—
1. Opisz reguły lewej dłoni oraz śruby prawoskrętnej i gdzie oraz w jakim celu je stosujemy.
Reguła lewej dłoni: Jeśli lewą dłoń ustawimy tak, że palce wskazują kierunek prądu (I), a linie pola magnetycznego (B) wnikają w dłoń (czyli od dłoni do wnętrza), to kciuk wskaże kierunek siły (F) działającej na przewodnik.
Reguła śruby prawoskrętnej: Jeśli obrót śruby zgodny z kierunkiem prądu (w cewce), to kierunek przesuwania się śruby pokazuje kierunek linii pola magnetycznego.
Zastosowanie:
Reguły służą do określania kierunku siły elektromagnetycznej (reguła lewej dłoni) i kierunku pola magnetycznego wokół przewodnika lub w cewce (śruba prawoskrętna) – ważne przy budowie silników, cewek, elektromagnesów.
—
2. Scharakteryzuj zjawisko rezonansu szeregowego w obwodzie RLC.
Rezonans szeregowy występuje, gdy reaktancja indukcyjna \( X_L \) równa się reaktancji pojemnościowej \( X_C \), czyli \( X_L = X_C \).
Warunek rezonansu: \( \omega L = \frac{1}{\omega C} \Rightarrow f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \)
Co się dzieje?
Podczas rezonansu impedancja całego obwodu RLC przyjmuje wartość minimalną (równą rezystancji R), co powoduje, że prąd osiąga maksymalną wartość.
—
3. Jakie wielkości znamionowe charakteryzują elementy bierne (pasywne) stosowane w układach elektronicznych.
Dla rezystorów: rezystancja (Ω), moc znamionowa (W), tolerancja (%), zakres temperatur.
Dla kondensatorów: pojemność (F), napięcie pracy (V), tolerancja (%), biegunowość.
Dla cewek: indukcyjność (H), prąd maksymalny (A), rezystancja uzwojenia.
Wyjaśnienie:
Znamionowe parametry określają, w jakich warunkach element działa poprawnie i bezpiecznie. Pomagają dobrać odpowiedni komponent do projektu.
—
4. Co to jest prąd elektryczny i jakie rodzaje prądu elektrycznego występują w obwodach elektrycznych. Jakie wielkości i jednostki charakteryzują prąd elektryczny.
Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych (zazwyczaj elektronów).
Rodzaje: prąd stały (DC), prąd zmienny (AC – sinusoidalny, prostokątny, trójkątny).
Wielkości opisujące prąd:
Natężenie (I) [A]
Napięcie (U) [V]
Opór (R) [Ω]
Moc (P) [W]
Ładunek (Q) [C]
Wyjaśnienie:
Każda wielkość elektryczna odpowiada innej właściwości przepływu prądu; są niezbędne do obliczeń w obwodach.
—
5. Scharakteryzuj proces ładowania kondensatora przez rezystor. Co się dzieje z prądem płynącym przez kondensator od momentu podłączenia kondensatora do napięcia.
Podczas ładowania kondensatora napięcie na jego okładkach rośnie wykładniczo, a prąd w obwodzie maleje wykładniczo.
Początkowo (t = 0): prąd maksymalny, bo kondensator zachowuje się jak zwarcie.
Z czasem (t → ∞): prąd dąży do zera, kondensator się „napełnia”, a napięcie na nim zbliża się do napięcia źródła.
Wyjaśnienie:
Wynika to z charakterystyki ładunkowej kondensatora – opór dynamiczny zależy od szybkości zmian napięcia, a nie od jego wartości.
—