ZD. Prąd stały.

Prąd stały
Zadania rachunkowe
Zadanie domowe
1. Oblicz opór elektryczny linii przesyłowej o długości 20 km (ρ = 2·10-7 Ω·m), jeżeli pole powierzchni jej przekroju poprzecznego
wynosi 50 mm2. [1 pkt.]
2. Do baterii o SEM równej 9 V (i oporze wewnętrznym 0,1 ) podłączono żarówkę o oporze 4 . Opór elektryczny przewodów
łączących wynosił 0,4 . Oblicz:
a. natężenie prądu płynącego przez żarówkę, [1 pkt]
b. wartość spadku napięcia na oporze wewnętrznym, [1 pkt]
c. moc żarówki, [1 pkt]
d. ilość energii wyemitowanej przez żarówkę (w postaci światła) w ciągu pięciu sekund świecenia, jeżeli jej sprawność wynosiła
10%, [2 pkt]
e. sprawność elektryczną obwodu, definiowaną jako iloraz mocy wydzielonej w odbiorniku (żarówce) do całkowitej mocy
wydzielonej w obwodzie. [1,5 pkt]
3. Dwie identyczne grzałki połączone ze sobą szeregowo ogrzały pewną masę wody od temperatury T1 do T2 w ciągu 20 minut. W
ciągu jakiego czasu grzałki te połączone ze sobą równolegle, ogrzewają dwa razy mniejszą masę wody (w takim samym zakresie
temperatur) , jeżeli napięcie zasilające zmniejszy się dwa razy? [4 pkt.]
4. Grzałka, przez którą płynie prąd o natężeniu
, utrzymuje pewną ciecz w stanie wrzenia, przy czym szybkość parowania
. Oblicz opór elektryczny grzałki R, jeżeli ciepło parowania cieczy wynosi
. Pomiń
cieczy wynosi
straty energii [3 pkt.]
5. Grzałka o mocy P1 można doprowadzić do wrzenia wodę w ciągu czasu t1. W ciągu jakiego czasu t2 zostanie doprowadzona do
wrzenia taka sama ilość wody w tych samych warunkach, jeżeli do pierwszej grzałki dołączona zostanie szeregowo grzałka o
mocy P2? Pomiń straty energii. [4 pkt.]
6. Za pomocą amperomierza o oporze wewnętrznym
można mierzyć natężenie prądu o maksymalnej wartości . Opornik o jakim
oporze i w jaki sposób (szeregowo czy równolegle) należy podłączyć do amperomierza, aby można go użyć do pomiarów
natężeń prądów - razy większych? [3 pkt.]
7. Oblicz natężenie prądu płynącego przez każdy z oporników. [5 pkt.]
21
8. Za pomocą woltomierza o oporze wewnętrznym
można mierzyć napięcia elektryczne o maksymalnej wartości . Opornik o
jakim oporze i w jaki sposób (szeregowo czy równolegle) należy podłączyć do woltomierza, aby można go użyć do pomiarów
napięć elektrycznych - razy większych? [3 pkt.]
9. Dziesięć identycznych oporów połączonych równolegle miało opór zastępczy o wartości 0,5 oma. Oblicz opór w przypadku, gdy
opory te zostaną połączone szeregowo. [1,5 pkt.]
ZD - Prąd stały, cz. II
Strona 1
10. Przewody doprowadzające prąd z sieci do grzałki mają opór R = 1 Ω. Jaki powinien być opór elektryczny grzałki Rg, aby wydzieliła
się w niej moc P = 784 W? Napięcie elektryczne w sieci wynosi 200 V, natomiast wartość oporu elektrycznego grzałki spełnia
zależność:
. [4 pkt.]
11. Opory o wartościach R1 = 10 Ω, R2 = 30 Ω, R3 = 60 Ω połączono ze sobą szeregowo. Moc wydzielona na oporze R 2 wyniosła 120
W. Oblicz moc wydzieloną na oporze R3 oraz napięcie zasilające układ tych oporów. [2 pkt.]
12. Z miedzi o masie m wykonano przewodnik o długości l i połączono ze źródłem napięcia o sile elektromotorycznej . Moc
wydzielana w przewodniku wynosiła P. Oblicz opór wewnętrzny źródła napięcia r, jeżeli opór elektryczny właściwy miedzi
wynosił ρ, a jej gęstość d. Sprawdź jednostkę wynikającą z końcowego wzoru. [4 pkt.]
13. Do napędzania elektrowni wodnej wykorzystywana jest woda doprowadzana z jeziora leżącego o h metrów wyżej od
elektrowni. Podczas zużycia wody w ilości A kg/s natężenie prądu dostarczanego do sieci przez elektrownię wynosi I. Oblicz
sprawność elektrowni η, jeżeli prąd jest dostarczany do sieci pod napięciem U. Sprawdź jednostkę wynikającą z końcowego
wzoru. [3 pkt.]
Odpowiedzi do zadań:
1.
2.
a.
b.
c.
d.
e.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
ZD - Prąd stały, cz. II
Strona 2