background image

Ćwiczenie 1.  

  

Obliczanie prądu, spadku napięcia i mocy 

 

Zadanie  

Przedstawiony na rysunku układ oporników R

1

=15

Ω,  R

2

=5

Ω,  R

3

=20

Ω,  R

4

=10

Ω,  

przyłączono do źródła o napięciu  U=40 V. Obliczyć moc jaką pobiera układ oporników  

oraz moc, napięcie i prąd płynący przez opornik R

2

 

U

2

U

I

1

I

2

R

1

R

3

R

R

2

 

 

 

 

 

 

 

Rozwiązanie 

•Obliczamy oporność zastępczą układu oporników  

 

R

12

=R

1

+R

2

  

– połączone szeregowo 

 

3

12

3

12

123

R

R

R

R

=

R

+

  - 

połączone równoległe 

 

R

1234

=R

123

+R

4

  

– połączone szeregowo 

 

po podstawieniu oporność zastępcza układu 

 

(

)

(

)

20Ω

10

20

5

15

20

5

15

4

3

2

1

3

2

1

1234

=

=

R

R

R

R

R

R

R

=

R

+

+

+

+

+

+

+

+

 

•Moc pobierana przez układ oporników 

 

80W

20

40

2

2

=

=

R

U

=

I

U

=

P

 

Rezystancja R

123

=R

4

, zatem spadek napięcia na rezystancji R

123

 jest równy połowie wartości 

napięcia zasilającego układ i wynosi U

123

=20V. 

Również rezystancja R

12

=R

3

, zatem prądy płynące przez gałęzie równoległe są sobie równe  

i wynoszą po połowie prądu I płynącego ze źródła i wynoszą. 

 

1A

20

40

2

1

123

=

I

=

I

2A

=

=

R

U

=

I

 

background image

•Spadek napięcia na oporniku R

2

 wynosi 

V

5

1

2

2

2

5

=

=

R

I

=

U

 

•Moc pobierana w oporniku  

 

 

W

1

5

2

2

2

5

=

=

I

U

=

P

•Moce pobierane w pozostałych opornikach 

15W

1

15

2

2

1

1

=

=

I

R

=

P

 

20W

1

20

2

1

3

3

=

=

I

R

=

P

 

40W

2

10

2

2

4

4

=

=

I

R

=

P

 

•Moc całkowita pobierana w opornikach 

80W

4

3

2

1

=

P

P

P

P

=

P

+

+

+

 

Zadanie  

O jakiej rezystancji opornik R

x

 należy połączyć równolegle z opornikiem o rezystancji R

1

2,0 k

Ω, aby otrzymać rezystancję zastępczą R

z

 = 0,8 k

Ω ? 

 

x

R

1

R

 

 

 

Rozwiązanie  

 Oporność zastępcza oporników połączonych równolegle  

 

 

x

x

z

R

R

R

R

R

+

=

1

1

 

 stąd po przekształceniu 

Ω

=

=

=

k

R

R

R

R

R

z

z

x

33

,

1

8

,

0

0

,

2

0

,

2

8

,

0

1

1

 

Odpowiedz: należy połączyć z opornikiem o rezystancji 1,33 k

Ω. 

 

 

background image

Zadanie 

Rezystancje dwóch oporników wynoszą  R

1

 = 150 

Ω i R

2

 = 110 

Ω   a ich moc znamionowa   

P = 20 W. Obliczyć pod jakie napięcie można podłączyć oporniki bez obawy ich przegrzania? 

Rozwiązanie 

•  układ szeregowo połączonych oporników 

 

1

R

2

R

 

 

2

1

R

R

U

R

U

I

z

+

=

=

          

2

1

2

R

R

U

I

U

P

+

=

=

 

 stąd 

(

)

(

)

V

R

R

P

U

1

,

72

110

150

20

2

1

=

+

=

+

=

 

 

•  układ równolegle połączonych oporników 

 
 

1

R

2

R

 

 

(

)

2

1

2

1

R

R

R

R

U

R

U

I

z

+

=

=

     

2

1

2

1

2

R

R

R

R

U

P

+

=

 

 stąd po przekształceniu 
 

V

R

R

R

R

P

U

6

,

35

110

150

110

150

20

2

1

2

1

=

+

=

+

=

 

 

Odp.: przy połączeniu szeregowym oporniki można podłączyć pod napięcie 72,1 V, natomiast 
przy połączeniu równoległym pod napięcie 35,6V. 

 
 

Zadania do rozwiązania 

1.Zadanie 

Obliczyć rezystancję zastępczą oporników:  R

1

=10

Ω,  R

2

=5

Ω,  R

3

=5

Ω,  R

4

=15

Ω  

przy zamkniętym i otwartym wyłączniku w

R

1

R

4

R

3

R

2

 

 

 

 

 

 

background image

Odp.: 

a) przy zamkniętym wyłączniku R=7,08

Ω 

b) przy otwartym wyłączniku R=8,57

Ω 

 

2.Zadanie 

Obliczy prąd i napięcie  źródła zasilającego układ oporników, jeżeli przez opornik R

4

 

przepływa prąd I

3

=1mA. Dane: R

1

=5k

Ω, R

2

=10k

Ω, R

3

=15k

Ω, R

4

=35k

Ω. 

 

R

2

 

U

R

4

R

3

I

 

I

3

I

2

I

1

R

1

  

 

 

 

 

 

Odp.: U=50V, I=16mA 

3.Zadanie 

Oblicz rezystancję zastępczą R

z

 układów oporników pokazanych na rysunku 

 

 

 

R

R

R

R

R

 

Odp.: R

z

 = 0,5R 

 

 

R

R

R

R

R

 

 

Odp.; R

z

 = 0,2R. 


Document Outline