Zad. 1

1. Prawa Kirchoffa.
   

Obwód rozgałęziony jest to obwód w którym istnieje więcej niż jedna droga dla przepływu prądu. Pojedynczą drogę dla przepływu prądu nazywamy gałęzią. Miejsca rozgałęzień nazywamy węzłami. Elementy należące do tej samej gałęzi są połączone szeregowo, natomiast gałęzie lub elementy włączone między dwa te same węzły układu są połączone równolegle. Oczkiem obwodu nazywamy zbiór gałęzi połączonych tak, że tworzą zamkniętą drogę dla przepływu prądu a po usunięciu jednej z gałęzi droga przestaje być zamknięta.
Prawa Kirchoffa:

I Prawo Kirchoffa mówi o bilansie prądów w węźle obwodu.
Suma prądów dopływających do węzła jest równa sumie prądów odpływających z węzła.

II Prawo Kirchoffa (napięciowe)
W dowolnym oczku obwodu prądu stałego suma algebraiczna (uwzględniając znaki) siłę SEM i napięć na elementach rezystancyjnych jest równa 0.
Żeby zapisać równanie napięciowe dla dowolnego oczka należy:
a) postrzałkować prądy i napięcia w gałęziach oczka
b) obrać tzw. obieg oczka (okrągła strzałka)
c) poruszając się po oczku zgodnie z obiegiem dodajemy napięcia na rezystorach i SEM żródeł uwzględniając ich zwroty względem obiegu. Napięcia zastrzałkowane zgodnie z obiegiem przyjmujemy z plusem, natomiast napięcia zastrzałkowane przeciwnie z obiegiem przyjmujemy z minusem.

Zastosowanie praw Kirchoffa.
a) II prawo Kirchoffa umożliwia obliczanie prądów w obwodach nierozgałęzionych z dowolną ilością źródeł.
b) II prawo Kirchoffa umożliwia obliczanie napięć między dwoma dowolnymi punktami obwodu.
c) II prawo Kirchoffa umożliwia zapisywanie napięcia całkowitego dowolnej gałęzi obwodu.
d) I i II prawo Kirchoffa umożliwiają obliczenie prądów i napięć w obwodach rozgałęzionych z dowolną ilością źródeł.

2. Prawo Ohma

Prawo Ohma (wyznaczone doświadczalnie) - napięcie (U) na końcach przewodnika przez który płynie prąd o natężeniu (I) jest iloczynem natężenia prądu i rezystancji (R) tego przewodnika.

U = R * I

Rezystancją odcinka przewodu (R) nazywamy stosunek napięcia przyłożonego do tego odcinka do natężenia prądu płynącego przy tym napięciu. Jednostką jest 1
Rezystancja przewodnika zależy od jego konstrukcji:

a) długości przewodnika l ( długość rośnie - rezystancja rośnie)
b) pola przekroju poprzecznego S (pole przekroju rośnie - rezystancja maleje)
c) rodzaju przewodnika (konduktywność rośnie - rezystancja maleje)

Natężeniem prądu - nazywamy stosunek ładunku przepływającego przez poprzeczny przekrój przewodnika do czasu w którym ten przepływ nastąpił.

Prawo Ohma jest spełnione tylko wtedy, gdy opór nie zależy od napięcia ani od natężenia prądu.

Oznaczenia

R - opór; U - różnica potencjałów(napięcie); I - natężenie prądu

Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego

Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego:

Oznaczenia

R - opór całkowity ogniwa; ε - siła elektromotoryczna ogniwa; I - natężenie prądu; r_W - opór wewnętrzny ogniwa.

3. elektroliza Faradaya

Pierwsze prawo elektrolizy Faradaya

Masa jonów wydzielonych na elektrodzie podczas elektrolizy jest proporcjonalna do natężenia prądu płynącego przez elektrolit i czasu jego przepływu - czyli jest proporcjonalna do ładunku przeniesionego w czasie przez elektrolit :

Oznaczenia

Q - ładunek przeniesiony przez elektrolit; k - elektrochemiczny równoważnik substancji (cecha charakterystyczna substancji); I - natężenie prądu; T - czas przepływu prądu

Drugie prawo elektrolizy Faradaya

Drugie prawo elektrolizy Faradaya :

Oznaczenia

k_1,2 - elektrochemiczny równoważnik substancji (cecha charakterystyczna substancji); R_1,2 - gramorównoważniki substancji (cecha charakterystyczna danej substancji)

Gramorównoważnik substancji.

Jest to stosunek masy molowej do wartościowości:

Oznaczenia

R - gramorównoważniki substancji (cecha charakterystyczna danej substancji); M - masa molowa; ω - wartościowość

Stała Faradaya

Jest to stosunek gramorównoważnika danej substancji do elektrochemicznego równoważnika danej substancji:

Oznaczenia

F - stała Faradaya; k - elektrochemiczny równoważnik substancji (cecha charakterystyczna substancji); R - gramorównoważniki substancji (cecha charakterystyczna danej substancji)

Zad. 2

Opór elektryczny.

Opór elektryczny to wynik oddziaływania elektronów przewodnictwa z jonami sieci krystalicznej.

,

Opór elektryczny ma wartość 1 Ω gdy natężenie przy napięciu =1 V ma wartość 1 A.

