Zadania rachunkowe z rozwiązaniami i wyjaśnieniami

—

Zadanie 1.

Narysuj układ i oblicz, jaka wartość natężenia prądu popłynie w obwodzie 4 oporników połączonych szeregowo o ustawionych następujących wartościach rezystancji: R1 = 0,025 kΩ, R2 = 975 Ω, R3 = 8,5∙10² Ω i R4 = 150000 mΩ, napięcie: 10 V.

Obliczenia:

Konwersja jednostek:

R1 = 0,025 kΩ = 25 Ω

R2 = 975 Ω

R3 = 8,5 ∙ 10² Ω = 850 Ω

R4 = 150000 mΩ = 150 Ω

Rezystancja całkowita:

Z prawa Ohma:

Odpowiedź:

Natężenie prądu wynosi 5 mA.

Wyjaśnienie:

W połączeniu szeregowym opory sumują się. Zastosowano prawo Ohma , przeliczając wcześniej wszystkie jednostki na ohmy.

—

Zadanie 2.

Siły działające na przewód o długości 75 cm w polu magnetycznym 75 mT, prąd 0,75 A.

a) Przewód równolegle do linii pola

b) Przewód prostopadle do linii pola

Wzór:

Gdzie:

a) :

b) :

Odpowiedź:

a) Siła = 0 N

b) Siła = 42,2 mN

Wyjaśnienie:

Siła magnetyczna działa maksymalnie, gdy przewód jest prostopadły do linii pola. Gdy jest równoległy, siła wynosi zero, bo .

—

Zadanie 3.

Dwójnik RL: R = 200 Ω, L = 500 mH

Zasilanie:

Częstotliwość:

Porównując z , mamy:

Reaktancja cewki:

Impedancja:

Napięcie skuteczne:

Prąd skuteczny:

Odpowiedź:

Częstotliwość: 100 Hz, natężenie skuteczne: 0,19 A

Wyjaśnienie:

Z częstotliwości wyznaczono reaktancję cewki i całkowitą impedancję. Użyto skutecznych wartości napięcia i prądu dla obwodu RLC.

—

Zadanie 4.

Odległość między chmurami:

Ładunki: ,

Przenikalność względna:

Wzór (prawo Coulomba):

Stała:

Podstawiając:

Odpowiedź:

Siła oddziaływania między chmurami: 18000 N

Wyjaśnienie:

Siła elektryczna rośnie z iloczynem ładunków, a maleje z kwadratem odległości. Zastosowano wzór prawa Coulomba z przenikalnością względną powietrza równą 1.