Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 376. Praca i moc prądu elektrycznego

Zadanie

Żarówkę o mocy 15 watów dostosowaną do napięcia 24 wolt chcemy podłączyć do wyższego napięcia - do napięcia w instalacji domowej, czyli do napięcia 230V.

Jaki opornik R₀ należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?

Jaką moc będzie pobierał układ z instalacji?

Jaka moc będzie wydzielana na oporniku zabezpieczającym?

Wykorzystane pojęcia:

Elektryczność.

Prąd elektryczny.

Natężenie prądu elektrycznego.

Napięcie jako przyczyna przepływu prądu elektrycznego.

Oporność elektryczna.

Praca prądu elektrycznego.

Moc prądu elektrycznego.

Energia wydzielana na oporze.

Połączenie oporności elektrycznych.



Fizyka bada całą przyrodę, ale szuka podstawowych jej praw.

Jest to możliwe tylko wtedy, gdy wprowadzimy podział na zjawiska i założenia upraszczające.

W konsekwencji otrzymamy model "czystych" zjawisk. Zjawiska te są wyizolowane z otoczenia i często opisywane w bardzo sformalizowany sposób.

Jedną z grup zjawisk podstawowych są zjawiska elektryczne. Można powiedzieć, że obecna cywilizacja istnieje tylko dzięki elektryczności.

Podstawowe sposoby wykorzystania zjawisk elektryczności to zastosowanie prądu elektrycznego do wywoływania różnych zjawisk (np. ogrzewanie, ruch).

Podstawowym (powszechnym) zjawiskiem towarzyszącym przepływowi prądu elektrycznego jest zamiana energii elektrycznej na energię wewnętrzną przewodnika.

Oznacza to, że każdy przewodnik przez który płynie prąd elektryczny grzeje się. Od przewodników ogrzewa się otoczenie. Zjawisko to jest powszechne, ale nie zawsze możemy je zauważyć.

Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Do swego przepływu ładunki te muszą mieć odpowiednią energię i "drogę".

Energię potrzebną do ukierunkowanego przepływu cząstek naładowanych elektrycznie dostarcza źródło napięcia.

"Drogę" zapewniają przewodniki. W przypadku przewodników stałych są to metale i węgiel oraz półprzewodniki.

Każdy przewodnik stawia opór przepływowi prądu elektrycznego. Tę własność materiału przewodnika nazywamy opornością elektryczną.

Od przyłożonego do przewodnika napięcia zależy natężenie prądu.

Przy dużym napięciu otrzymamy większe natężenie prądu niż przy małym. W przewodniku o małym oporze otrzymamy przy tym samym napięciu większe natężenie prądu niż w przewodniku o dużym oporze.

Własności i prawa prądu elektrycznego wykorzystamy do rozwiązania teoretycznego zadania o znaczeniu praktycznym.

Rozwiązane zadania

Żarówkę o mocy nominalnej 15 watów dostosowaną do napięcia 24 wolt chcemy podłączyć do wyższego napięcia - do napięcia w instalacji domowej, czyli do napięcia 230V.

Jaki opornik R₀ należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?

Jaką moc będzie pobierał układ z instalacji?

Jaka moc będzie wydzielana na oporniku zabezpieczającym?

Wyprowadzenie zależności na oporność zabezpieczającą i obliczenie wartości szukanych wielkości.








Kursy i szkolenia na NetCoaching.pl

376.9-2010.03.01