Oznaczenia

R - opór; ζ - opór właściwy (cecha charakterystyczna substancji); l - długość przewodnika; s - pole powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika; R₀ - opór w danej temperaturze; α - temperaturowy współczynnik oporu (cecha charakterystyczna substancji); ΔT - różnica temperatur (|R-R₀|);

Inaczej mówiąc:

Rezystancją odcinka przewodu (R) nazywamy stosunek napięcia przyłożonego do tego odcinka do natężenia prądu płynącego przy tym napięciu. Jednostką jest 1
Rezystancja przewodnika zależy od jego konstrukcji:
a) długości przewodnika l ( długość rośnie - rezystancja rośnie)
b) pola przekroju poprzecznego S (pole przekroju rośnie - rezystancja maleje)
c) rodzaju przewodnika (konduktywność rośnie - rezystancja maleje)
Rezystancja zależy także od czynników zewnętrznych.

Ze wszystkich czynników zewnętrznych największy wpływ na rezystancję ma temperatura. Wzrost temperatury powoduje:
a) wzrost rezystancji metali i ich stopów.
b) spadek rezystancji elektrolitów i półprzewodników.
W przedziale temperatur -30^oC do 150^oC zależność rezystancji od temperatury jest liniowa i opisywana wzorem:

R_k = R_p [ 1 + _t (T_k - T_p) ]

gdzie:
R_k - rezystancja końcowa w temperaturze końcowej T_k
R_p - rezystancja początkowa w temperaturze [początkowej T_p
_t - TWR (temperaturowy współczynnik rezystancji

TWR - określa względną zmianę rezystancji wywołaną zmianą temperatury o 1^oC. Jednostką jest 1/^oC lub 1/K
TWR może być:
a) dodatni _t > 0 (metale, stopy metali)
b) ujemny _t < 0 (dla elektrolitów i półprzewodników)

Zad. 3

Połączenie równoległe oporników

Oznaczenia

R - opór wypadkowy układu; R_1,2,3 - opory poszczególnych oporników; U - różnica potencjałów(napięcie); I_1,2,3 - natężenia prądu na poszczególnych kondensatorach;

Równoległe połączenie rezystorów czyli elementów składowych Błąd! Nie zdefiniowano zakładki. polega na umieszczeniu ich w obwodzie w taki sposób, że na zaciskach każdego z nich występuje to samo Błąd! Nie zdefiniowano zakładki., a wszystkie mają wspólne początki i wspólne końce.

Zad. 4

Co to jest pola magnetyczne i jakie wielkości charakteryzują to pole.

Pole magnetyczne jest jedna z postaci pola elektromagnetycznego. Jest to pole wytwarzane przez zmienne w czasie, pole elektryczne w szczególności przez układ poruszających się ładunków (makroskopowo ruch ten może objawiać się jako istnienie niezerowego momentu magnetycznego).

Pole magnetyczne działa na poruszające się ładunki wytwarzając prąd elektryczny. Pole magnetyczne charakteryzują wektory natężenia pola magnetycznego H i indukcji magnetycznej B. Oddziaływanie pola magnetycznego z pojedynczym ładunkiem opisuje wzór na siłę Lorenz'a.

Dla prądu płynącego w przewodniku oddziaływanie pola magnetycznego przedstawia prawo Amperea. Pole magnetyczne wytwarzane przez obwód z prądem określa prawo Biota-Savarta . Pole magnetyczne można opisać równaniami divB = 0 i rotH = j (równanie Maxwella).

Inaczej mówiąc pole magnetyczne jest to taka własność przestrzeni, w której na umieszczone w niej magnesy, przewodniki z prądem i poruszające się ładunki działają siły magnetyczne. Istnieje ono wokół przewodników z prądem, wokół magnesów stałych i wokół poruszającego się ładunku.

Pole to powstaje w otoczeniu magnesów trwałych oraz przewodników przez które płynie prąd stały w czasie. Pole magnetyczne charakteryzuje się tym, że do jego podtrzymania wymagane jest dostarczanie energii Aczkolwiek potrzebna jest ona jedynie do wytworzenia tego pola.

Cechą wyróżniającą pole magnetyczne od innych rodzajów pól jest to, że na poruszające się w tym czasie ładunki elektryczne działa siła. Ponadto w przewodniku poruszającym się w polu magnetycznym indukuje się napięcie elektryczne. Pod wpływem działania pola magnetycznego niektóre materiały zmieniają swoje właściwości. Kierunek działania sił pola wyznacza się za pomocą reguły śruby prawoskrętnej zwaną też regułą korkociągu. Doświadczalnie stwierdzono, że linie pola magnetycznego są liniami zamkniętymi Linia pola magnetycznego nie ma swojego początku ani końca..

Aby określić pole magnetyczne wprowadzono wielkość wektorową zwaną wektorem natężenia pola magnetycznego, która nie zależy od własności magnetycznych środowiska

Wektor natężenia pola magnetycznego:

B

H = ___

μ

Skalarnie zależność między indukcją magnetyczną a natężeniem pola magnetycznego określamy wzorem:

B = μ H

wektory B I H mają w przestrzeni ten sam kierunek.

Pozdrowienia THomss

e-mail:

[e-mail]

---