Na rysunku przestawiono obwód elektryczny, składający się – w kolejności od lewej – z następujących elementów: bateria, żarówka, ładujący się akumulator, grzejnik, silnik i fotodioda. Dla każdego z tych elementów dopasuj przemianę form energii, jaka w nim zachodzi. Uszereguj przemiany w kolejności elementów (od lewej).
Zastanów się na związkami przyczynowo skutkowymi w obwodzie elektrycznym zbudowanym z ogniwa galwanicznego i silnika. Opisz je we właściwej kolejności.
Zamiana energii chemicznej ogniwa na elektryczną. Powstanie napięcia na zaciskach ogniwa. Nadanie ładunkom znajdującym się w przewodnikach energii. Wykonanie pracy w odbiorniku przez ładunki elektryczne. Powstanie energii w formie energii mechanicznej.
1
Ćwiczenie 6
Ri1BZ4cBD0yhd
Rq96pYkWRcRY5
Pamiętaj, że napięcia połączonych ogniw sumują się.
Napięcie każdej z pięciu baterii wynosi 6 V. Sumarycznie uzyskujemy więc 30 V.
1
Ćwiczenie 7
RXc0SS35Ou5Tx
Wystarczy podzielić wymagane napięcie zasilania (230 V) przez napięcie jednej baterii (9 V).
Po podzieleniu napięcia zasilania przez napięcie jednej baterii uzyskujemy wynik 230 V / 9 V = 26 baterii.
2
Ćwiczenie 8
RrtJpPzOrhAsL
R15fTtqQuGOhK
Przypomnij sobie związek pomiędzy zmianą energii elektrycznej (czyli pracą wykonaną przez źródło lub przez ładunki w silniku) i napięciem elektrycznym w obwodzie. Wystarczy Ci tylko informacja, czy te wielkości są do siebie proporcjonalne, czy nie. Musisz też wiedzieć, jak dodaje się napięcia w obwodzie.
Zgodnie z zasadą dodawania napięć w obwodzie, całkowite napięcie zasilające silnik wynosi
Wiedząc, że praca wykonana przez ładunki w silniku jest równa całkowitej pracy wykonanej nad ładunkami przez oba ogniwa łącznie, możemy skorzystać z proporcji:
21
Ćwiczenie 9
Obwód elektryczny składa się z ogniwa o napięciu 1,5 V oraz odbiornika w formie zwojnicy (długiego, cienkiego drutu nawiniętego na walec). Woltomierz, podłączony tak, jak na rysunku, mierzy napięcie na odbiorniku i wskazuje 1,5 V. Gdy do zwojnicy zbliżamy szybko magnes sztabkowy, wskazania woltomierza zmieniają się. Wyjaśnij, czy mamy w tym przypadku do czynienia ze złamaniem zasady zachowania energii? Porównaj swoją odpowiedź z naszą propozycją.
RrcG3RBlUbOK5
Zastanów się nad tym, czy zasada zachowania energii dotyczy układów, które nie są izolowane.
Nie, zasada zachowania energii obowiązuje zawsze. Dotyczy jednak układów izolowanych. Obwód przedstawiony na rysunku nie jest izolowany, jeśli zbliżamy do zwojnicy zewnętrzny magnes. Poruszający się magnes indukuje w zwojnicy dodatkowy prąd, stąd zmiana wskazań woltomierza. Jeśli jako układ potraktować obwód razem z magnesem, bilans energii zostanie zachowany. Dodatkowa energia elektryczna w obwodzie pojawia się kosztem energii kinetycznej poruszającego się magnesu.