Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 15526

Cube vide

Βλέπουμε την προσομοίωση μιας ηλεκτρομαγνητικής ταλάντωσης των μορίων ενός υλικού .

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από τα ηλεκτρικά κυκλώματα .

Δείτε αυτό το επαναληπτικό θέμα

Δείτε και αυτό

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια (με ανανεωμένο εβδομαδιαίο πρόγραμμα)

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

ΘΕΜΑ Δ

Στο ηλεκτρικό κύκλωμα δίνονται:

15526 d thema gen

R1 = 120 Ω, R2 = 60 Ω και R3 = 400 Ω (όπου R3) η αντίσταση του λαμπτήρα).

Οι ενδείξεις κανονικής λειτουργίας του ηλεκτρικού λαμπτήρα είναι: Ρκ =100W και VK = 200 V. Για την ηλεκτρική πηγή του

κυκλώματος δίνονται: E = 220 V και r = 0 Ω, ενώ θεωρούμε ότι ο ηλεκτρικός λαμπτήρας

συμπεριφέρεται σαν ωμικός αντιστάτης.

Δ1. Να βρείτε την ολική αντίσταση του κυκλώματος.

Δ2. Να υπολογίσετε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει την αντίσταση R2 και τον ηλεκτρικό λαμπτήρα.

Δ3. Να υπολογίσετε τη συνολική ενέργεια που καταναλώνεται στο εξωτερικό κύκλωμα σε χρονική διάρκεια 10 min.

Δ4. Εάν η αντίσταση R2 καταστραφεί και δεν διαρρέεται από ρεύμα, ο ηλεκτρικός λαμπτήρας θα:

(α) υπερλειτουργεί με κίνδυνο να καταστραφεί.

(β) υπολειτουργεί.

(γ) λειτουργεί όπως και πριν την καταστροφή της αντίστασης R2.

Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση και να τη δικαιολογήσετε.

Λύση

Δ1.

Από τις ενδείξεις κανονικής λειτουργίας του λαμπτήρα έχουμε ,

την αντίσταση του λαμπτήρα :

Ρκ = Vκ² / R3 ⇒ R3 = Vκ² / Ρκ ⇒ R3 = 200² / 100 ⇒ R3 = 400 Ω .

το ρεύμα κανονικής λειτουργίας του λαμπτήρα :

Ρκ = Vκ·Ικ ⇒ Ικ = Ρκ / Vκ ⇒ Ικ = 100 / 200 ⇒ Ικ = 1 / 2  Α .

Οι αντιστάτες R1 και R2 είναι συνδεδεμένοι παράλληλα :

1 / R1,2 = (1 / R1) + (1 / R2) ⇒ 1 / R1,2 = (1 / 120) + (1 / 60) ⇒ 1 / R1,2 = 3 / 120 ⇒

R1,2 = 120 / 3 ⇒ R1,2 = 40 Ω .

Οι αντιστάτες R1,2 και R3 είναι συνδεδεμένοι σε σειρά :

Rολ = R1,2 + R3 ⇒ Rολ = 40 + 400 ⇒ Rολ = 440 Ω .

Δ2.

15526 d thema gen_1

Αφού ο λαμπτήρας λειτουργεί κανονικά Ι = Ικ .

(Νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα :

Ι = Ε / (Rολ + r) ⇒ Ι = 220 / 440 ⇒ Ι = 1 / 2 Α .

παρατηρούμε ότι δίνει την ίδια τιμή Ι στο κύκλωμα με το Ικ)

Η πολική τάση της πηγής :

Vπ = Ε – Ικ·r ⇒ Vπ = Ε – 0·r ⇒ Vπ = Ε ⇒ Vπ = 220 V .

Ισχύει :

Vπ = Vκ + V2 ⇒ V2 = Vπ – Vκ ⇒ V2 = 220 – 200 ⇒ V2 = 20 V .

Νόμος του Ohm στον αντιστάτη R2 :

Ι= V2 / R2 ⇒ Ι= 20 / 60 ⇒ Ι= 1 / 3 Α .

Δ3.

Η συνολική ενέργεια που καταναλώνεται στο εξωτερικό κύκλωμα σε χρονική διάρκεια 10 min :

Q = Ικ²·Rολ·t ⇒ Q = (1 / 2)²·440·10·60 ⇒ Q = 66000 J .

Δ4.

Σωστή επιλογή είναι η β .

Αν η αντίσταση R2 καταστραφεί , δεν διαρρέεται από ρεύμα .

Η ισοδύναμη αντίσταση γίνεται :

Rολ΄ = R1 + R3 ⇒ Rολ΄ = 120 + 400 ⇒ Rολ΄ = 520 Ω .

Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα γίνεται :

Ι΄ = Ε / (Rολ΄ + r) ⇒ Ι΄ = Ε / (Rολ΄ + 0) ⇒ Ι΄ = Ε / Rολ΄ ⇒ Ι΄ = 220 / 520 ⇒ Ι΄ = 0,42 A .

Αφού Ι΄ < Ικ ο λαμπτήρας θα υπολειτουργεί .

Προτείνουμε η ερώτηση 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 15526

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