PovezaveKontakt

Električni tok

  1. Oceni povprečno hitrost elektronov v bakreni žici s presekom 1 mm^2 po kateri teče tok 1 A! Kilomolska masa bakra je 64 kg, gostota okoli 8000 kg/m^3.

    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.

  2. ZFP-83 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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.

  8. 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.

  9. 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.

  10. 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.

  11. 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.

  12. 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.
    +e 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.


ZFP = Zbirka Fizikalnih Problemov z rešitvami 2, R.Kladnik, H. Šolinc