

Skatiet Atbilde

Sērijveida asociācijā strāva, kas iet caur ķēdi, ir vienāda, tāpēc 0,20 A strāva iet arī caur lampu. Tātad, piemērojot Ohma likumu, mums ir:

Mēs varam aprēķināt potenciālās starpības vērtību starp ķēdes spailēm, izmantojot ģeneratora vienādojumu, tas ir:

Potenciālā starpība starp lampas spailēm ir vienāda ar 4 V un sd. visas ķēdes ir vienāds ar 14 V. Tātad pie rezistora spailēm potenciāla starpība ir vienāda ar 10 V (14-4).

Tagad, kad mēs zinām d.d.p. vērtību uz rezistora mēs varam piemērot Ohma likumu:

Alternatīva: b) 20 Ω un 50 Ω.

5) SPRK / RJ - 2018. gads

Shēmai ir 3 identiski rezistori, divi no tiem ir izvietoti paralēli viens otram un virknē savienoti ar trešo rezistoru un ar 12 V avotu. Caur avotu plūstošā strāva ir 5,0 mA. Kāda ir katra rezistora pretestība kΩ?

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

Skatiet Atbilde

Tā kā mēs zinām sprieguma vērtību ķēdes spailēs un strāvu, kas iet caur to, mēs varam aprēķināt ekvivalentās pretestības vērtību, piemērojot Ohma likumu, tas ir:

U = R. i

Nomainot vērtības un ņemot vērā, ka 5,0 mA ir vienāds ar 0,005 A, mums ir:

Kontūras ekvivalentā pretestība ir vienāda ar asociācijas ekvivalentās pretestības summu paralēli trešajai pretestībai sērijā.

Tāpēc mums jāatrod līdzvērtīgā paralēles pretestības vērtība, tāpēc mēs izmantosim šādu formulu:

Tādā veidā mēs varam aprēķināt katras pretestības vērtību no ķēdes ekvivalentās pretestības vērtības, tas ir:

Alternatīva: d) 1.6

6) SPRK / SP - 2018. gads

Divi rezistoru R elektriskie rezistori un R_Bģenerē 500 kWh enerģijas, ja tā ir saistīta paralēli un pakļauta 100 V elektriskajam spriegumam, 100 nepārtrauktas stundas. Šie paši rezistori, ja tie ir sapāroti virknē un pakļauti vienam un tam pašam spriegumam, tajā pašā laika posmā rada 125 kWh enerģijas.

Nosakiet R vērtības omos un R_Battiecīgi:

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

Skatiet Atbilde

Elektrisko enerģiju izsaka pēc formulas E = P. t, kur P ir elektriskā jauda un t ir laiks. Savukārt iedarbību var atrast, izmantojot izteicienu . Tāpēc enerģiju mēs varam uzrakstīt šādi:

Tādā veidā mēs aizstāsim katras asociācijas vērtības. Paralēlajā asociācijā mums ir:

Sērijveida asociācijā ekvivalentā pretestība būs vienāda ar:

Tagad, kad mēs zinām ekvivalento pretestību vērtību katrā asociācijā, mēs varam aprēķināt pretestību R vērtību un R_B piemērojot ekvivalentu rezistora formulu.

Sērijā:

Paralēli:

R aizstāšana šajā izteiksmē mums ir:

Atrisinot šo 2. pakāpes vienādojumu, mēs atrodam, ka R_B = 4 Ω. Aizvietojot šo vērtību, lai atrastu R vērtību:

R = 8 - R_B
R = 8 - 4 = 4 Ω

Alternatīva: d) 4 un 4.

7) Enem - 2017. gads

Drošinātājs ir pārslodzes aizsardzības ierīce ķēdēs. Kad strāva, kas iet caur šo elektrisko komponentu, ir lielāka par tā maksimālo nominālo strāvu, drošinātājs izdeg. Tādā veidā tas novērš lielo strāvu no ķēdes ierīču bojāšanas. Pieņemsim, ka parādīto elektrisko ķēdi darbina U sprieguma avots un ka drošinātājs atbalsta 500 mA nominālo strāvu.

Kāda ir maksimālā sprieguma U vērtība, lai drošinātājs nedegtu?

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

Skatiet Atbilde

Lai labāk vizualizētu ķēdi, pārzīmēsim to. Lai to izdarītu, mēs nosaucam katru ķēdes mezglu. Tādējādi mēs varam noteikt, kāda veida asociācija pastāv starp rezistoriem.

Novērojot ķēdi, mēs identificējam, ka starp punktiem A un B mums paralēli ir divas filiāles. Šajos punktos potenciālā starpība ir vienāda un vienāda ar ķēdes kopējo potenciālo starpību.

Tādā veidā mēs varam aprēķināt potenciālo starpību tikai vienā ķēdes atzarojumā. Tātad, izvēlēsimies zaru, kurā atrodas drošinātājs, jo šajā gadījumā mēs zinām strāvu, kas iet caur to.

Ņemiet vērā, ka maksimālā strāva, kas var pārvietoties caur drošinātāju, ir vienāda ar 500 mA (0,5 A) un ka šī strāva virzīsies arī caur 120 Ω rezistoru.

No šīs informācijas mēs varam piemērot Ohma likumu, lai aprēķinātu potenciālās atšķirības šajā ķēdes sadaļā, ti:

U_BC = 120. 0,5 = 60 V

Šī vērtība atbilst d.d.p. starp punktiem A un C, tāpēc arī 60 Ω rezistors tiek pakļauts šim spriegumam, jo ​​tas ir saistīts paralēli ar 120 Ω rezistoru.

Zinot d.d.p. ka 120 Ω rezistors ir pakļauts, mēs varam aprēķināt strāvu, kas iet caur to. Par to atkal piemērosim Ohma likumu.

Tātad strāva, kas iet caur 40 Ω rezistoru, ir vienāda ar strāvas summu, kas iet caur 120 rezistoru, ar strāvu, kas iet caur 60 Ω rezistoru, tas ir:

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

Izmantojot šo informāciju, mēs varam aprēķināt d.d.p. starp 40 Ω rezistora spailēm. Tātad mums ir:

U_CB = 1,5. 40 = 60 V

Lai aprēķinātu drošinātāja maksimālo spriegumu, lai tas nedegtu, būs nepieciešams aprēķināt tikai U summu_BC ar Tevi_CBtāpēc:

U = 60 + 60 = 120 V

Alternatīva: d) 120 V

Lai uzzinātu vairāk, skatiet arī

• Elektriskā pretestība
• Elektriskā ķēde
• Iespējamā atšķirība
• Elektriskā strāva
• Elektriskās strāvas vingrinājumi
• Treneru asociācija
• Elektrība
• Diriģenti un izolators
• Kirhofa likumi
• Fizikas formulas
• Fizika Enem