Stejnosmˇern´y elektrick´y proud – pˇr´ıklady
Pracovn´ı verze – naposledy upraveno v 22:21, 9. kvˇetna 2013.
1. Jednoduch´
e zapojen´ı rezistor˚
u
Vypoˇc´ıtejte celkov´
y odpor spojen´
ych rezistor˚
u a celkov´
y proud proch´azej´ıc´ı obvodem. Jak´a jsou napˇet´ı na jednotliv´
ych
rezistorech a jak´e proudy jimi prot´ekaj´ı?
60 Ω
40 Ω
60 Ω
4,5 V
40 Ω
4,5 V
a)
b)
R1
2. Mˇ
eˇ
ren´ı odpor˚
u
Do sch´ematu pˇrikreslete zapojen´ı voltmetru a amp´ermetru, jimiˇz byste
zmˇeˇrili napˇet´ı na rezistoru R1 a proud j´ım proch´azej´ıc´ı, a vyznaˇcte smˇer
proudu v obvodu. Pˇr´ıstroje v tomto pˇr´ıpadˇe ukazuj´ı hodnoty 4 V a 200 mA.
Jak´
y je odpor rezistor˚
u R1 a R2 ?
R2
U = 10 V
3. Rezistory se sp´ınaˇ
cem
Vypoˇc´ıtejte celkov´
y odpor vˇsech rezistor˚
u, proudy a napˇet´ı
na jednotliv´
ych rezistorech v pˇr´ıpadˇe, ˇze
10 Ω
a) sp´ınaˇc je vypnut´
y;
20 Ω
S
b) sp´ınaˇc je sepnut´
y.
15 Ω
5Ω
12 V
4. Sloˇ
zitˇ
ejˇ
s´ı zapojen´ı rezistor˚
u
Rezistory jsou zapojeny podle obr´
azku n´ıˇze. Jak´
y je celkov´
y odpor vˇsech rezistor˚
u? Jak´
y celkov´
y proud obvodem
prot´ek´
a? Urˇcete napˇet´ı na jednotliv´
ych rezistorech a proudy jimi prot´ekaj´ıc´ı.
50 Ω
20 Ω
30 Ω
50 Ω
30 Ω
40 Ω
10 V
5. Tuˇ
zkov´
e baterie
Nab´ıjec´ı tuˇzkov´
a baterie m´
a napˇet´ı 1,5 V a kapacitu“ 2 700 mA · h – maxim´alnˇe tolik n´aboje dok´aˇze dodat do obvodu.
”
Vyj´
adˇrete toto mnoˇzstv´ı n´
aboje v coulombech. N´
apovˇeda: 1 C = 1 A · s.
ˇ ri takov´e baterie pˇripoj´ıme (s´eriovˇe) k ˇz´aroviˇcce, kter´a m´a parametry 6 V a 100 mA. Jak dlouho vydrˇz´ı
Ctyˇ
ˇz´
aroviˇcka sv´ıtit? Pˇredpokl´
adejte, ˇze ˇz´
aroviˇcka pˇrestane sv´ıtit, kdyˇz bateri´ım dojde n´aboj“. Ve skuteˇcnosti pˇrestane
”
sv´ıtit dˇr´ıv – kdyˇz znatelnˇe poklesne napˇet´ı bateri´ı.
6. Proud ˇ
z´
aroviˇ
ckou
ˇ aroviˇckou pˇripojenou k napˇet´ı 6 V teˇce proud 100 mA. Kolik n´aboje proteˇce ˇz´aroviˇckou za 2 minuty? Kolik je to
Z´
elektron˚
u?
1/3
7. Zvyˇ
sujeme proud
V elektrick´em obvodu rovnomˇernˇe zv´
yˇs´ıme stejnosmˇern´
y proud z nuly na 400 mA za 5 sekund. Okamˇzit´
y proud je
tedy pˇr´ımo u
´mˇern´
y ˇcasu. Kolik n´
aboje proteˇce obvodem za tˇechto 5 sekund?
