Електричний струм являє собою величину заряду, який проходить через провідник за одиницю часу. Одиницею електричного струму в міжнародній системі є ампер (А).
При розрахунках електричних ланцюгів нам часто доводиться обчислювати струм, що проходить через їх клеми. Будучи дуже зарядженим вмістом на вступних іспитах в коледжі.
Тож, не втрачайте можливості перевірити свої знання, спробувавши вправи нижче та дотримуючись запропонованих резолюцій.
Вирішені та коментовані питання
1) UERJ - 2019
Ідентичні омічні резистори поєднувались у чотирьох різних схемах і піддавались однаковій напрузі UA, B. Подивіться на схеми:
За цих умов електричний струм меншої інтенсивності встановлюється в такій схемі:
там
б) II
в) III
г) IV
Оскільки резистори є омічними, ми можемо застосувати закон Ома в 4 запропонованих схемах, тобто:
UA, B = Rекв.i
Аналізуючи це співвідношення, ми робимо висновок, що якщо напруга на клемах AB однакова для всіх ланцюгів, то напруга з найбільшим еквівалентним опором матиме менше струму.
Тому нам потрібно розрахувати еквівалентний опір у кожному ланцюзі.
I) У нас чотири резистори, паралельно пов’язані. Таким чином, еквівалентний опір буде знайдено, виконавши:
II) У цій схемі резистори пов’язані послідовно і паралельно (змішане об’єднання). У нас є три гілки, по два резистори, послідовно пов’язані в кожній гілці.
Почнемо з пошуку еквівалентного опору ряду. Отже, маємо:
Таким чином, схему можна замінити паралельною ланцюгом, з резистором 2R в кожній з 3 гілок.
Тепер ми можемо розрахувати еквівалентний опір паралельної асоціації, який буде еквівалентним опором ланцюга:
III) Це також змішана схема, з двома резисторами, паралельно пов’язаними та послідовно з третім резистором.
Знаходячи еквівалентний опір паралелі, маємо:
Еквівалентний опір ланцюга знаходить додаванням еквівалентного опору паралелі з опором R, тому маємо:
IV) Зараз у нас є три послідовні резистори, пов'язані паралельно з двома іншими серійними резисторами. Давайте спочатку знайдемо еквівалентний опір кожної серії:
Тепер ми знайдемо еквівалентний опір схеми, обчисливши еквівалентний опір паралелі:
Тепер, коли ми знайшли еквівалентні опори для кожної схеми, ми повинні визначити, який є найбільшим. Буття:
Ми робимо висновок, що в контурі III, який має найбільший опір, ми матимемо найменшу інтенсивність струму.
Альтернатива: в) III
Деякі риби, такі як пораке, електричний вугор з Амазонки, можуть виробляти електричний струм, коли їм загрожує небезпека. Свинина довжиною 1 метр, яка знаходиться під загрозою зникнення, видає струм близько 2 ампер і напругу 600 вольт.
У таблиці наведено приблизну потужність електричного обладнання.
Електричне обладнання, яке має потужність, подібну до потужності, яку виробляє ця риба, що перебуває під загрозою зникнення, є
а) Витяжний вентилятор.
б) комп’ютер.
в) пилосос.
г) електричний мангал.
д) сушарка для білизни.
Спочатку нам потрібно з’ясувати, яке значення має потенція, яку виробляє риба, для цього ми будемо використовувати формулу потенції та замінювати представлені значення:
Порівнюючи з даними в таблиці, ми виявили, що ця потужність еквівалентна електричному барбекю.
Альтернатива: г) електричне барбекю.
В електричній ланцюзі паралельно встановлюються два однакові резистори опору R, які послідовно підключаються до акумулятора та третього резистора, ідентичного попереднім. У цій конфігурації струм, що протікає по ланцюгу, дорівнює I0. При заміні цього третього резистора послідовно на інший резистор 2R, новий струм в ланцюзі буде
там0
б) 3I0/5
в) 3I0/4
г) Я0/2
Привіт0/4
У першій ситуації еквівалентний опір буде надаватися:
У другій ситуації опір резистора послідовно змінюється на 2R, тому еквівалентний опір у цій новій ситуації буде дорівнює:
Оскільки значення батареї, що живить ланцюг, не змінилось, напруга однакова в обох ситуаціях. Розглядаючи закон Ома, ми маємо такі рівності:
Альтернатива: б) 3I0/5
У деяких будинках для захисту від потенційних зловмисників застосовуються електрифіковані огорожі. Електрифікований паркан працює з різницею електричного потенціалу приблизно 10000 В. Щоб не бути смертельним, сила струму, яка може передаватися через людину, не повинна бути більше 0,01 А. Електричний опір тіла між руками та ногами людини становить приблизно 1000 1.
