Vaje z električnim tokom

Električni tok predstavlja količino naboja, ki gre skozi vodnik na enoto časa. Enota električnega toka v mednarodnem sistemu je amper (A).

Pri izračunih električnih vezij moramo pogosto izračunati tok, ki teče skozi njihove sponke. Kot zelo zaračunana vsebina na sprejemnih izpitih na fakulteti

Torej, ne zamudite priložnosti, da preverite svoje znanje, tako da preizkusite spodnje vaje in upoštevate predlagane resolucije.

Rešena in komentirana vprašanja

1) UERJ - 2019

Enaki omski upori so bili kombinirani v štirih različnih vezjih in izpostavljeni isti napetosti U_{A, B}. Oglejte si sheme:

V teh pogojih se električni tok manjše jakosti vzpostavi v naslednjem vezju:

tam
b) II
c) III
d) IV

Glejte Odgovor

Ker so upori ohmični, lahko v 4 predlaganih tokokrogih uporabimo Ohmov zakon, to je:

U_{A, B} = R_ekv.jaz

Z analizo tega razmerja zaključimo, da če bo napetost na sponkah AB enaka za vsa vezja, bo tista z največjo enakovredno upornostjo imela manj toka.

Zato moramo izračunati ekvivalentno upornost v vsakem vezju.

I) Vzporedno imamo povezane štiri upore. Na ta način bomo našli enakovreden upor tako, da naredimo:

II) V tem vezju so upori povezani zaporedno in vzporedno (mešano povezovanje). Imamo tri veje, v vsaki veji pa sta serijsko povezana dva upora.

Začnemo z iskanjem enakovrednega upora serije. Torej imamo:

Na ta način lahko vezje nadomestimo z vzporednim vezjem, z uporom 2R v vsaki od 3 vej.

Zdaj lahko izračunamo ekvivalentno upornost vzporedne povezave, ki bo enakovredna upornost vezja:

III) To je tudi mešano vezje, z dvema uporoma, ki sta vzporedno povezana in zaporedno s tretjim uporom.

Če najdemo enakovreden upor vzporednika, imamo:

Ekvivalentno upornost vezja najdemo z dodajanjem enakovredne upornosti vzporednika z uporom R, tako da imamo:

IV) Zdaj imamo tri serijske upore, povezane vzporedno z dvema serijskima uporoma. Najdimo najprej enakovreden upor vsake serije:

Zdaj bomo našli enakovredno upornost vezja z izračunom ekvivalentne upornosti vzporednika:

Zdaj, ko smo našli enakovredne odpornosti za vsako vezje, moramo ugotoviti, katero je največje. Biti:

Sklepamo, da bomo imeli v krogu III, ki ima največji upor, najnižjo jakost toka.

Alternativa: c) III

2) Enem - 2018

Nekatere ribe, kot je poraquê, električna jegulja iz Amazonije, lahko ustvarijo električni tok, kadar so v nevarnosti. 1 meter dolgo ogroženo svinjsko meso ustvarja tok približno 2 amperov in napetost 600 voltov.

Tabela prikazuje približno moč električne opreme.

Električna oprema, ki ima moč, podobno moči, ki jo proizvajajo te ogrožene ribe, je

a) Izpušni ventilator.
b) računalnik.
c) sesalnik.
d) električni žar.
e) sušilnik za perilo.

Glejte Odgovor

Najprej moramo ugotoviti, kolikšna je vrednost jakosti, ki jo proizvajajo ribe, za to bomo uporabili formulo moči in nadomestili predstavljene vrednosti:

V primerjavi s podatki v tabeli smo ugotovili, da je ta moč enaka električnemu žaru.

Alternativa: d) električni žar.

3) PUC / RJ - 2018

V električnem tokokrogu sta vzporedno nameščena dva enaka upora, upora R, ki sta zaporedno priključena na baterijo in tretji upor, enak prejšnjim. V tej konfiguraciji je tok, ki teče skozi vezje, I₀. Pri zamenjavi tega tretjega upora v seriji z drugim uporom 2R bo nov tok v vezju

tam₀
b) 3I₀/5
c) 3I₀/4
d) I₀/2
zdravo₀/4

Glejte Odgovor

V prvi situaciji bo enakovreden upor dan:

V drugem primeru se uporni upor zaporedno spremeni na 2R, zato bo enakovredni upor v tej novi situaciji enak:

Ker se vrednost baterije, ki napaja vezje, ni spremenila, je napetost v obeh primerih enaka. Glede na Ohmov zakon imamo naslednje enakosti:

Alternativa: b) 3I₀/5

4) Enem - 2017

V nekaterih domovih se elektrificirane ograje uporabljajo za zaščito pred morebitnimi vsiljivci. Elektrificirana ograja deluje z razliko električnega potenciala približno 10.000 V. Da ne bi bil smrtonosen, tok, ki se lahko prenaša skozi osebo, ne sme biti večji od 0,01 A. Električni upor telesa med rokami in nogami osebe je približno 1 000 1.

