Preguntas de cálculo de electricidad y física de tercer grado y respuestas detalladas (preguntas cortas)
Solución: (1) El voltímetro mide el voltaje en R. R y R2 están conectados en serie, por lo que el voltaje en R2 es U2=U fuente-U = 12V-8V = 4V 2 = U2/ I = 4V /0.2A = 20ω(2) Cuando la resistencia del reóstato deslizante es 0, la corriente es máxima. Por lo tanto, I max =U fuente/R2 = 12V/20ω= 0.6A (3) Cuando la resistencia del reóstato deslizante es 0, el voltaje compartido por R2 es el mayor, que es igual al voltaje de la fuente de alimentación, y la potencia también es el más grande: P = (fuente U) * (I máx) = 12 V * 0,6 A = 7,2 W
2 Como se muestra en la figura, el voltaje de la fuente de alimentación es constante, R es un deslizamiento. reóstato de 0-20ω, y R0 es una resistencia fija para evitar cortocircuitos. Cuando la resistencia conectada del varistor es de 10 Ω, el amperímetro indica 0,4 A. Durante el proceso de cambio de la resistencia conectada de R, el amperímetro registra indicaciones de 0,38 A, 0,48 A, 0,50 A, 0,52 A. Puede haber solo uno. de los datos anteriores ¿cuál es el valor actual cuando la resistencia del reóstato es 8ω?
Solución (1) A medida que la resistencia total en el circuito se vuelve más pequeña, la corriente en el circuito inevitablemente aumentará, por lo que primero se pueden eliminar 0,38 A (porque es menos de 0,4 A).
(2) Dado que la distribución de voltaje en el circuito en serie es proporcional a la resistencia, cuando la resistencia del varistor deslizante disminuye de 10ω a 8ω, el voltaje en ambos extremos disminuirá inevitablemente. Multiplicamos el reóstato deslizante por 0,48A, 0,50A, 0,52A y 8ω respectivamente para obtener su voltaje, que son 3,84V, 4V, 4,16V y solo 3,84V.
3. resistencias, dos en paralelo y luego en serie con una tercera, ambas conocidas por tener una potencia nominal de 10W. ¿Cuál es la potencia máxima que puede consumir este circuito?
Solución: La resistencia total de dos resistencias en paralelo es: R/2 (total de 1/R = 1/R 1/R). Debido a que la distribución del voltaje neutro en un circuito en serie es proporcional a la resistencia, el voltaje en la parte paralela es la mitad del voltaje dividido por la tercera resistencia en serie. Por lo tanto, cuando el voltaje a través de la resistencia en serie alcanza el voltaje nominal, el circuito consume la potencia máxima (el voltaje a través de las dos resistencias en paralelo no alcanza su voltaje nominal, porque la resistencia en serie no puede soportarlo en este momento). En este momento, la potencia consumida por la tercera resistencia en serie es exactamente igual a su potencia nominal de 10W, y la potencia consumida por cada resistencia en paralelo es 2,5W (porque el voltaje compartido por la parte en paralelo es 1/ del tercio resistencia). Por tanto, el consumo máximo permitido del circuito es La potencia es 10W 2,5W 2,5W=15W.
4. ¿Cuál es la resistencia de la bombilla "220V100W" cuando funciona normalmente? Si esta bombilla está conectada a una fuente de alimentación de 110 V, ¿cuál es la potencia eléctrica real de la bombilla? ¿Cuánta electricidad consume para funcionar durante 10 minutos? ¿Cuántas horas puede funcionar con 1 kilovatio hora de electricidad?
Solución: (1) La resistencia de la bombilla es: r = u ^ 2/p = (220v)2/100 w = 484ω.
(2) Potencia real: p 1 = u 1 2/r = (110V) 2/484 ohmios = 25W.
(3) Consumo de energía en 10 minutos: W=Pt=25W*600s=15000J.
(4) A 110V: t = w/p = 1kW. h/25W = 1kW. h/0,025kW = 40h.
5. La resistencia conocida R es de 20 ohmios. Cuando se apaga la tecla K, la lectura del amperímetro A es 0,2 A; cuando se apaga la tecla K, la lectura del amperímetro A es 0,6 A. Encuentre: (1) Tensión de alimentación U (2) Resistencia de la lámpara l (3 ) La tecla K se apaga Cuando se apaga la alimentación y se enciende durante 10 segundos, el trabajo realizado por la corriente que pasa por l.
