Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 15531

Power electric plug

Το ηλεκτρικό ρεύμα, μια επανάσταση για τον άνθρωπο, μια ακόμα προσφορά της φυσικής.

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση που καλύπτει την ύλη από την συνδεσμολογία αντιστατών έως και το τέλος του κεφαλαίου του ηλεκτρικού ρεύματος.

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

ΘΕΜΑ Δ

Στο ηλεκτρικό κύκλωμα δίνονται:

R1 = 12 Ω και R2 = 6 Ω. Για την ηλεκτρική πηγή του κυκλώματος δίνονται: E = 36 V και r = 1 Ω.

15531 b gen

Να βρείτε:

Δ1. Τη τιμή της αντίστασης Rx αν γνωρίζετε ότι η ολική εξωτερική αντίσταση του κυκλώματος είναι ίση με 11 Ω.

Δ2. Τη πολική τάση της πηγής και τη τάση στα άκρα της αντίστασης R1.

Δ3. Τη συνολική ισχύ που καταναλώνεται στο εξωτερικό κύκλωμα.

Δ4. Εάν η αντίσταση R2 καταστραφεί και δεν διαρρέεται από ρεύμα, η τάση στα άκρα της αντίστασης R1 θα είναι η ίδια με αυτήν που υπολογίσατε στο ερώτημα Δ2 ή όχι; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

Λύση

Δ1.

Το κύκλωμα γίνεται :

15531 b gen_1

Άρα οι αντιστάτες R1 και R2 είναι συνδεδεμένοι παράλληλα :

1 / R1,2 = (1 / R1) + (1 / R2) ⇒ 1 / R1,2 = (1 / 12) + (1 / 6) ⇒ 1 / R1,2 = 3 / 12 ⇒ R1,2 = 12 / 3 ⇒ R1,2 = 4 Ω .

Οι αντιστάτες R1,2 και Rx είναι συνδεδεμένοι σε σειρά :

Rολ = R1,2 + Rx ⇒ Rx = Rολ – R1,2 ⇒ Rx = 11 – 4 ⇒ Rx = 7 Ω .

Δ2.

Νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα :

Ι = Ε / (Rολ + r) ⇒ Ι = 36 / (11 + 1) ⇒ Ι = 3 A .

H πολική τάση της πηγής είναι :

Vπ = Ε – Ι·r ⇒ Vπ = 36 – 3·1 ⇒ Vπ = 33 Volt .

Νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα :

Ι = Vx / Rx ⇒ Vx = I·Rx ⇒ Vx = 3·7 ⇒ Vx = 21 Volt .

Αφού οι αντιστάτες R1,2 και Rx είναι συνδεδεμένοι σε σειρά :

Vπ = Vx + V1 ⇒ V1 = Vπ – Vx ⇒ V1 = 33 – 21 ⇒ V1 = 12 Volt .

Δ3.

H συνολική ισχύ που καταναλώνεται στο εξωτερικό κύκλωμα :

Ρεξ = Vπ·Ι ⇒ Ρεξ = 33·3 ⇒ Ρεξ = 99 Watt .

Ή Ρεξ = Ι²·Rολ ⇒ Ρεξ = 3²·11 ⇒ Ρεξ = 99 Watt .

Δ4.

Αφού η R2 καταστρέφεται , τι κύκλωμα ανοίγει στη θέση της R.

15531b b gen_1

Η νέα ολική αντίσταση είναι :

Rολ΄ = R1 + Rx ⇒ Rολ΄ = 12 + 7 ⇒ Rολ΄ = 12 + 7 ⇒ Rολ΄ = 19 Ω .

Νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα :

Ι΄ = V1΄ / R1 ⇒ V1΄ = Ι΄·R1 ⇒ V1΄ = 1,8·12 ⇒ V1΄ = 21,6 Volt .

Παρατηρούμε ότι η τάση δεν παραμένει η ίδια.

Προτείνουμε η άσκηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

Advertisements

2 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 15531

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s