8. Ploch´
a baterie
Nov´
a ploch´
a baterie m´
a elektromotorick´e napˇet´ı 4,5 V. Pˇripoj´ıme-li n´ı ˇz´aroviˇcku o odporu 24 Ω, tak svorkov´e napˇet´ı
bude 4,32 V a obvodem poteˇce proud 180 mA. Jak´
y je vnitˇrn´ı odpor baterie? Naˇcrtnˇete z´avislost svorkov´eho napˇet´ı
baterie na proch´
azej´ıc´ım proudu. Jak´
y n´
aboj projde obvodem za ˇctvrt hodiny? Jakou pr´aci vykon´a elektrick´
y proud
v obvodu za tuto dobu? Jak´
y je v´
ykon zdroje a v´
ykon elektrick´eho proudu v obvodu (neboli pˇr´ıkon ˇz´aroviˇcky)? Jak´
a
je u
´ˇcinnost1 elektrick´eho obvodu?
9. Vybit´
a baterie
M´ırnˇe vybit´
a ploch´
a baterie m´
a elektromotorick´e napˇet´ı 4,2 V. M´ame dva stejn´e rezistory nezn´am´eho odporu. Pˇripoj´ıme-li k baterii jeden rezistor, poteˇce obvodem proud 105 mA. Pˇripoj´ıme-li oba, poteˇce proud 200 mA. Jak´
y je odpor
rezistor˚
u a jak´
y vnitˇrn´ı odpor m´
a baterie?
10. Odpory z grafu
Namˇeˇrili jsme amp´ervoltov´e charakteristiky (z´
avislost I na U ) pro dva rezistory. Jak´e jsou jejich odpory? Nakreslete
amp´ervoltovou charakteristiku rezistoru o odporu 20 Ω.
500
I / mA
400
300
R1
200
R2
100
0
0
1
2
3
4
5
6
U /V
7
8
9
10
11. Odpor vodiˇ
ce
Jak´
y je odpor mˇedˇen´eho vodiˇce s kruhov´
ym pr˚
uˇrezem o pr˚
umˇeru 1 mm, m´a-li d´elku 50 cm? Jak´
y je odpor mˇedˇen´eho
vodiˇce dvojn´
asobn´eho pr˚
umˇeru a dvojn´
asobn´e d´elky? Mˇern´
y elektrick´
y odpor mˇedi je 0,017 Ω · mm2 · m−1 .
12. Baterie ve zkratu
Jak´
y proud poteˇce mˇedˇen´
ym vodiˇcem o pr˚
umˇeru 1 mm a d´elce 50 cm (viz pˇr´ıklad 11), kdyˇz j´ım propoj´ıme p´oly baterie
z pˇr´ıkladu 8? Pˇredpokl´
adejte, ˇze vodiˇc je k baterii dokonale vodivˇe pˇripojen, a tedy nevznik´a dalˇs´ı odpor v m´ıstech
kontakt˚
u.
13. Teplotn´ı z´
avislost odporu
Rezistor tvoˇren´
y mˇedˇen´
ym vodiˇcem m´
a pˇri 20 ◦C odpor 100 Ω. Pˇri teplotˇe 25 ◦C byl namˇeˇren odpor 103,5 Ω. Urˇcete
teplotn´ı souˇcinitel mˇedi. Jak´
y odpor bude m´ıt rezistor pˇri teplotˇe 30 ◦C a pˇri teplotˇe 15 ◦C?
1 Tedy
pomˇ
er v´
ykonu dodan´
eho do obvodu ku v´
ykonu zdroje.
2/3
20 V
10 V
3/3
100 Ω
20 Ω
50 Ω
14. Spoˇ
c´ıtej proudy
Urˇcete proudy (vˇcetnˇe smˇeru) ve vˇetv´ıch obvodu na obr´azku.
10 V
Download

Stejnosmerný elektrický proud – pr´ıklady