Щоб струм не був смертельним для людини, яка торкається електрифікованої огорожі, генератор напруги повинен мати внутрішній опір, який по відношенню до опори людського тіла становить:
а) практично нульовий.
б) приблизно рівні.
в) у тисячі разів більший.
г) на порядок у 10 разів більший.
д) на порядок у 10 разів менший.
Для цього питання ми використаємо рівняння генератора, оскільки хочемо порівняти внутрішній опір генератора з опором людського тіла. Це рівняння задається:
Буття:
U: різниця потенціалів ланцюга (V)
ε: електрорушійна сила (V)
r: внутрішній опір генератора (Ω)
i: струм (A)
Значення U можна знайти за допомогою закону Ома, тобто U = R.i. Зверніть увагу, що це опір ланцюга, який у цьому випадку дорівнює опору тіла.
Підставляючи значення задачі в рівняння генератора, маємо:
Тепер нам потрібно з’ясувати, у скільки разів внутрішній опір генератора повинен бути більшим, ніж опір тіла. Для цього поділимо одне на інше, тобто:
Отже, внутрішній опір генератора повинен бути приблизно в 1000 разів більший, ніж опір тіла людини.
Альтернатива: в) більша в тисячі разів.
Три однакові лампи були з'єднані в схематичну схему. Акумулятор має незначний внутрішній опір, а дроти мають нульовий опір. Технік виконав аналіз ланцюга для прогнозування електричного струму в точках: A, B, C, D та E; і позначив ці течії ITHE, ЯB, ЯÇ, ЯD ПривітІвідповідно.
Технік зробив висновок, що ланцюги, що мають однакове значення, є
тамTHE = ЯІ ПривітÇ = ЯD.
б) ЯTHE = ЯB = ЯІ ПривітÇ = ЯD.
в) ЯTHE = ЯB, лише.
г) ЯTHE = ЯB = ЯІ, лише.
ПривітÇ = ЯB, лише.
На діаграмі нижче ми представляємо струми, які протікають через різні гілки ланцюга.
Слідуючи схемі, ми спостерігаємо, що ITHE ПривітB однакові і що яç ПривітD також однакові.
Альтернатива: а) ITHE = ЯІ ПривітÇ = ЯD
6) Enem PPL - 2016
Електричний удар - це відчуття, викликане проходженням електричного струму через тіло. Наслідки шоку варіюються від простого переляку до смерті. Циркуляція електричних зарядів залежить від опору матеріалу. Для людського тіла цей опір коливається від 1000 Ом, коли шкіра мокра, до 100 000 Ом, коли шкіра суха. Босоніж, помивши свій будинок водою, змочив ноги і випадково наступив на оголений дріт, зазнавши електричного розряду при напрузі 120 В.
Яка максимальна інтенсивність електричного струму, який пройшов через тіло людини?
а) 1,2 мА
б) 120 мА
в) 8,3 А
г) 833 А
д) 120 кА
Ми хочемо виявити максимальний струм, який проходить через тіло людини. Зверніть увагу, що ми маємо два значення опору, одне для сухого тіла та мокрого.
Максимальний струм, оскільки людина перебуває у вологому тілі, буде знайдений з урахуванням мінімального значення опору, тобто 1000 Ом.
Розглядаючи це значення, застосуємо закон Ома:
Альтернатива: б) 120 мА
7) Фувест - 2010 рік
Електричні вимірювання показують, що загальна від’ємна електрична зарядність земної поверхні становить приблизно 600 000 кулонів. Під час штормів позитивно заряджені промені, хоч і рідко, можуть досягати земної поверхні. Електричний струм цих променів може досягати значень до 300000 А. Яку частку загального електричного заряду Землі можна компенсувати радіусом 300 000 А і тривалістю 0,5 с?
а) 1/2
б) 1/3
в) 1/4
г) 1/10
д) 1/20
Поточне значення знаходить, застосовуючи таку формулу:
Буття:
i: струм (A)
Q: електричний заряд (C)
Δt: інтервал часу (с)
Замінюючи вказані значення, знаходимо:
Щоб знати частку загального електричного заряду Землі, яку можна компенсувати радіусом, давайте зробимо таку причину:
Альтернатива: в) 1/4
Щоб дізнатись більше, див. Також:
- Асоціація резисторів - вправи
- Асоціація тренерів
- Формули фізики
