Curentul electric reprezintă cantitatea de încărcare care trece printr-un conductor pe unitate de timp. Unitatea de curent electric din sistemul internațional este amperul (A).
În calculele circuitelor electrice trebuie adesea să calculăm curentul care trece prin bornele lor. Fiind un conținut foarte încărcat la examenele de admitere la facultate.
Așadar, nu ratați ocazia de a vă verifica cunoștințele încercând exercițiile de mai jos și urmând rezoluțiile propuse.
Probleme rezolvate și comentate
1) UERJ - 2019
Rezistențe ohmice identice au fost combinate în patru circuite diferite și supuse la aceeași tensiune UA, B. Uită-te la schemele:
În aceste condiții, curentul electric de intensitate mai mică este stabilit în următorul circuit:
Acolo
b) II
c) III
d) IV
Deoarece rezistențele sunt ohmice, putem aplica legea lui Ohm în cele 4 circuite propuse, adică:
UA, B = Rechiv.i
Analizând această relație, concluzionăm că, dacă tensiunea la bornele AB este aceeași pentru toate circuitele, atunci cea cu cea mai mare rezistență echivalentă va avea mai puțin curent.
Prin urmare, trebuie să calculăm rezistența echivalentă în fiecare circuit.
I) Avem patru rezistențe asociate în paralel. În acest fel, rezistența echivalentă va fi găsită făcând:
II) În acest circuit, rezistențele sunt asociate în serie și paralel (asociere mixtă). Avem trei ramuri, cu două rezistențe asociate în serie în fiecare ramură.
Începem prin a găsi rezistența echivalentă a seriei. Deci avem:
În acest fel, circuitul poate fi înlocuit de un circuit paralel, cu un rezistor 2R în fiecare dintre cele 3 ramuri.
Acum putem calcula rezistența echivalentă a asocierii paralele care va fi rezistența echivalentă a circuitului:
III) Acesta este și un circuit mixt, cu două rezistențe asociate în paralel și în serie cu un al treilea rezistor.
Găsind rezistența echivalentă a paralelei, avem:
Rezistența echivalentă a circuitului se găsește prin adăugarea rezistenței echivalente a paralelei cu rezistența R, deci avem:
IV) Acum avem trei rezistoare din serie asociate în paralel cu alte două rezistoare din serie. Să găsim mai întâi rezistența echivalentă a fiecărei serii:
Acum, vom găsi rezistența echivalentă a circuitului calculând rezistența echivalentă a paralelei:
Acum că am găsit rezistențele echivalente pentru fiecare circuit, trebuie să identificăm care este cel mai mare. Fiind:
Concluzionăm că în circuitul III, care are cea mai mare rezistență, vom avea cea mai mică intensitate a curentului.
Alternativă: c) III
Unii pești, cum ar fi poraquê, anghila electrică din Amazon, pot produce un curent electric atunci când sunt în pericol. Un porc lung de 1 metru, pe cale de dispariție, produce un curent de aproximativ 2 amperi și o tensiune de 600 volți.
Tabelul prezintă puterea aproximativă a echipamentelor electrice.
Echipamentul electric care are o putere similară cu cea produsă de acest pește pe cale de dispariție este
a) Ventilatorul de evacuare.
b) computer.
c) aspirator.
d) gratar electric.
e) uscător de haine.
Mai întâi trebuie să aflăm care este valoarea potenței produse de pește, pentru aceasta vom folosi formula potenței și vom înlocui valorile prezentate:
Comparând cu datele din tabel, am identificat că această putere este echivalentă cu un grătar electric.
Alternativă: d) grătar electric.
Într-un circuit electric, două rezistențe identice, de rezistență R, sunt instalate în paralel și conectate, în serie, la o baterie și un al treilea rezistor, identic cu cele anterioare. În această configurație, curentul care circulă prin circuit este I.0. La înlocuirea acestui al treilea rezistor în serie cu un alt rezistor de 2R, noul curent din circuit va fi
Acolo0
b) 3I0/5
c) 3I0/4
d) Eu0/2
Hei0/4
În prima situație, rezistența echivalentă va fi dată de:
În a doua situație, rezistența rezistenței în serie se schimbă la 2R, deci rezistența echivalentă în această nouă situație va fi egală cu:
Deoarece nu a existat nicio modificare a valorii bateriei care alimentează circuitul, tensiunea este aceeași în ambele situații. Având în vedere legea lui Ohm, avem următoarele egalități:
Alternativă: b) 3I0/5
În unele case, gardurile electrificate sunt folosite pentru a evita potențialii intruși. Un gard electrificat funcționează cu o diferență de potențial electric de aproximativ 10.000 V. Pentru a nu fi letal, curentul care poate fi transmis prin intermediul unei persoane nu trebuie să fie mai mare de 0,01 A. Rezistența electrică a corpului între mâinile și picioarele unei persoane este de aproximativ 1 000 1.
