Ohmov zakon
-
Ocenimo povprečno hitrost elektronov v bakreni žici s presekom 1 mm2 po kateri teče tok 1 A! Kilomolska masa bakra je 64 kg, gostota okoli 8000 kg/m3.
I = e/t = (N/V) v t S e0/t.
(N/V) = NA/V0, kje rje V0 = M/rho = 8E-3 m-3 prostornina, ki jo zavzema en kmol bakra.
Sledi (NA/V) = 7.5E28 m-3.
Povprečna hitrost je v = I/((N/V) S e0) = 0.08 mm/s.
-
Kos bakra mase 20 g bi radi zvlekli v žico z uporom 1
W. Kolikšen mora biti premer žice? Gostota bakra je
8,9 g/cm3, specifični upor je z = 0,017
Wmm2/m.
R = z l/S. Premer mora biti 0,5 mm.
-
ZFP-87
Volframska nitka v žarnici ima pri temperaturi 20oC
upor
50 W. Žarnico priključimo na napetost 220 V.
Kolikšna je temperature žarnice, če žarnica prevaja tok
0,4 A? Temperaturni koeficient upora za volfram je a =
4,5. 10-3 K-1.
D R = a R0 D T. Dobimo
D T = 2222 K. Končna temperatura je 2242oC.
-
ZFP-103 Upornike R1=100 W, R2=400 W,
R3=100W in R4=300 W priključimo na napetost
240 V, kot kaže slika. Kolikšna je napetost na uporniku
R2? Kolikšno moč troši upor R3? Koliko toplote odda
upor R1 v 1 minuti.
Napetost na R1 je 80 V. Napetost na R2 je
160 V. Tok skozi R2 je 0,4 A. Tok skozi R3 in R4 je
0,4 A. U3 = 40 V, U4 = 120 V. Moč P3 = 16 W.
Oddana toplota je 3840 J.
-
ZFP-120
Tri baterije gonilnih napetosti U1=5 V, U2=12 V in
U3=8 V ter notranjih uporov R1=1 W, R2=2 W
in R3=1,5 W zvežemo z ampermetrom, kot kaže slika.
Upor ampermetra je 10,5 W. Kolikšen tok teče skozi
ampermeter?
Skozi ampermeter teče tok 1 A.
-
ZFP-121
Upornike R1=10W, R2= 20W in R3=60 W
zvežemo z baterijama U1=10 V
in U2 = 25 V, kot kaže
slika. Notranja upora baterij zanemarimo. Kolikšni so tokovi
skozi posamezne upornike? Kolikšna moč se troši na obeh baterijah?
V zaključenem tokokrogu je vsota gonilnih
napetosti enaka vsoti napetosti na upornikih. To je posplošeni
Ohmov zakon. Ko izberemo smer toka, je napetost na uporniku
pozitivna, če gremo čez upornik v smeri toka. Napetost na
izvoru štejemo za pozitivno, če gremo čez izvor od - k +.
Tok skozi R1 je -0,15 A, skozi R2 = 0,425 A in skozi
R3 0,275 A.
-
ZFP-126
Neznani upor R merimo z voltmetrom in ampermetrom po shemi na
sliki. Notranji upor ampermetra je 5 W, notranji upor
voltmetra je 5 kW. Kolikšen je upor merjenega
upornika, če ampermeter meri tok 0,2 A, voltmeter pa meri
napetost 40 V?
Napetost na uporu je 39 V, upor je 195 W.
-
Z ampermetrom z notranjim uporom 10 W je dovoljeno
meriti največji tok 300 mA. Radi bi merili tok do 3 A.
Določi upor in način njegove vezave, da bomo ampermetru
povečali obseg na 3 A.
Vzporedno ampermetru vežemo upor 1,11 W.
-
ZFP-148
Uporniki R1=10 W, R2=40W in R3=20W ter
kondenzator kapacitete 1 mF so priključeni na napetost
10 V, kot kaže slika. Kolikšen je stalni naboj na
kondenzatorju? Kolikšen tok teče skozi upornik R3?
Kolikšna je napetost na uporniku R2?
Ko se kondenzator napolni sa naboj na njem ne
spreminja več in skozenj ne teče tok. Skozi R1 in R2
teče tok U0/(R1+R2) = 0,2 A. Tok skozi R3 je nič,
zato je napetost na kondenzatorju enaka napetosti na R2 U2
= UC = I R2 = 8 V.
Naboj na kondenzatorju e= UC C = 8 mAs.
-
ZFP-179
Brivnik je napravljen za napetost 110 V in troši moč 40 W.
Kolikšen predupornik potrebujemo, če želimo brivnik
priključiti na napetost 220 V?
Upornost brivnika je 302,5 W. Rabimo torej predupor, ki bo imel upornost 302,5 W.
-
Wheatstonov mostiček sestavljajo drsni upor s celotno
upornostjo 2 kW, konstanten upor 1 kW, ter upor
-- žica, ki je vpeta med jeklena nosilca. Nosilca sta
v ravnovesju 2 m narazen, takrat je upornost žice
1 kW. Za koliko se je povečala razdalja med nosilcema,
če moramo drsni upornik premakniti za 4 mm iz ravnovesja?
Dolžina drsnega upornika je 1 m.
Dodatno vprašanje: Kolikšen tok teče skozi galvanometer, če ob enaki
spremembi razdalje med nosilcema drsni upornik pustimo na sredini
drsnega upornika? Wheatstonov mostiček je priključen na napetost
5 V.
V zaključenem tokokrogu je vsota gonilnih napetosti enaka vsoti napetosti na upornikih.
V ravnovesju velja: R1/R0 =
R{d/2+x}/R{d/2-x}. R1 je
upornost žice = z (l+D l)/S.
Dobimo: R1 = 1,016 kW. D l = 3,2 cm.
Dodatno vprašanje: Tok je 2. 10-5 A.
-
Kondenzator s kapaciteto 100 mF praznimo skozi
10 kW upor. Na začetku je na kondenzatorju napetost 10 V. V kolikšnem času bo napetost na kondenzatorju padla na 1
V? Kolikšen dodatni upor in kako ga moramo vezati, da bo
napetost na 1 V padla v 5 s?
Praznjenje kondenzatorja UC = U0 e-t/t,
t = RC. V našem primeru t = 1 s. Napetost na kondenzatorju
bo padla na 1 V po 2,3 s.
Če hočemo, da pade na 1 V v 5 s, mora biti t = 2,17 s.
Ker se C ne spremeni, je novi R enak 21,7 kW. Zaporedno moramo vezati upor 11,7 kW.
-
Domača naloga, pdf