Da tok ne bi bil smrten za osebo, ki se dotakne elektrificirane ograje, mora imeti napetostni generator notranji upor, ki je v primerjavi s človeškim telesom:

a) praktično nična.
b) približno enako.
c) tisočkrat večji.
d) približno 10-krat večje.
e) približno 10-krat manjši.

Glejte Odgovor

Za to vprašanje bomo uporabili enačbo generatorja, saj želimo primerjati notranji upor generatorja z uporom človeškega telesa. Ta enačba je podana z:

Biti:

U: potencialna razlika vezja (V)
ε: elektromotorna sila (V)
r: notranji upor generatorja (Ω)
i: tok (A)

Vrednost U lahko najdemo z uporabo Ohmovega zakona, tj. U = R.i. Upoštevajte, da je ta upor vezja vezja, ki je v tem primeru enak uporu telesa.

Če v enačbi generatorja nadomestimo vrednosti problema, imamo:

Zdaj moramo ugotoviti, kolikokrat mora biti notranji upor generatorja večji od upora telesa. Za to delimo enega na drugega, to je:

Zato bi moral biti notranji upor generatorja približno 1000-krat večji od odpornosti telesa.

Alternativa: c) tisočkrat večja.

5) Enem - 2016

V shematsko vezje so bile priključene tri enake žarnice. Akumulator ima zanemarljiv notranji upor, žice pa nimajo upora. Tehnik je izvedel analizo vezja za napoved električnega toka v točkah: A, B, C, D in E; in te tokove označil kot I_THE, JAZ_B, JAZ_Ç, JAZ_D zdravo_INoziroma.

Tehnik je zaključil, da imajo verige enake vrednosti

tam_THE = Jaz_IN zdravo_Ç = Jaz_D.
b) I_THE = Jaz_B = Jaz_IN zdravo_Ç = Jaz_D.
c) I_THE = Jaz_B, samo.
d) I_THE = Jaz_B = Jaz_IN, samo.
zdravo_Ç = Jaz_B, samo.

Glejte Odgovor

V spodnjem diagramu predstavljamo tokove, ki tečejo skozi različne veje vezja.

Po shemi opazimo, da I_THE zdravo_B so enaki in da sem_ç zdravo_D so tudi enake.

Alternativa: a) I_THE = Jaz_IN zdravo_Ç = Jaz_D

6) Enem PPL - 2016

Električni udar je občutek, ki ga povzroči prehod električnega toka skozi telo. Posledice šoka so od preprostega strahu do smrti. Kroženje električnih nabojev je odvisno od odpornosti materiala. Za človeško telo se ta odpornost giblje od 1 000 Ω, ko je koža mokra, do 100 000 Ω, ko je koža suha. Bosi človek, ki si je hišo umil z vodo, se je zmočil in po nesreči stopil na golo žico, pri čemer je pri napetosti 120 V. prišlo do električnega praznjenja.

Kolikšna je največja jakost električnega toka, ki je šel skozi človekovo telo?

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

Glejte Odgovor

Odkriti želimo največji tok, ki teče skozi človekovo telo. Upoštevajte, da imamo dve vrednosti upora, eno za suho telo in drugo za mokro telo.

Največji tok, ker je oseba v mokrem telesu, bo določen ob upoštevanju najmanjše vrednosti, podane za upor, tj. 1000 Ω.

Glede na to vrednost uporabimo Ohmov zakon:

Alternativa: b) 120 mA

7) Fuvest - 2010

Električne meritve kažejo, da ima zemeljska površina skupni negativni električni naboj približno 600.000 kulomov. V nevihtah lahko pozitivno nabiti žarki, čeprav redki, dosežejo zemeljsko površje. Električni tok teh žarkov lahko doseže vrednosti do 300.000 A. Kateri del celotnega zemeljskega električnega naboja bi lahko izravnali s polmerom 300.000 A in trajanjem 0,5 s?

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

Glejte Odgovor

Trenutna vrednost se najde z uporabo naslednje formule:

Biti:

i: tok (A)
Q: električni naboj (C)
Δt: časovni interval (s)

Z zamenjavo navedenih vrednosti najdemo:

Če želite vedeti del celotnega električnega naboja Zemlje, ki bi ga lahko kompenzirali s polmerom, naredimo naslednji razlog:

Alternativa: c) 1/4

Če želite izvedeti več, glejte tudi:

• Združenje uporov - vaje
• Združenje trenerjev
• Formule fizike