Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Výpočty v elektrických obvodech VY_32_INOVACE_F0208.

Transkript

1 Vzdělávací materiál vytvořený v projektu OP VK Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20 Číslo projektu: Název projektu: Číslo a název klíčové aktivity: CZ..07/.5.00/34.02 Zlepšení podmínek pro výuku na gymnáziu III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Anotace Název tematické oblasti: Řešení fyzikálních úloh pro nižší gymnázium - 2 Název učebního materiálu: Číslo učebního materiálu: Vyučovací předmět: Ročník: Autor: Výpočty v elektrických obvodech VY_32_INOVACE_F0208 Fyzika 3., 4. ročník osmiletého gymnázia RNDr. Lenka Mádrová Datum vytvoření: Datum ověření ve výuce: Druh učebního materiálu: Očekávaný výstup: pracovní list Žák s využitím dosud získaných fyzikálních poznatků nakreslí schéma obvodu a provádí výpočty proudu, napětí a odporu ve složených elektrických obvodech. Při řešení úloh provede zápis fyzikálních veličin ze zadání, vyjádří požadovanou veličinu ze vzorce, dosadí ve správných jednotkách, provede výpočet, správně zaokrouhlí a zapíše výsledek.

2 Metodické poznámky: Pracovní list žáka je doplněn vypracovanou verzí využitelnou jak žákem, tak učitelem. Úlohy lze použít k frontálnímu procvičování probraného učiva, k samostatné práci žáků, k práci ve skupinách, k zadání domácího úkolu nebo k individuální práci s talentovanými žáky. Vyučující rovněž může vybrané úlohy zadat jako písemnou práci. Vypracovaná verze pracovního listu může sloužit vyučujícímu pro snadnější kontrolu práce žáků nebo může být dána k dispozici žákům pro zpětnou kontrolu samostatné práce. Žák má možnost kontrolovat nejen výsledek, ale také správný postup řešení úlohy a formálně správný zápis.

3 VÝPOČTY V ELEKTRICKÝCH OBVODECH ) Na vánočním stromku je 32 stejných žárovek zapojených sériově. Při jakém napětí musí svítit jednotlivé žárovky, chceme-li řetěz žárovek připojit k zásuvce s napětím 230 V? Jaký musí být odpor řetězu a jaký odpor musí mít jedna žárovka, aby odebíraný proud byl 25 ma? 2) Tři rezistory o odporech R = 40 Ω, R 2 = 20 Ω, R 3 = 60 Ω jsou zapojeny tak, že první dva jsou spojeny paralelně a třetí k nim sériově. Nakreslete schéma zapojení a vypočítejte celkový odpor obvodu, napětí na jednotlivých rezistorech a proudy procházející jednotlivým rezistory, je-li svorkové napětí zdroje 22 V. 3) Čtyři rezistory o odporech R = R 2 = R 3 = R 4 = 20 Ω jsou zapojeny podle schématu. Svorkové napětí zdroje je 60 V. Vypočítejte celkový odpor zapojení a proudy procházející jednotlivými rezistory. 4) Určete výsledný odpor rezistorů zapojených podle schématu, je-li R = 5 Ω, R 2 = 25 Ω, R 3 = 60 Ω. Vypočítejte napětí na jednotlivých rezistorech a proud tekoucí každým rezistorem, jestliže celkový proud tekoucí obvodem činí 2 A.

4 VÝPOČTY V ELEKTRICKÝCH OBVODECH - výsledky ) Na vánočním stromku je 32 stejných žárovek zapojených sériově. Při jakém napětí musí svítit jednotlivé žárovky, chceme-li řetěz žárovek připojit k zásuvce s napětím 230 V? Jaký musí být odpor řetězu a jaký odpor musí mít jedna žárovka, aby odebíraný proud byl 25 ma? N = 32 U = 230V I = 25 ma U =? R =? R =? U = U N U = U = 7, 2 V R = U I R = 230 0,25 R =, 84 kω R = R N R = R = 57, 5 Ω

5 2) Tři rezistory o odporech R = 40 Ω, R 2 = 20 Ω, R 3 = 60 Ω jsou zapojeny tak, že první dva jsou spojeny paralelně a třetí k nim sériově. Nakreslete schéma zapojení a vypočítejte celkový odpor obvodu, napětí na jednotlivých rezistorech a proudy procházející jednotlivým rezistory, je-li svorkové napětí zdroje 22 V. R = 40 Ω R 2 = 20 Ω R 3 = 60 Ω U = 26 V R =? U,2,3 =? I,2,3 =? R = R 2 + R 3 R = R = 5 Ω R = R + R R = R = 55 Ω I = U R I = I = 400 ma = I U = I R U = 0,4 40 U = 6 V U 2 = U 3 = U U U 2 = 22 6 U 2 = U 3 = 6 V I 2 = U 2 R 2 I 2 = 6 20 I = 300 ma I 3 = U 3 R 3 I 3 = 6 60 I 3 = 00 ma

6 3) Čtyři rezistory o odporech R = R 2 = R 3 = R 4 = 20 Ω jsou zapojeny podle schématu. Svorkové napětí zdroje je 60 V. Vypočítejte celkový odpor zapojení a proudy procházející jednotlivými rezistory. R = R 2 = R 3 = R 4 = 20 Ω U = 60 V R =? I,2,3 =? R a = R 2 + R 3 = R a R a = 0 Ω R b = R a + R R b = R b = 30 Ω R = + R 4 R b R = R = 2 Ω I = U R I = 60 2 I = 5 A U 4 = U I 4 = U 4 R 4 I 4 = I 4 = 3 A I = I I 4 I = 5 3 I = 2 A U 2 = U 3, R 2 = R 3 I 2 = I 3 I = I 2 + I 3 I = 2 I 2 I 2 = 2 I I 2 = I 3 = A

7 4) Určete výsledný odpor rezistorů zapojených podle schématu, je-li R = 5 Ω, R 2 = 25 Ω, R 3 = 60 Ω. Vypočítejte napětí na jednotlivých rezistorech a proud tekoucí každým rezistorem, jestliže celkový proud tekoucí obvodem činí 2 A. R = 5 Ω R 2 = 25 Ω R 3 = 60 Ω I = 2 A I,2,3 =? U,2,3 =? R = R + R 3 R = R + R 2 R = R = 40 Ω R = = 5 20 R = 24 Ω U = R I U = 24 2 U = 48 V = U 3 I 3 = U 3 R 3 I 3 = I 3 = 0, 8 A I = I 2 = I I 3 I = 2 0,8 I = I 2 =, 2 A U = R I U = 5,2 U = 8 V U 2 = R 2 I 2 U 2 = 25,2 U 2 = 30 V Zdroj: archiv autorky