Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Egyszerű áramkör

494
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 éve
0