Moduł 08 kursu Prąd elektryczny stały: powtórzenie i synteza Bloku II (prawo Ohma, opór przewodu, obwody szeregowe) wraz z pełnym Sprawdzianem II.
Kompleksowe podsumowanie i sprawdzian wiedzy z Bloku II. Usystematyzuj wiadomości o prawie Ohma, rezystywności przewodników, działaniu reostatów i regułach obwodu szeregowego przed przystąpieniem do obwodów równoległych.
Kompleksowe podsumowanie i sprawdzian wiedzy z Bloku II. Usystematyzuj wiadomości o prawie Ohma, rezystywności przewodników, działaniu reostatów i regułach obwodu szeregowego przed przystąpieniem do obwodów równoległych.
| Nazwa prawa / pojęcia | Wzór matematyczny | Fizyczne znaczenie i komentarz |
|---|---|---|
| Prawo Ohma dla części obwodu | $I = \frac{U}{R} \iff U = I \cdot R$ | Natężenie prądu jest wprost proporcjonalne do napięcia i odwrotnie proporcjonalne do oporu (przy $T = \text{const}$). |
| Definicja oporu (rezystancji) | $R = \frac{U}{I} \quad [1\ \Omega = 1\ \text{V}/\text{A}]$ | Stosunek napięcia na odbiorniku do natężenia prądu przez niego płynącego. |
| Wzór na opór przewodnika | $R = \rho \cdot \frac{l}{S}$ | Opór rośnie z długością $l$, maleje wraz z polem przekroju $S$ i zależy od materiału ($\rho$). |
| Natężenie w układzie szeregowym | $I = I_1 = I_2 = \dots = I_n$ | W nierozgałęzionym obwodzie szeregowym przez każdy element przepływa dokładnie ten sam prąd. |
| Napięcie w układzie szeregowym | $U = U_1 + U_2 + \dots + U_n$ | Napięcie źródła dzieli się na odbiorniki; większy spadek napięcia odkłada się na elemencie o większym oporze. |
| Opór zastępczy szeregowy | $R_z = R_1 + R_2 + \dots + R_n$ | Opór całkowity jest sumą oporów cząstkowych i jest zawsze większy od każdego z oporów składowych ($R_z > R_i$). |
Jaką jednostką wyraża się opór elektryczny i jak wynika ona z prawa Ohma?
Poprawna: a) Opór to stosunek napięcia do natężenia, R = U/I, więc jego jednostką jest wolt na amper. Amper na wolt byłby jednostką przewodności, a nie oporu.
Od czego zaczyna się analizę obwodu szeregowego według podanego schematu?
Poprawna: d) Opór zastępczy jest potrzebny, aby w drugim kroku wyznaczyć prąd całego obwodu. Spadki napięć oblicza się dopiero po poznaniu natężenia.
Co oznacza poziomy odcinek wykresu między spadkami U₁ i U₂?
Poprawna: c) Idealny przewód ma pomijalny opór, więc potencjał na nim jest stały — po spadku 4 V pozostaje 8 V. Spadek napięcia następuje na opornikach, nie na przewodzie.
W symulacji ustawiono U = 12 V oraz R₁ = 2 Ω, R₂ = 4 Ω, R₃ = 6 Ω. Na którym oporniku spadek jest największy?
Poprawna: b) Opór zastępczy to 12 Ω, więc płynie prąd 1 A, a spadki wynoszą 2 V, 4 V i 6 V — największy na największym oporze. Podział jest proporcjonalny do oporów, a nie równy.