Solución: (1) Dado que la corriente que fluye a través de la bombilla cuando el botón está cerrado y abierto es un valor constante, la corriente que fluye a través de R cuando el botón está cerrado es: 0,6A-0,2A=0,4 A, por lo que puede obtenerse la tensión de alimentación U = IR = 0,4A * 20ω = 8V.
(2)Lámpara R=Lámpara U/I= 8V/0.2A = 40ω
(3)w=i^2*r*t=(0.2a)^2 *40ω*10s=16j
6. Un motor de juguete con una potencia nominal de 1 W aumenta el código de gancho de 150 g en 1 m en 2 segundos durante el funcionamiento normal (g es 10 N por). kilogramo).
Solución: Energía eléctrica: W=UIt=Pt=1W*2s=2J.
Trabajo útil: W You = GH = 150g * 10n/kg * 1m = 1,5j.
Eficiencia: 1,5J/2J=75
7. Conecta las lámparas "6v 3w" y "6v 1w" en serie para formar un circuito determinado. Si se permite que una de las lámparas brille normalmente, ¿cuál debería ser el voltaje en todo el circuito? (La resistencia del filamento no cambia con la temperatura).
Solución: El error más común para los principiantes es: 6v 6v=12V. Esto se debe a que la distribución de voltaje en un circuito en serie es proporcional a la resistencia. Debido a que las resistencias de las dos bombillas son diferentes, los voltajes en ambos extremos deben ser diferentes, por lo que es imposible que las dos bombillas emitan luz normalmente al mismo tiempo. En otras palabras, dado que dos 6v no pueden aparecer al mismo tiempo, no tiene sentido sumarlos para encontrar el voltaje en ambos extremos del circuito.
La solución correcta es que la resistencia de la primera bombilla es: r = U2/p =(6V)2/3W " = 12ω.
La resistencia de la segunda bombilla es : r = U2/p =(6V)2/1w " = 36ω.
De acuerdo con el hecho de que la distribución de voltaje en un circuito en serie es proporcional a la resistencia, podemos saber que cuando dos bombillas se conectan en serie, el voltaje en la segunda bombilla debe ser tres veces mayor. el de la primera bombilla. Si la primera bombilla quiere brillar normalmente, la segunda bombilla se funde y solo podemos hacer que la segunda bombilla brille normalmente. En este momento, el voltaje a través de él es de 6 V, mientras que el voltaje a través de la primera bombilla es de solo 2 V (la segunda bombilla no puede emitir luz normalmente, pero ambas bombillas no están dañadas), por lo que el voltaje a través del circuito no está dañado.
8. Si dos resistencias de valor fijo R1 y R2 están conectadas a la fuente de alimentación de alguna forma, la energía eléctrica consumida por R1 es de 9W si estas dos resistencias se reemplazan por otra conexión y luego se conectan a; la fuente de alimentación, la energía eléctrica consumida por R1 es 16W y la corriente a través de R2 es 4A. ¿Cuál es el voltaje de alimentación y los valores de resistencia de R1, R2? (El voltaje de la fuente de alimentación permanece sin cambios)
Solución: Si la potencia consumida por R1 es pequeña, se debe dividir en serie para reducir el voltaje y la potencia en ambos extremos.
Cuando se conectan dos luces en serie, la potencia de R1 es 9W, entonces:
[u/(r1 r2)]^2*r1=9-(1)
Cuando dos lámparas se conectan en paralelo, la potencia de R1 es de 16W.
U^2/R1=16 - (2)
U/R2=4 - (3)
Las tres fórmulas simultáneas se pueden resolver de la siguiente manera : r 1 = 9ω, r2 = 3Ω, tensión de alimentación U=12V.
9. El valor de la resistencia en un determinado circuito es R1, y la potencia nominal de R1 se llama P1. Para expandir la corriente permitida a través de este circuito a 20 veces el valor normal original, la resistencia R1 no se quemará.
1) ¿Cómo mejorar este circuito? (La respuesta puede ser una fracción, dibuja un diagrama de circuito y explica).
2) ¿Cuántas veces la potencia nominal P de la resistencia total en el circuito mejorado es la P1 original?
Solución:. (1) Se puede utilizar el método de derivación paralela.
P1 = i1 2 * r1, entonces I1=√(P1/R1).
Entonces I2 = I-I 1 = 20i 1-I 1 = 19i 1.
R2 = U/I2 = U/(19i 1)= 1/19r 1
(2) La resistencia total en el circuito mejorado es:
rTotal = r 1r 2/(r 1 R2)= 1/19r 1 2/(20/19r 1)= 1/20r 68.
Entonces la potencia nominal total es: p = u^2/r total = u^2/(1/20r 1)= 20u^2/r 1 = 20p 1.