Отпорници су елементи електричног кола који трансформишу електричну енергију у топлоту. Када се у колу појаве два или више отпорника, они могу бити повезани у серију, паралелно или мешовито.
Питања о удружењима отпорника често упадају у вестибуле и извођење вежби је одличан начин да проверите своје знање о овој важној теми електричне енергије.
Решена и коментарисана питања
1) Енем - 2018
Многим паметним телефонима и таблетима више нису потребни тастери, јер се све команде могу давати притиском на сам екран. У почетку се ова технологија пружала путем отпорних сита, у основи формираних од два слоја проводног материјала који се не додирују док их неко не притисне, модификујући укупан отпор кола према тачки у којој се Додирни. Слика је поједностављење кола формираног плочама, у којем А и Б представљају тачке на којима се круг може затворити додиром.
Који је еквивалентни отпор у колу изазван додиром који затвара коло у тачки А?
а) 1,3 кΩ
б) 4,0 кΩ
в) 6,0 кΩ
г) 6,7 кΩ
д) 12,0 кΩ
Пошто је прикључен само прекидач А, отпор повезан на стезаљке АБ неће радити.
Тако имамо три отпорника, два паралелно повезана и у низу са трећим, као што је приказано на слици испод:
За почетак, израчунајмо еквивалентни отпор паралелне везе, за то ћемо почети са следећом формулом:
Еквивалентни отпор паралелне асоцијације повезан је у серију са трећим отпором. Стога еквивалентни отпор ове асоцијације можемо израчунати на следећи начин:
Р.ек = Р.паралелно + Р3
Замењујући вредности отпора, имамо:
Р.ек = 2 + 4 = 6 кΩ
Алтернатива: в) 6,0 кΩ
2) Фувест - 2018
Тренутно се ЛЕД диоде (диода која емитује светлост) користе у кућном осветљењу. ЛЕД су полупроводнички уређаји који проводе електричну струју у само једном смеру. На слици је 8-В ЛЕД (Л) струјни круг, који ради на 4 В, напајан из извора од 6 В (Ф).
Вредност отпора отпора (Р), у Ω, потребна да би ЛЕД радио на своје номиналне вредности, износи приближно
а) 1.0.
б) 2.0.
ц) 3.0.
д) 4.0.
е) 5.0.
Вредност отпора ЛЕД можемо израчунати путем формуле снаге, односно:
Замењујући вредности назначене у питању, имамо:
Струја кроз коло може се наћи применом закона 1. Ома, односно:
У = Р. и
Дакле, израчунавајући струју која пролази кроз ЛЕД, налазимо:
Будући да су ЛЕД и отпорник повезани серијски, струја кроз ЛЕД је иста у кругу.
Уз то можемо пронаћи еквивалентни отпор кола, с обзиром на вредност напона извора и струје кола, то јест:
Да бисте пронашли вредност отпора, само примените формулу за еквивалентни отпор серијског кола, а то је:
Р.ек = Р + РЛЕД
Замењујући вредности, имамо:
3 = Р + 2
Р = 3 - 2 = 1 Ω
Алтернатива: а) 1.0.
3) Уницамп - 2018
Последњих година егзотични материјали познати као тополошки изолатори постали су предмет интензивних научних истраживања широм света. На поједностављени начин, ови материјали су карактеристични по томе што су унутрашњи електрични изолатори, али проводници на њиховој површини. Дакле, ако је тополошки изолатор изложен разлици потенцијала У, имаћемо отпор ефективна на површини различита од отпора запремине, као што показује еквивалентни круг на слици испод. У овој ситуацији разлог између струје ис који пролази кроз проводни део на површини и струју ив који прелази изолациони део унутар материјала вреди
а) 0,002.
б) 0.2.
ц) 100.2.
г) 500.
Отпорници Р.в и Р.с придружени су паралелно. У овој врсти асоцијације, сви отпорници су подвргнути истој потенцијалној разлици У.
Међутим, интензитет струје која пролази кроз сваки отпорник биће различит, јер су вредности отпора различите. Дакле, према 1. закону Ома имамо:
У = Р.с.ис и У = Р.в.ив
Изједначавањем једначина налазимо:
изолујући ив и замењујући вредности отпора, имамо:
Да бисмо пронашли вредност односа Ф, заменимо ив пронађеним изразом, то јест:
Алтернатива: д) 500.
4) УФРГС - 2018
Извор напона чија је електромоторна сила 15 В има унутрашњи отпор 5 Ω. Извор је повезан серијски лампом са жарном нити и отпорником. Извршена су мерења и верификује се да је електрична струја која пролази кроз отпорник 0,20 А, а разлика потенцијала у лампи 4 В. У овој околности, електрични отпор сијалице и отпорника су,
а) 0,8 Ω и 50 Ω.
б) 20 Ω и 50 Ω.
в) 0,8 Ω и 55 Ω.
г) 20 Ω и 55 Ω.
е) 20 Ω и 70 Ω.
У серијском удруживању, струја кроз коло је иста, па струја од 0,20 А такође пролази кроз лампу. Дакле, примењујући Охмов закон, имамо:
Вредност потенцијалне разлике између стезаљки кола можемо израчунати кроз једначину генератора, односно:
Потенцијална разлика између стезаљки сијалице једнака је 4 В и д.д.п. читавог кола је једнако 14 В. Дакле, на прикључцима отпорника разлика потенцијала је једнака 10 В (14-4).
