Επαναληπτική άσκηση στις Συνθήκες κανονικής λειτουργίας – Συνδεσμολογία αντιστατών – ΗΕΔ

This is the surface of an EPROM with SEM

Αυτή είναι η επιφάνεια ενός ΕPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) silicon microchip (μικρο – τσίπ κατασκευασμένο από σιλικόνη) . Μια απεικόνιση από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο .

Σας παρουσιάζουμε μια επαναληπτική άσκηση από τις συνθήκες κανονικής λειτουργίας – Συνδεσμολογία αντιστατών – Ηλεκτρεγερτική δύναμη (ΗΕΔ) .

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

ΘΕΜΑ Δ

Δίνεται το διάγραμμα V – I για τον ωμικό αντιστάτη με αντίσταση R1 .

kos epan gen sxima 2_1

Οι συνθήκες κανονικής λειτουργίας για μια συσκευή με αντίσταση R2 , είναι η ισχύς 36 Watt και η τάση 18 Volt .

Ο αντιστάτης και η συσκευή συνδέονται παράλληλα , η συσκευή λειτουργεί κανονικά, το κύκλωμα φυσικά διαθέτει πηγή ηλεκτρεγερτικής δύναμης Ε και εσωτερικής αντίστασης r.

kos epan gen sxima 3_1

Αν η ολική ισχύς που παρέχει η πηγή στο κύκλωμα είναι 63 Watt , να βρεθούν :

Δ1. Τις αντιστάσεις R1 και R2 , καθώς και την ισοδύναμη αντίσταση τους .

Δ2. Το ρεύμα που διαρρέει κάθε αντιστάτη και το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα .

Δ3. Την πολική τάση της πηγής , την ηλεκτρεγερτική δύναμη της πηγής και την εσωτερική αντίσταση της πηγής .

Δ4. Το ρεύμα βραχυκύκλωσης , η ισχύς που καταναλώνει η πηγή και η ισχύς που δίνει η πηγή στο εξωτερικό κύκλωμα .

Λύση

Δ1.

Από το διάγραμμα που μας δίνεται Ι1 = 3 Α και V1 = 54 Volt .

Νόμος του Ohm στον R1 :

Ι1 = V1 / R1 ⇒

R1 = 54 / 3 ⇒

R1 = 18 Ω .

Από τις συνθήκες κανονικής λειτουργίας για την συσκευή :

Ρκ = Vκ² / R2 ⇒

R2 = Vκ² / Ρκ ⇒

R2 = 18² / 36 ⇒

R2 = 9 Ω .

Οι αντιστάσεις R1 και R2 είναι συνδεδεμένοι παράλληλα , άρα :

1 / Rολ = (1 / R1) + (1 / R2) ⇒

1 / Rολ = (1 / 18) + (1 / 9) ⇒

1 / Rολ = 3 / 18 ⇒

Rολ = 18 / 3 ⇒

Rολ = 6 Ω .

Δ2.

kos epan gen sxima 1_1

Η ισχύς κανονικής λειτουργίας :

Ρκ = Vκ·Ικ 

Ικ = Ρκ / Vκ 

Ικ = 36 / 18 ⇒

Ικ = 2 Α .

Η συσκευή λειτουργεί κανονικά , άρα :

Ι= Ικ 

Ι= 2 Α .

Η τάση στα άκρα της συσκευής είναι Vκ = 18 Volt .

Οι αντιστάσεις R1 και R2 είναι συνδεδεμένοι παράλληλα , άρα :

V= Vκ = 18 Volt .

Νόμος του Ohm στην αντίσταση R1 :

Ι= V/ R1 ⇒

Ι= 18 / 18 ⇒

Ι= 1 Α .

1ος κανόνας του kirchhoff :

Ι = Ι+ Ι

Ι = 1 + 2 ⇒

Ι = 3 Α .

Δ3.

Η πολική τάση της πηγής

Vπ = Vκ 

Vπ = 18 Volt .

Η ολική ισχύς που παρέχει η πηγή στο κύκλωμα :

Ρολ = Ε·Ι ⇒

Ε = Ρολ / Ι ⇒

Ε = 63 / 3 ⇒

Ε = 21 Volt .

H πολική τάση της πηγής :

Vπ = Ε – Ι·r ⇒

Ι·r = E – Vπ 

r = (E – Vπ) / I ⇒

r = (21 – 18) / 3 ⇒

r = 1 Ω .

Δ4.

Το ρεύμα βραχυκύκλωσης :

Ιβρ = Ε / r ⇒

Ιβρ = 21 / 1 ⇒

Ιβρ = 21 A .

H ισχύς που καταναλώνει η πηγή :

Ρr = I²·r ⇒

Ρr = 3²·1 ⇒

Ρr = 9 Watt .

Η ενέργεια διατηρείται , άρα και η ισχύς διατηρείται :

Ρολ = Ρεξ + Ρr ⇒

Ρεξ = Ρολ – Ρr ⇒

Ρεξ = 63 – 9 ⇒

Ρεξ = 54 Watt .

Ελπίζουμε η άσκηση να σας φανεί χρήσιμη .

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

Advertisements

One thought on “Επαναληπτική άσκηση στις Συνθήκες κανονικής λειτουργίας – Συνδεσμολογία αντιστατών – ΗΕΔ

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