Strona na telefon
376. Praca i moc prądu elektrycznego
Zadanie
Żarówkę o mocy 15 watów dostosowaną do napięcia 24 wolt chcemy podłączyć do wyższego napięcia - do napięcia w instalacji domowej, czyli do napięcia 230V.
Jaki opornik R0 należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?
Jaką moc będzie pobierał układ z instalacji?
Jaka moc będzie wydzielana na oporniku zabezpieczającym?
Wykorzystane pojęcia:
Elektryczność.
Prąd elektryczny.
Natężenie prądu elektrycznego.
Napięcie jako przyczyna przepływu prądu elektrycznego.
Oporność elektryczna.
Praca prądu elektrycznego.
Moc prądu elektrycznego.
Energia wydzielana na oporze.
Połączenie oporności elektrycznych.
Fizyka bada całą przyrodę, ale szuka podstawowych jej praw.
Jest to możliwe tylko wtedy, gdy wprowadzimy podział na zjawiska i założenia upraszczające.
W konsekwencji otrzymamy model "czystych" zjawisk. Zjawiska te są wyizolowane z otoczenia i często opisywane w bardzo sformalizowany sposób.
Jedną z grup zjawisk podstawowych są zjawiska elektryczne. Można powiedzieć, że obecna cywilizacja istnieje tylko dzięki elektryczności.
Podstawowe sposoby wykorzystania zjawisk elektryczności to zastosowanie prądu elektrycznego do wywoływania różnych zjawisk (np. ogrzewanie, ruch).Podstawowym (powszechnym) zjawiskiem towarzyszącym przepływowi prądu elektrycznego jest zamiana energii elektrycznej na energię wewnętrzną przewodnika.
Oznacza to, że każdy przewodnik przez który płynie prąd elektryczny grzeje się. Od przewodników ogrzewa się otoczenie. Zjawisko to jest powszechne, ale nie zawsze możemy je zauważyć.
Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Do swego przepływu ładunki te muszą mieć odpowiednią energię i "drogę".
Energię potrzebną do ukierunkowanego przepływu cząstek naładowanych elektrycznie dostarcza źródło napięcia.
"Drogę" zapewniają przewodniki. W przypadku przewodników stałych są to metale i węgiel oraz półprzewodniki.
Każdy przewodnik stawia opór przepływowi prądu elektrycznego. Tę własność materiału przewodnika nazywamy opornością elektryczną.
Od przyłożonego do przewodnika napięcia zależy natężenie prądu.
Przy dużym napięciu otrzymamy większe natężenie prądu niż przy małym. W przewodniku o małym oporze otrzymamy przy tym samym napięciu większe natężenie prądu niż w przewodniku o dużym oporze.
Własności i prawa prądu elektrycznego wykorzystamy do rozwiązania teoretycznego zadania o znaczeniu praktycznym.
Rozwiązane zadania
Żarówkę o mocy nominalnej 15 watów dostosowaną do napięcia 24 wolt chcemy podłączyć do wyższego napięcia - do napięcia w instalacji domowej, czyli do napięcia 230V.
Jaki opornik R0 należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?
Jaką moc będzie pobierał układ z instalacji?
Jaka moc będzie wydzielana na oporniku zabezpieczającym?
Wyprowadzenie zależności na oporność zabezpieczającą i obliczenie wartości szukanych wielkości.
Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań
Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?
Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.
Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania
Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń
Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.
Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?
Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym
Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?
Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego
Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?
Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.
Rozwiązane zadania z kinematyki
Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)
Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.
Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.
Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.
RozwiązanieDwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.
Pomoc z matematyki
Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki
Pomoc z historii
Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?