Pentru ca curentul să nu fie letal pentru o persoană care atinge gardul electrificat, generatorul de tensiune trebuie să aibă o rezistență internă care, în raport cu cea a corpului uman, este:
a) practic nul.
b) aproximativ egală.
c) de mii de ori mai mari.
d) de ordinul de 10 ori mai mare.
e) de ordinul de 10 ori mai mic.
Pentru această întrebare vom folosi ecuația unui generator, deoarece vrem să comparăm rezistența internă a generatorului cu rezistența corpului uman. Această ecuație este dată de:
Fiind:
U: diferența de potențial a circuitului (V)
ε: forța electromotivă (V)
r: rezistența internă a generatorului (Ω)
i: curent (A)
Valoarea lui U poate fi găsită folosind legea lui Ohm, adică U = R.i. Rețineți că această rezistență este cea a circuitului, care în acest caz este egală cu rezistența corpului.
Înlocuind valorile problemei în ecuația generatorului, avem:
Acum, trebuie să aflăm de câte ori rezistența internă a generatorului trebuie să fie mai mare decât rezistența corpului. Pentru aceasta, să împărțim una la alta, adică:
Prin urmare, rezistența internă a generatorului ar trebui să fie de aproximativ 1000 de ori mai mare decât rezistența corpului persoanei.
Alternativă: c) de mii de ori mai mare.
Trei lămpi identice au fost conectate în circuitul schematic. Bateria are o rezistență internă neglijabilă, iar firele au rezistență zero. Un tehnician a efectuat o analiză a circuitului pentru a prezice curentul electric în punctele: A, B, C, D și E; și a etichetat acești curenți ITHE, EuB, EuÇ, EuD HeiȘI, respectiv.
Tehnicianul a concluzionat că lanțurile care au aceeași valoare sunt
AcoloTHE = EuȘI HeiÇ = EuD.
b) EuTHE = EuB = EuȘI HeiÇ = EuD.
c) EuTHE = EuB, numai.
d) EuTHE = EuB = EuȘI, numai.
HeiÇ = EuB, numai.
În diagrama de mai jos reprezentăm curenții care curg prin diferitele ramuri ale circuitului.
Urmând schema, observăm că euTHE HeiB sunt la fel și că euç HeiD sunt, de asemenea, la fel.
Alternativă: a) ITHE = EuȘI HeiÇ = EuD
6) Enem PPL - 2016
Șocul electric este o senzație cauzată de trecerea curentului electric prin corp. Consecințele unui șoc variază de la o simplă sperietură până la moarte. Circulația sarcinilor electrice depinde de rezistența materialului. Pentru corpul uman, această rezistență variază de la 1 000 Ω când pielea este umedă, până la 100 000 Ω când pielea este uscată. O persoană descultă, spălându-și casa cu apă, și-a umezit picioarele și a călcat accidental pe un fir gol, suferind o descărcare electrică la o tensiune de 120 V.
Care este intensitatea maximă a curentului electric care a trecut prin corpul persoanei?
a) 1,2 mA
b) 120 mA
c) 8,3 A
d) 833 A
e) 120 kA
Vrem să descoperim curentul maxim care trece prin corpul persoanei. Rețineți că avem două valori de rezistență, una pentru corpul uscat și una pentru corpul umed.
Curentul maxim, deoarece persoana se află într-un corp umed, va fi găsit luând în considerare valoarea minimă dată pentru rezistență, adică 1000 Ω.
Având în vedere această valoare, să aplicăm legea lui Ohm:
Alternativă: b) 120 mA
7) Fuvest - 2010
Măsurătorile electrice indică faptul că suprafața pământului are o sarcină electrică negativă totală de aproximativ 600.000 de coulombi. În furtuni, razele încărcate pozitiv, deși rare, pot ajunge la suprafața pământului. Curentul electric al acestor raze poate atinge valori de până la 300.000 A. Ce fracțiune din sarcina electrică totală a Pământului ar putea fi compensată cu o rază de 300.000 A și o durată de 0,5 s?
a) 1/2
b) 1/3
c) 1/4
d) 1/10
e) 1/20
Valoarea curentă se găsește aplicând următoarea formulă:
Fiind:
i: curent (A)
Î: încărcare electrică (C)
Δt: interval (e) de timp
Înlocuind valorile indicate, găsim:
Pentru a cunoaște fracțiunea din sarcina electrică totală a Pământului care ar putea fi compensată de rază, să facem următorul motiv:
Alternativă: c) 1/4
Pentru a afla mai multe, consultați și:
- Asociația Rezistor - Exerciții
- Asociația formatorilor
- Formule de fizică