Сада када знамо вредност д.д.п. на отпорник можемо применити Омов закон:
Алтернатива: б) 20 Ω и 50 Ω.
Коло има 3 идентична отпорника, од којих су два постављена паралелно један са другим и повезана у серију са трећим отпорником и са извором од 12В. Струја која пролази кроз извор је 5,0 мА. Колики је отпор сваког отпорника, у кΩ?
а) 0,60
б) 0,80
ц) 1.2
д) 1.6
е) 2.4
Како знамо вредност напона на стезаљкама кола и струје која кроз њега пролази, можемо израчунати вредност еквивалентног отпора применом Охмовог закона, то јест:
У = Р. и
Замењујући вредности и узимајући у обзир да је 5,0 мА једнако 0,005 А, имамо:
Еквивалентни отпор кола једнак је збиру еквивалентног отпора асоцијације паралелно са трећим отпором у серији.
Дакле, морамо пронаћи еквивалентну вредност отпора паралеле, за то ћемо применити следећу формулу:
На овај начин можемо израчунати вредност сваког отпора из еквивалентне вредности отпора у кругу, то јест:
Алтернатива: д) 1.6
6) ЈКП / СП - 2018
Два електрична отпорника, отпорника Р.ТХЕ и Р.Б.генеришу 500 кВх енергије, паралелно повезане и под напоном од 100 В, током 100 непрекидних сати. Ти исти отпорници, када се упаре у низу и подвргну истом напону, током истог временског периода, генеришу 125 кВх енергије.
Одредити, у охм, вредности Р.ТХЕ и Р.Б., редом:
а) 4 и 8.
б) 2 и 8.
в) 2 и 4.
г) 4 и 4.
Електрична енергија је дата формулом Е = П. т, где је П електрична снага, а т време. Потенција се, пак, може наћи путем израза . Стога енергију можемо записати као:
На тај начин ћемо заменити вредности за сваку асоцијацију. У паралелној асоцијацији имамо:
У серијској асоцијацији, еквивалентни отпор биће једнак:
Сада када знамо вредност еквивалентних отпора у свакој од асоцијација, можемо израчунати вредност отпора РТХЕ и Р.Б. применом еквивалентне формуле отпорника.
На Серији:
Паралелно:
Замена Р.ТХЕ у овом изразу имамо:
Решавајући ову једначину 2. степена, откривамо да је Р.Б. = 4 Ω. Заменом ове вредности наћи ћемо вредност Р.ТХЕ:
Р.ТХЕ = 8 - Р.Б.
Р.ТХЕ = 8 - 4 = 4 Ω
Алтернатива: д) 4 и 4.
7) Енем - 2017
Осигурач је заштитни уређај од прекомерне струје у круговима. Када је струја која пролази кроз ову електричну компоненту већа од максималне називне струје, осигурач прегори. На овај начин спречава да велика струја оштети уређаје кола. Претпоставимо да се приказани електрични круг напаја из напона У и да осигурач подржава називну струју од 500 мА.
Колика је максимална вредност напона У да осигурач не би прегорео?
а) 20 В.
б) 40 В.
в) 60В
г) 120В
д) 185 В.
Да бисмо боље визуализовали коло, прецртајмо га. Да бисмо то урадили, именујемо сваки чвор у колу. Дакле, можемо идентификовати какво повезивање постоји између отпорника.
Посматрајући коло, идентификујемо да између тачака А и Б имамо две паралелне гране. У тим тачкама разлика потенцијала је иста и једнака укупној разлици потенцијала кола.
На тај начин можемо израчунати разлику потенцијала у само једној грани кола. Дакле, бирајмо грану која садржи осигурач, јер у овом случају знамо струју која га прелази.
Имајте на уму да је максимална струја која може проћи кроз осигурач једнака 500 мА (0,5 А) и да ће и ова струја пролазити кроз отпор од 120 Ω.
Из ових података можемо применити Охмов закон за израчунавање разлике потенцијала у овом делу кола, односно:
УПРЕ НОВЕ ЕРЕ = 120. 0,5 = 60В
Ова вредност одговара д.д.п. између тачака А и Ц, према томе је и отпор од 60 Ω подвргнут овом напону, јер је паралелно повезан са отпорником од 120 Ω.
Познавајући д.д.п. да је отпор 120 Ω подвргнут, можемо израчунати струју која кроз њега пролази. За то, применимо поново Охмов закон.
Дакле, струја која пролази кроз отпорник од 40 Ω једнака је збиру струје која пролази кроз отпорник од 120 са оном која пролази кроз отпорник од 60 Ω, то јест:
и´ = 1 + 0,5 = 1,5 А
Са овим информацијама можемо израчунати д.д.п. између отпорничких отвора 40 Ω. Тако имамо:
УЦБ = 1,5. 40 = 60В
Да бисте израчунали максимални напон да осигурач не прегори, биће потребно само израчунати збир УПРЕ НОВЕ ЕРЕ са тобомЦБ, дакле:
У = 60 + 60 = 120 В.
Алтернатива: д) 120 В.
Да бисте сазнали више, погледајте такође
- Електрична отпорност
- Струјно коло
- Разлика потенцијала
- Електрична струја
- Вежбе електричне струје
- Удружење тренера
- Електрична енергија
- Проводници и изолатор
- Кирцххоффови закони
- Формуле физике
- Физика у Енем-у
