Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

RFkhdlNi550Hk1

Ćwiczenie 1

Na czym polega zamiana energii elektrycznej na energię wewnętrzną podczas przepływu prądu przez przewodnik?

Energia elektryczna elektronów zamienia się na ich energię kinetyczną a ta przekazywana jest podczas zderzeń atomom sieci krystalicznej.
Pole elektryczne wewnątrz przewodnika powoduje działanie siły na atomy sieci krystalicznej a to skutkuje wzrostem temperatury przewodnika.
Podczas ruchu elektronów pojawia się siła tarcia między nimi a to oznacza zamianę energii elektrycznej w wewnętrzną.
Pojawienie się siły elektrostatycznej działającej na elektrony powoduje, że poruszają się one wewnątrz przewodnika coraz szybciej.

R18p1w4kIlx4P1

Ćwiczenie 2

Znajdź sposób na zapamiętanie wzorów określających moc wydzielaną na oporniku a następnie zaznacz wszystkie prawidłowe wzory.

$P = \frac{U^{2}}{R}$
$P = I U$
$P = I R^{2}$
$P = U^{2} R$
$P = \frac{U}{I}$
$P = \frac{I}{R^{2}}$

Ćwiczenie 3

R15fbKZg0P29s

Dwie grzałki o takiej samej sprawności podłączono do domowej sieci elektrycznej. Zmierzono, że przez pierwszą w nich przepływa prąd o natężeniu I₁ = 9A a przez drugą, I₂ = 3A. Pierwsza z nich pracowała przez czas t₁ = 1 h. Ile godzin musi pracować druga grzałka, by całkowite ciepło przekazane przez nią otoczeniu było takie samo, jak w przypadku pierwszej grzałki?

Odpowiedź: ............ h

Praca wykonana przez prąd elektryczny przy tych samych wartościach napięcia jest proporcjonalna zarówno do natężenia prądu jak i do czasu. Przy jednakowych wartościach sprawności grzałek oraz ilościach wydzielonego ciepła, wielkości te są odwrotnie proporcjonalne do siebie. To znaczy: im większe natężenie prądu, tym mniejszy czas pracy.

Można to również wyrazić wzorem:

$Q_{1} = Q_{2}$ ,

czyli przy jednakowych sprawnościach: $W_{1} = W_{2}$

czyli $U I_{1} t_{1} = U I_{2} t_{2}$

czyli $t_{2} = \frac{I_{1}}{I_{2}} t_{1}$

Ćwiczenie 4

Rv65Zm5GajFLp

Żarówkę o mocy 100 W, przeznaczoną do pracy w domowej sieci elektrycznej o napięciu 230 V podłączono do akumulatora o napięciu 23 V. Jaka moc wydziela się w żarówce podłączonej do akumulatora?

Odpowiedź: ............ W

Na podstawie mocy (P) i napięcia znamionowego (U) możemy obliczyć opór elektryczny żarówki (R):

$P = \frac{U^{2}}{R}$ , czyli $R = \frac{U^{2}}{P}$

Moc PIndeks dolny 1 wydzielana po podłączeniu żarówki do akumulatora o napięciu UIndeks dolny 1 będzie więc równa:

$P_{1} = \frac{U_{1}^{2}}{R} = \frac{U_{1}^{2}}{U^{2}} P = {(\frac{U_{1}}{U})}^{2} P$

Ćwiczenie 5

R1FmZkcOIWYJB

Ćwiczenie 6

RTY9zIxmeEOGv

Producent pralki podał następujące jej parametry: moc silnika przy najwyższych obrotach - 600 W, moc grzałki - 2 kW, moc pompy wody - 30 W. Jakie jest natężenie prądu pobieranego przez pralkę podczas wirowania końcowego? Podaj wynik zaokrąglony do dwóch cyfr znaczących.

Odpowiedź: ............ A

$I = \frac{P}{U} = \frac{630 W}{230 V} = 2, 7 A$

Ćwiczenie 7

RElLLIw5UXP7x

Producent podał, że żarówka LED emituje strumień świetlny o wartości 800 lm (lumenów). Uczeń zmierzył natężenie prądu płynącego przez tę żarówkę podłączoną do domowej instalacji elektrycznej o napięciu U = 230 V i otrzymał wartość I = 40 mA. Jaką część pobranej energii elektrycznej zamienia ona w energię świetlną? Wiadomo, że idealne źródło światła, które całą pobraną energię zamienia na energię promieniowania widzialnego ma skuteczność świetlną 683 lm/W. Wynik podaj w procentach, z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

Odpowiedź: ............ %

Korzystając z danych w zadaniu obliczamy moc elektryczną pobieraną przez żarówkę:

$P = I \cdot U = 0,04 A \cdot 230 V = 9,2 W$ .

Skuteczność świetlna badanej żarówki wynosi więc 800 lm / 9,2 W = 87 lm/W.

Oznaczając procent energii zamienianej na światło przez badaną żarówką jako p, układamy proporcję:

$\frac{100 %}{683 l m / W} = \frac{p %}{87 l m / W}$

Stąd p = 13%

Dawne żarówki tradycyjne miały około 6 razy mniejszą skuteczność.

Ćwiczenie 8

R1SoLssZldg2C

Jak należy przesyłać energię elektryczną na znaczne odległości, aby straty energii podczas przesyłu były jak najmniejsze?

Straty związane są z ruchem elektronów, czyli natężenie prądu elektrycznego płynącego w przewodach musi być jak najmniejsze, więc napięcie jak największe.
Moc wydzielana na przewodach jest proporcjonalna do napięcia sieciowego i natężenia prądu (P = U·I ), czyli obie te wielkości powinny być jak najmniejsze.
Ponieważ moc wydzielana na przewodach wyrażona jest wzorem P = U² / R, więc im mniejsze napięcie sieciowe, tym mniejsze straty.

Film samouczek

Dla nauczyciela