Δυο ροοστάτες και δυο λαμπτήρες

Στο κύκλωμα του σχήματος έχουμε συνδέσει δύο ροοστάτες Ρ1, Ρ2 και δύο όμοιες λάμπες πυρακτώσεως Λ1, Λ2. Η πηγή έχει στους πόλους της τάση V = 12V, ενώ η μέγιστη αντίσταση που μπορεί να παρεμβάλλει στο κύκλωμα κάθε ροοστάτης είναι R = 100Ω. Όταν και οι δυο δρομείς δ1 και δ2 βρίσκονται στο αριστερό άκρο του κάθε ροοστάτη, το ιδανικό αμπερόμετρο Α δείχνει 500mA.

α) Να υπολογίσετε την αντίσταση του κάθε λαμπτήρα, υποθέτοντας ότι υπακούει στο νόμο του Ohm.

β) Αν L το μήκος του αντιστάτη κάθε ροοστάτη, μετακινούμε τους δρομείς δκαι δ2 σε αποστάσεις L/2 και L/4 από το αριστερό άκρο. Ποια θα είναι τώρα η ένδειξη του αμπερομέτρου Α και οι εντάσεις των ρευμάτων που διαρρέουν τους λαμπτήρες;

γ) Η θέση του δρομέα δ1 επηρεάζει τη φωτοβολία του λαμπτήρα Λ2; Δικαιολογείστε την σκέψη σας.

δ) Μπορούμε να παρατηρήσουμε, πραγματοποιώντας το πείραμα, ότι καθώς κινούμε το δρομέα, από κάποια τιμή της ένδειξης του αμπερομέτρου και κάτω, μη μηδενική, οι λάμπες δε φωτοβολούν. Γιατί νομίζετε ότι συμβαίνει αυτό;

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Το κύκλωμα του Έντισον

Το 1884 ο Θωμάς Έντισον (Thomas Edison), χρησιμοποιούσε γεννήτριες συνεχούς τάσης για να τροφοδοτήσει με ηλεκτρικό ρεύμα τις γειτονιές της Νέας Υόρκης. Από μία γεννήτρια το ρεύμα έφτανε στα σπίτια με χάλκινα καλώδια συνολικού μήκους l1 = 800m. Σε αυτό συνδέονταν παράλληλα  N = 5000 λάμπες, που κάθε μία χρειαζόταν V = 110V για να λειτουργεί κανονικά, ενώ κατανάλωνε ισχύ P = 60,5W. Στο σχήμα έχουν συνδεθεί μόνο δύο λάμπες. Η ειδική αντίσταση του χαλκού είναι ρ = 0,018μΩm και το εμβαδόν διατομής των αγωγών ήταν S = 100mm2. Λόγω αυξημένης ζήτησης, ο Έντισον αποφάσισε να επεκτείνει το δίκτυο. Έτσι στην ίδια γεννήτρια συνδέθηκαν καλώδια διπλάσιου μήκους που πήγαινε το ηλεκτρικό ρεύμα σε 2Ν λάμπες.

Πριν και Μετά την επέκταση, υπολογίστε:

α) την αντίσταση Rαγ των αγωγών σύνδεσης και την καταναλισκόμενη ισχύ Ρκ στους λαμπτήρες.

β) τη συνολική αντίσταση Rκ των καταναλωτών λαμπτήρων πριν και μετά την επέκταση.

γ) την ένταση του ρεύματος που πρέπει να διαρρέει το κύκλωμα

δ) την απώλεια ισχύος στους αγωγούς σύνδεσης και την ισχύ που παρέχει η γεννήτρια στην εγκατάσταση.

ε) την απόδοση της διάταξης.

Θεωρείστε ότι οι λαμπτήρες υπακούουν στο νόμο Ohm.

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Ο ενεργειακός ρόλος του μαύρου κουτιού

Στο σχήμα βλέπουμε ένα τμήμα ΑΒ ενός κυκλώματος. Οι αντιστάσεις είναι R1 = 3Ω, R2 = 4Ω και R3 = 5Ω, ενώ το ρεύμα Ι3 = 2Α. Η διαφορά δυναμικού ανάμεσα στα σημεία Α και Β είναι VA – VB = 34V. Μέσα στο μαύρο κουτί, μπορεί να υπάρχει πηγή ή αντιστάτης.

