Prąd stały
Sprawdzian 2
Grupa A
Zadanie 1 (4 pkt)
Oblicz opór zastępczy układu.
Opór zastępczy układu oporników wynosi $R_{z} = \frac{33}{7}R$.
Zadanie 2 (3 pkt)
Oblicz, ile razy wzrośnie opór właściwy drutu wykonanego z miedzi po podgrzaniu od temperatury $t_0 = 20^ oC$ do temperatury $t_1 = 80^ oC$. Załóż, że można pominąć zmianę długości i przekroju poprzecznego drutu podczas podgrzewania. Współczynnik temperaturowy dla miedzi wynosi $\alpha = 3,9 \cdot 10^{-3}\ \frac{1}{\text{K}}$.
Wzrost oporu właściwego: $1.234$ raza
Zadanie 3 (7 pkt)
Wyciągarka linowa podniosła materiał budowlany o masie $m = 200\ \text{kg}$ na wysokość $h = 15\ \text{m}$ ruchem jednostajnym w czasie $t = 45\ \text{s}$. Silnik wyciągarki pobierał moc $P = 700\ \text{W}$ i był podłączony do prądu o napięciu $U = 230\ \text{V}$. Oblicz:
a) sprawność wyciągarki,
b) natężenie prądu płynącego w uzwojeniach silnika,
c) moc straconą w tym urządzeniu.
a) Sprawność wyciągarki: $\approx 93,4\%$ (lub $0,934$)
b) Natężenie prądu: $\approx 3,04\ \text{A}$
c) Moc stracona: $\approx 46\ \text{W}$
Zadanie 4 (5 pkt)
Opór wewnętrzny baterii wynosi $r = 0,5\ \Omega$. Oblicz SEM ogniwa i spadek napięcia na oporze wewnętrznym baterii, gdy zasila ona urządzenie o oporze $R = 5,5\ \Omega$, a w każdej minucie przez obwód przepływa ładunek o wartości $q = 60\ \text{C}$.
SEM ogniwa: $\mathcal{E} = 6,0\ \text{V}$
Spadek napięcia na oporze wewnętrznym: $U_r = 0,5\ \text{V}$
Zadanie 5 (6 pkt)
Do baterii o SEM $\mathcal{E} = 4\text{ V}$ i oporze wewnętrznym $r = 0,5\text{ }\Omega$ podłączono równolegle oporniki o oporach $R_1 = 8\text{ }\Omega$ i $R_2 = 4\text{ }\Omega$.
Ile wynoszą: natężenie prądu w całym obwodzie oraz iloraz natężenia prądu płynącego przez opornik $R_1$ i natężenia prądu płynącego przez opornik $R_2$?
Natężenie prądu w całym obwodzie: $I = \frac{24}{19}A$
Iloraz natężeń prądów: $\frac{I_1}{I_2} = 0,5$
Grupa B
Zadanie 1 (4 pkt)
Oblicz opór zastępczy układu.
Opór zastępczy układu wynosi $\frac{145}{74}R$.
Zadanie 2 (3 pkt)
Oblicz, ile razy wzrośnie opór właściwy drutu wykonanego z aluminium po podgrzaniu od temperatury $t_0 = -10^ oC$ do temperatury $t_1 = 40^ oC$. Załóż, że można pominąć zmianę długości i przekroju poprzecznego drutu podczas podgrzewania. Współczynnik temperaturowy dla aluminium wynosi $\alpha = 4,3 \cdot 10^{-3}\ \frac{1}{\text{K}}$.
Wzrost oporu właściwego: $1.215$ raza
Zadanie 3 (7 pkt)
Wyciągarka linowa podniosła materiał budowlany o masie $m = 120\ \text{kg}$ na wysokość $h = 10\ \text{m}$ ruchem jednostajnym w czasie $t = 30\ \text{s}$. Silnik wyciągarki pobierał moc $P = 400\ \text{W}$ i był podłączony do prądu o napięciu $U = 230\ \text{V}$. Oblicz:
a) sprawność wyciągarki,
b) natężenie prądu płynącego w uzwojeniach silnika,
c) moc straconą w tym urządzeniu.
a) Sprawność wyciągarki: $\approx 98,1\%$ (lub $0,981$)
b) Natężenie prądu: $\approx 1,74\ \text{A}$
c) Moc stracona: $\approx 7,6\ \text{W}$
Zadanie 4 (5 pkt)
Opór wewnętrzny baterii wynosi $r = 1,0\ \Omega$. Oblicz SEM ogniwa i spadek napięcia na oporze wewnętrznym baterii, gdy zasila ona urządzenie o oporze $R = 9,0\ \Omega$, a w ciągu 2 minut przez obwód przepływa ładunek o wartości $q = 120\ \text{C}$.
SEM ogniwa: $\mathcal{E} = 10,0\ \text{V}$
Spadek napięcia na oporze wewnętrznym: $U_r = 1,0\ \text{V}$
Zadanie 5 (6 pkt)
Do baterii o SEM $\mathcal{E} = 6\ \text{V}$ i oporze wewnętrznym $r = 2\ \Omega$ podłączono równolegle oporniki o oporach $R_1 = 6\ \Omega$ i $R_2 = 12\ \Omega$. Ile wynoszą: natężenie prądu w całym obwodzie oraz iloraz natężenia prądu płynącego przez opornik $R_1$ i natężenia prądu płynącego przez opornik $R_2$?
Natężenie prądu w całym obwodzie: $1\ \text{A}$
Iloraz natężeń prądów $\frac{I_1}{I_2}=2$
