Keresés

Keresendő kifejezés:

Toplista

Toplista
  • betöltés...

Segítség!

Ahhoz, hogy mások kérdéseit és válaszait megtekinthesd, nem kell beregisztrálnod, azonban saját kérdés kiírásához ez szükséges!

Egyszerű áramkör

48
Csatoltam képet.
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

3
1)
Az Ohm törvényt kell csak használni: `R=U/I`

Az ellenállások párhuzamosan vannak kapcsolva, vagyis mindhármon ugyanakkora feszültség van. Ez pedig megegyezik a kapocsfeszültséggel, `U`-val. (Ez azért van, mert ahol vezeték megy, ott nem változik a feszültség.)

Egyetlen egy olyan ellenállás van, aminek tudjuk az ellenállását is, meg a rajta folyó áramot is: `R_3`
`R_3=U/I_3`
`U=R_3·I_3="1,6"\ kΩ·15\ mA`
A kiloohm azt jelenti, hogy 1000 ohm, a milliamper meg azt jelenti, hogy ezred amper:
`U="1600"\ Ω·"0,015"\ A=24\ V`
(Lehetett volna úgy is, hogy mivel a kilo ezer, a milli meg ezred, ezek szorzata pont kiejti egymást, ezért a mértékegység Volt lesz. Vagyis az 1,6-ot lehet szorozni a 15-tel, ami 24 V.)

Aztán ismerjük `R_1` értékét, kellene `I_1`:
`R_1=U/I_1`
`I_1=U/R_1=(24\ V)/(960\ Ω)=...\ A` számold ki.
Kicsi szám lesz, érdemesebb milliamperbe átszámolni.

Aztán ismert `I_2`, kellene `R_2`:
`R_2=U/I_2 = (24\ V)/(10\ mA)="2,4"\ kΩ`

Összes áramerősség:
A fő ágban folyó `I` áram három részre oszlik, vagyis a három rész összege az `I`:
`I=I_1+I_2+I_3=...` add össze.

Eredő ellenállás:
Az meg olyan, mintha egyetlen ellenállás lenne a 3 helyett. `U` feszültség van rajta és `I` áram folyik rajta keresztül:
`R_e=U/I=(24\ V)/(I " amit összeadtál")`
0

2)
A belső ellenállást úgy kell elképzelni, hogy sorba van kötve a terhelő ellenállással.

Ha nincs terhelő ellenállás (ezt nevezzük üresjáratnak), akkor nem folyik áram, ezért az `R_b` ellenállás mindkét végén ugyanakkora feszültség van. Azt `U_ü`-nek mértük, tehát az "ideális" feszültségforrás feszültsége `U_ü`.

Rajzold ezt fel. A szélén van az `U_ü` feszültség, onnan megy az `R_b` ellenállás, és vele sorbakötve az `R_t`. Mindkettőn `I_t` áram folyik át, hiszen sorba vannak kötve, nem tud másfelé menni az áram. A terhelő ellenállás feszültsége `U_k`.

Sorba vannak kötve az ellenállások, tehát az eredőjük `R_b+R_t`.
Ohm törvény:
`R_e=R_b+R_t=U_ü/I_t=(15\ V)/(2\ A)="7,5"\ Ω`

A terhelő ellenállásra felírva az Ohm törvényt:
`R_t=U_k/I_2=(12\ V)/(2\ A)=6\ Ω`

A belső ellenállás:
`R_b+R_t="7,5"\ Ω`
`R_b+6\ Ω="7,5"\ Ω`
`R_b="1,5"\ Ω`

c)
Összes leadott teljesítmény:
`P_ö=U_ü·I_t=15\ V·2\ A=30\ W`

d)
A hasznos teljeítmény az, ami a terhelőellenálláson van:
`P_h=U_k·I_t=12\ V·2\ A=24\ W`
Hatásfok:
`η=P_h/P_ö=(24\ W)/(30\ W)="0,8"`
Százalékosan úgy jön ki, hogy megszorozzuk 100%-kal: 80%

e)
Thevenin helyettesítőkép:
Az egy olyan áramkör, ami áll egy feszültségforrásból és sorba kötött ellenállásból, de nem zárt. Ez kompatibilis azzal, amit a terhelő ellenállásra kapcsolt müszerekkel mérnénk.

Vagyis a helyettesítő feszültségforrás feszültsége `U_k=12\ V`, az egy szem ellenállás meg pont annyi, mint az ellenállások eredője, tehát `R_e="7,5"\ Ω`

Ezt rajzold meg. Ilyesmi lesz, csak más adatokkal:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c9/Thevenin_step_4.png
(Az ellenállást ne olyan cikk-cakk-nak rajzold, mint az ábrán, hanem egy téglalapnak. Amerikában cikk-cakk, Magyarországon téglalap.)
0

3)
Ha a csúszka középen van, akkor az 1 kΩ potméter fele van felül, másik fele alul, és a kettő közötti pont a csúszka.
Razold fel a 24 V-os feszültséget, amire ez a két fél kΩ-os ellenállás van kötve sorosan.
Aztán középről meg alulról vezess ki vezetéket a rajzodon, és oda rajzold az ismeretlen R ellenállást. Valahogy úgy, mint ennek a jobb oldala:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c9/Potentiometer_with_load.svg/474px-Potentiometer_with_load.svg.png
(Ne cikk-cakkos ellenállásokat rajzolj, de csak ilyen ábrát találtam.)

Próbáljunk kiszámolni mindent amit csak sikerül, anélkül, hogy arra figyelnénk, mik a kérdések.

Az alsó két ellenálláson 7,2 V mérhető. Ennyi áram folyik rajtuk:
(Ohm törvény: `R=U/I`)
A balon: `("7,2"\ V)/I_1="0,5"\ kΩ quad quad quad quad I_1=("7,2"\ V)/("0,5"\ kΩ)="14,4"\ mA`
A jobbon: `("7,2"\ V)/I_2=R quad quad quad quad quad quad quad I_2=("7,2"\ V)/R`

- Ennek a két áramerősségnek az összege megy át a felső ellenálláson.
- Az alsó és a felső ellenállás sorba van kötve, ezért feszültségeiknek az összege 24 V. Vagyis a felső ellenálláson `U_3`=24V-7,2V=16,8 V feszültség mérhető.

(Megint Ohm törvény)
`"0,5"\ kΩ=("16,8"\ V)/(I_1+I_2)`
`I_1+I_2=("16,8"\ V)/("0,5"\ kΩ)="33,6"\ mA`
Ennyi áram folyik a felső ellenálláson.

`I_2="33,6"\ mA-"14,4"\ mA="19,2"\ mA`
Ez folyik át az ismeretlen R ellenálláson. A feszültség rajta 7,2 V. Akkor megint Ohm:
`R=("7,2"\ V)/("19,2"\ mA)=...\ kΩ` számold ki.

Minden megvan, most már lehet figyelni arra, miket kérdeznek:

A teljesítmény:
`P=U·I_2="7,2"\ V·"19,2"\ mA=...\ mW`

Veszteség a potméteren:
A potméter két fél ellenállásán áram folyik át, ez adja a veszteségeket:
Felsőn: `P_3=U_3·I_3="16,8"\ V·"33,6"\ mA=...\ mW`
Alsón: `P_1=U_1·I_1="7,2"\ V·"14,4"\ mA=...\ mW`
Ennek a kettőnek az összege a veszteség.
Módosítva: 4 hete
0