α) Κάποιος ισχυρίζεται ότι οι αντιστάσεις R2 και Rείναι συνδεδεμένες παράλληλα και ο συνδυασμός τους σε σειρά με την R1Συμφωνείτε ή διαφωνείτε με αυτό τον ισχυρισμό; Δικαιολογείστε την απάντησή σας.
β) Υπολογίστε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη R1.
γ) Βρείτε την ισχύ που προσφέρει το ηλεκτρικό ρεύμα στο τμήμα ΑΒ του κυκλώματος.
δ) Το ηλεκτρικό δίπολο που βρίσκεται μέσα στο μαύρο κουτί προσφέρει ή απορροφά ενέργεια στο κύκλωμα; Ποιος είναι ο ρυθμός προσφοράς ή κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας του διπόλου μέσα στο κουτί;
ε) Ποια είναι η διαφορά δυναμικού VΔ – VΒ στα άκρα του μαύρου κουτιού;
στ) Για καθηγητές
Μπορείτε να σχεδιάσετε ένα κλειστό κύκλωμα, που να επαληθεύει τα συμπεράσματά σας;

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Ένα κύκλωμα με μεγάλη μεταβλητή αντίσταση

Στο κύκλωμα του διπλανού σχήματος η αντίσταση Rx είναι μεταβλητή (ροοστάτης). Ας υποθέσουμε ότι οι τιμές που μπορεί να πάρει είναι από R0 ως ∞.
Η πηγή έχει ΗΕΔ Ε και εσωτερική αντίσταση r, για την οποία ισχύει r << R << R0.
Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες είναι λάθος; Δικαιολογείστε την απάντησή σας.
α) Η διαφορά δυναμικού στην αντίσταση R παραμένει σχεδόν σταθερή καθώς μεταβάλλουμε την Rx.
β) Το ρεύμα που διαρρέει την Rx είναι σχεδόν σταθερό καθώς μεταβάλλουμε την Rx.
γ) Το ρεύμα Ι, που διαρρέει την πηγή εξαρτάται από την Rx.
δ) Το ρεύμα Ι, που διαρρέει την πηγή ικανοποιεί πάντα τη σχέση  Ι > Ε/(R+r).

Απάντηση(Word)

Απάντηση(Pdf)

Συνεχές Ηλεκτρικό Ρεύμα 2018

 

Όσοι θέλετε επιπλέον ασκήσεις σε ένα απαξιωμένο στην Ελλάδα (μόνο) μάθημα, πατήστε την εικόνα…

Οι τίτλοι των ασκήσεων, αν τοποθετηθούν σε μηχανή αναζήτησης οδηγούν στο συγγραφέα, του οποίου είναι πνευματική ιδιοκτησία.

Πηγή: Ylikonet.gr

 

Πρόσημα στην ισχύ των ηλεκτρικών διπόλων

catsΌταν ένα ηλεκτρικό δίπολο με άκρα Α και Β συνδέεται σε κύκλωμα ποιόν ενεργειακό ρόλο έχει;

Στην παρακάτω ανάλυση, εκτός από τη διαφορά δυναμικού  VAB, χρησιμοποιούμε και την μεταβολή του δυναμικού ΔVAB = VB – VA για μελέτη του ενεργειακού ρόλου του διπόλου.

Η συνέχεια ΕΔΩ

Kατηγορίες

Πρόσφατα άρθρα

Σαν σήμερα

19/3/1987: Φεύγει από τη ζωή ο Λουί Βιτόρ ντε Μπρολί, γάλλος φυσικός με σημαντικό έργο στη μελέτη των ακτινών Χ και την πυρηνική φυσική.
Τιμήθηκε με βραβείο Νόμπελ το 1929. [γεν. 15/8/1892]
   - Σχετικές αναρτήσεις

Άνοιγμα μενού
Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων