Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 377. Praca i moc prądu elektrycznego

Żarówkę o mocy 100W dostosowaną do napięcia 110V chcemy podłączyć do wyższego napięcia 230V.
Jaki opornik R0 należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?
Pomijamy zależność oporu żarówki od stopnia jej ogrzania.

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.

Podstawowe wykorzystanie zjawisk elektryczności to zastosowanie prądu elektrycznego do wywoływania różnych zjawisk.

Podstawowym (powszechnym) zjawiskiem towarzyszącym przepływowi prądu elektrycznego jest zamiana energii elektrycznej na energie 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 przepływowi prądu elektrycznego opór. 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 zadanie

Żarówkę o mocy 100W dostosowaną do napięcia 110V chcemy podłączyć do wyższego napięcia 230V.
Jaki opornik R₀ należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?

Pomijamy zależność oporu żarówki od stopnia jej ogrzania.

Wyprowadzenie zależności na oporność zabezpieczającą i obliczenie wartości szukanych wielkości.

Obliczenia

Wykorzystamy prawo Ohma dla odcinka obwodu i zależność na moc prądu elektrycznego.



Natężenie prądu elektrycznego w odcinku przewodnika zależy od przyłożonego napięcia do tego przewodnika napięcia.

Moc prądu płynącego w przewodniku obliczamy jako iloczyn natężenia prądu płynącego w przewodniku przez napięcie przyłożone do tego przewodnika.

Kursy i szkolenia na NetCoaching.pl

377.4-2009.03.30