Całkowita moc jest sumą mocy włączonych w kuchni odbiorników, czyli:

Moc elektryczna urządzenia, to iloczyn napięcia panującego na jego końcach i natężenia przepływającego przezeń prądu.

Rozwiązując zadanie musimy skorzystać ze wzoru opisanego w podpowiedzi:

Napięcie ($U$) w domowej sieci elektrycznej wynosi 230 V. Dalej możemy postąpić dwojako. Albo zsumować moce wszystkich urządzeń, a następnie zastosować powyższy wzór, albo dla każdego urządzenia obliczyć natężenie przepływającego prądu, a potem skorzystać z własności obwodu rozgałęzionego (połączenia równoległego) i zsumować te natężenia. Bez względu na zastosowaną metodę, otrzymamy, że natężenie prądu przepływającego przez bezpiecznik wynosi około 6,6 A, czyli nie spowoduje jego wyłączenia.

Skorzystaj z prawa Ohma i podpowiedzi do zadania nr 4.

Lampa sufitowa 2519 $\Omega$, każda lampka halogenowa oświetlenia pod szafkami 2645 $\Omega$, lodówka 265 $\Omega$, czajnik 44 $\Omega$

Korzystając z podpowiedzi do zadania nr 4, a następnie stosując prawo Ohma, możemy napisać:

Stąd otrzymujemy wzór, który można zastosować do obliczeń w zadaniu:

Zgodnie ze wzorem na opór zastępczy w połączeniu równoległym (po wstawieniu wartości oporów obliczonych w poprzednim ćwiczeniu) otrzymujemy:

Po wstawieniu wartości oporów obliczonych w poprzednim ćwiczeniu otrzymujemy:

Zaokrąglenie wyniku należy zastosować dopiero na ostatnim etapie obliczeń, do wyniku końcowego.

Jakiego rodzaju jest połączenie obejmujące: źródło, przewód, urządzenia kuchenne?

Wykorzystując podpowiedź, rozważamy trzy elementy połączone szeregowo tak, jak na rysunku.

RMteis2VknTwP

Rysunek przedstawia pętlę obwodu elektrycznego, szeregowo połączono: źródło napięcia 230 wolt wielkie U, opór przewodu małe r, łączny opór urządzeń wielkie R

Wszystkie urządzenia kuchenne znajdują się blisko siebie (w porównaniu z odległością od źródła), więc możemy przyjąć, że panuje na nich takie samo (szukane) napięcie i wykorzystać do obliczeń ich opór zastępczy ($R$), wyznaczony w poprzednim zadaniu. Równanie bilansu napięć (II prawo Kirchhoffa) dla tego obwodu jest następujące:

Wyznaczamy z niego natężenie prądu:

Napięcie panujące na urządzeniach kuchennych możemy obliczyć na podstawie prawa Ohma:

Każdy odbiornik ma do wykonania jakieś zadanie (czyli jakąś pracę). Możemy więc założyć, że moc wydzielana na odbiornikach musiałaby być taka sama. Łącząc odbiorniki szeregowo, a nie równolegle, uzyskalibyśmy sytuację, w której napięcie na każdym z nich byłoby mniejsze, więc do uzyskania wymaganej mocy konieczne byłoby zwiększenie natężenia prądu. Jednak przez wszystkie elementy połączone szeregowo przepływa ten sam prąd, więc urządzenia musiałyby być przerobione tak, by nawet przy małym poborze mocy wytrzymywały ogromne natężenia przepływającego prądu. Cała sieć elektryczna (także przewody połączeniowe oraz transformatory zasilające) musiałaby być przystosowana do wytrzymywania bardzo dużych natężeń prądów, o wartości zależnej od liczby połączonych odbiorników. Te wszystkie zmiany musiałyby być bardzo kosztowne, jeśli w ogóle byłyby wykonalne.

Ponadto, taka sieć byłaby bardzo niebezpieczna dla życia użytkowników, w związku z ryzykiem uszkodzenia izolacji przy dużych natężeniach prądu.

Aby zapewnić zamknięty obwód elektryczny, każdy nieużywany punkt poboru mocy musiałby być zwarty.

Nie ma żadnych wątpliwości, że z powodów praktycznych, obecnie stosowane połączenie równoległe odbiorników w rozgałęzionej sieci elektrycznej jest jedynym możliwym.