1.Oszacuj ile w przybliżeniu ładunków elementarnych składa się na ładunek elektryczny o wartości równej Q=1C.
e~=1,6*10^-19 C
Q=n*e
n=Q/e
Q=1
n=1C//1,6*10^-19 C
n~=0,625*10^19 C
n~=6*10^18
2. Korzystając z definicji potencjału elektrycznego wyraź jednostkę napięcia
elektrycznego poprzez jednostki podstawowe układu SI.
Jednostką napięcia jest wolt (V). Między dwoma punktami pola elektrycznego jest napięcie 1 V, jeżeli do przeniesienia między tymi punktami ładunku 1 C potrzebna jest praca 1 J, czyli:
1V=1J/1C=1W/1A=1kg*m^2//1A*s^3
3. W przewodniku o kołowym przekroju poprzecznym, pod wpływem przyłożonego napięcia płynie prąd stały o natężeniu I=100mA Oblicz średnią prędkość z jaką
poruszają się swobodne elektrony w przewodniku, tzw. prędkość dryfu elektronów. Średnica przekroju poprzecznego przewodnika wynosi φ=0,2mm. Koncentracja swobodnych nośników prądu n=10^23cm^-3 Osobno dokonaj przeliczenia jednostek, osobno samej wartości.
I=e*n*s*Vd/?
E=1,6*10^-18C
n=10^23cm^-3
t=100mA=0,1A
Vd=I/e*n*s
[Vd]=A/c*m^-3*m^2=A/A*S*m^-1=m/s
n=10^23cm^-3=10^23*(10^-2m)^-3=10^23*10^m^-3=10^29/m^3
4. Wykres przedstawia charakterystykę prądowo – napięciową pewnego elementu
elektronicznego. Oblicz opór (rezystancję) tego elementu. Wartość wyraź w
odpowiednich jednostkach.
R=U/J
R-rezystancja
U-napięcie
J-prąd
[1Ω]=[1V/1A]
R=4/0,08=50Ω
5.((((nie mam pojęcia))))
6. Co to jest konduktancja i konduktywność? Jak zależą od innych wielkości fizycznych i w jakich wyrażają się jednostkach?
Konduktancja (przewodność elektryczna) jest odwrotnością rezystancji. Jest więc miarą podatności elementu na przepływ prądu elektrycznego. Zwyczajowo konduktancję oznacza się symbolem G (wielka litera G). Jednostką konduktancji w układzie SI jest simens (1 S). Miarą podatności materiału na przepływ prądu elektrycznego jest konduktywność. Dla znanych wymiarów geometrycznych przewodnika i konduktywności materiału, z jakiego został wykonany, jego konduktancję określa wzór: G=σ S/l
Konduktywność (odwrotność Rezystywności) (przewodnictwo właściwe, przewodność elektryczna właściwa) to wielkość fizyczna charakteryzująca przewodnictwo elektryczne materiału. Wiąże gęstość prądu elektrycznego w materiale z natężeniem pola elektrycznego powodującego przepływ tego prądu.
7. Rezystywność miedzi w temperaturze 20°C wynosi q=1,68*10^-8Ω*m. Temperaturowy współczynnik dla rezystywności miedzi to α=4,3*10^-3K^-1. Oblicz rezystywność miedzi w temperaturze 50°C.
p=p0+p0*α(T-T0)
p/p0=1+α*1T
p0=1,68*10^-8
T0=253°K
α=4,3*10^-3 1/K
T=223°K
p/1,68*10^-3=1+4,3*10^-3 1/K*30°K
8. ((((nie mam pojęcia))))
9. Podana przez producenta moc znamionowa rezystora o rezystancji R=1kΩ wynosi Pmax=10W. Oblicz maksymalny prąd (maksymalną wartość natężenia prądu) jaki może popłynąć przez taki rezystor tak, aby nie zmienił on swoich właściwości.
9max=pier.z.Pmax/R
pier.z.10/1000=pier.z.10^-2=(10^-2)^1/2
10.Rysunek przedstawia rezystory połączone szeregowo. R1=1kΩ a R2=50Ω.
a) Oblicz opór całkowity (rezystancję zastępczą) Rc tak połączonych rezystorów; b) Napisz prawo Ohma dla Rc i oblicz natężenie prądu płynącego przez rezystory gdy U=21V c) Korzystając z obliczonego natężenia prądu, oblicz spadek napięcia na rezystorach odpowiednio: U1 i U2 d) Sprawdź czy otrzymany w poprzednim podpunkcie wynik jest zgodny z II prawem Kirchhoffa.
a)Rc=R1+R2
Rc=1kgΩ+50Ω=1050Ω
b)U=JR
21=J*1050|:1050
y=21/1050
A=0,02=20mA
c)V1=0,02*1000=20V
V2=0,02*50=1V
W+V2=20+1=21W
11. Rysunek przedstawia rezystory połączone równolegle.
a) Oblicz rezystancję całkowitą (zastępczą) Rc gdy R1=50Ω, R2=250Ω, R3=1000Ω
b) Jakie będzie wskazanie amperomierza gdy U=10V
c) Jakiej wartości natężenie prądu popłynie przez poszczególne rezystory: R1, R2, R3
d) Sprawdź czy wynik jest zgodny z I prawem Kirchhoffa.
1/Rc= 1/R1+1/R2+1/R3
1/RC=1/50+1/250+1/1000=0,02+0,004+0,001=0,025Ω
Rc=1000/25=40Ω
J=V/R=10/40=1/4A=0,25A
12.((((nie mam pojęcia)))