Електрична струја. Комплетирање струјног кола

Да би урадили ову вежбу потребно је да имамо на рачунарима инсталирану Java апликацију.

Потребно је да кликнете на линк, да би отворили симулацију Једносмерно струјно коло.

Кликните на линк  Kompletiranje strujnog kola да би сте отворили/преузели фајл са упутством за рад.

 

Advertisements

Jačina električne struje. Električna otpornost provodnika. Zadaci

1. Prosto strujno kolo se sastoji iz:   a.       b.          c.           d.

Dopiši pored slova i nacrtaj prosto strujno kolo!

2. Ampermetar u kolu na crtežu pokazuje 6A. Ako tačku A spojimo bakarnim provodnikom sa tačkom B, ampermetar će pokazivati struju:.

a. I=0A   b. I>6А   c. I =6A   d. I>6А

st2

3. A. Koji prekidač mora da bude uključen da bi svetlila sijalica S1 ?                                                       st3

B. Koji prekidači ne smeju da se isključe ako mora da svetli sijalica S2?

C. Šta se dešava ako uključimo sve prekidače?

 

 

 

 

4.  Koliko pokazuje miliampermetar ako kroz poprečni presek provodnika prolazi 0.9C za 15min?

st4

5. Za koje vreme 6C prođe kroz poprečni presek provodnika ako miliampermetar pokazuje jačinu struje kao na slici?st5

6. Koliko elektrona je prošlo kroz poprečni presek vlakna na sijalici za 8s pri jačini struje kao na crtežu? (e=1,6 10-19C)

st6

7. Nacrtaj simbole koji se koriste za stalni i promenljivi otpornik u šemama električnih kola.

8. Na dva izolaciona valjka namotan je isti broj namotaja gvozdene žice, istog poprečnog preseka. Koliki je odnos otpora ako drugi valjak ima dva puta veći prečnik od prvog?

st7

9. Izračunati električni otpor žice od cekasa ako joj je dužina 10m, a poprečni presek 1mm2.  (ρ = 1,1 10-6Ωm)

st8

10. Koliku dužinu ima žica od konstantana, ako joj je otpor 235Ω., a poprečni presek 0,2mm2.

st9

11. Grafitna šipka ima prečnik od 6mm, dužinu 3m, a otopr 8Ω.  Koliki je specifični otpor grafita?

st90

Електрична струја, II део

  1. Којим од наведених материјала и зашто, можемо да затворимо отворено струјно коло?
  • гумицом
  • металним новчћем
  • дрвеном фигурицом
  1. Како се у коло везују амперметар и волтметар?
  2. На слици је приказана скала амперметра. Колику јачину струје показује казаљка?.амп

 

 

Одговор:          А

  1. У којим се јединицама мери потрошња електричне енергије у домаћинству?

а) ампер-час

б) киловат-час

в) кулон

г) волт

  1. Ивана има три батерије од по 1,5 V. Треба да их веже тако да добије извор са напоном од 4,5 V. На којој слици је приказано везивање које би Ивана требало да изабере? baterije

а) на слици 1

б) на слици 2

в) на слици 3

г) на слици 4

 

  1. Како се дефинише ел отпорност и које је њена основна мерна јединица?
  2. Електрична отпорност проводника је 20 ома. Одредити отпорност другог отпорника, направљеног од истог материјала, чија је дужина три пута већа, а површина попречног пресека три пута мања.
  3. Израчунати еквивалентну отпорност отпорника везаних као на слици. Вредности ел. отпорности су 3, 9 и 18 ома.
  4. Електромоторна сила извора је 5,5 волти,  ањегова унутрашња отпорност је 1,5 ома. Наћи електричну отпорност спољашњег дела кола при којој би кроз електрично коло протицала струја од 2А.
  5. Вокмен снаге 10 вати, укључен је 4 часа. Наћи рад ел. струје која потиче од батерије за напајање вокмена. Напон на крајевима батерије је 10 волти. Израчунати количину наелектрисања која прође кроз вокмен за то време.

Електрична струја, I део

  1. Навести основне елементе најједноставнијег струјног кола једносмерне струје и нацртати га.
  2. Електрична отпорност проводника је 10 ома. Одредити отпорност другог отпорника, направљеног од истог материјала, чија је дужина два пута већа, а површина попречног пресека два пута мања.
  3. Израчунати еквивалентну отпорност отпорника везаних тако да су R¹ и  R² везано паралелно, а на њихови паралелну везу наставља се редно везан отпорник R³. Вредности ел. отпорности су 2, 6 и 12 ома.
  4. Електромоторна сила извора је 4,5 волти,  ањегова унутрашња отпорност је 0,5 ома. Наћи електричну отпорност спољашњег дела кола при којој би кроз електрично коло протицала струја од 1А.
  5. Вокмен снаге 7 вати, укључен је 3 часа. Наћи рад ел. струје која потиче од батерије за напајање вокмена. Напон на крајевима батерије је 10 волти. Израчунати количину наелектрисања која прође кроз вокмен за то време.

Омов закон за цело струјно колo. Везивање отпорника

Како се називају основни елементи струјног кола?
Како се везују извори напона у ел. колу?
Шта је ел. напон?
Како се дефинише електрична струја?
Како гласи Омов закон за део струјног кола?
Георг Симон Ом је увео је појам ел. отпорности и експериментално је установио основни закон струјног кола који повезује ел. струју, напон и отпорност кола. У његову част јединица за ел. отпорност носи назив ом.
Омов закон за део струјног кола

I = U/R

           Електрична струја у проводнику сразмерна је електричном напону на његовим крајевима, а обрнуто је

сразмерна електричној отпорности тог проводника.

Посматраћемо најједноставније струјно коло

sk1

Састоји се од извора ел. отпорности r, и електромоторне силе ε, и спољашњег проводника (потрошача) отпорности R. Сви елементи су спојени идеалним проводницима, без отпорности

Електромоторна сила је рад који је потребно извршити да би се јединично позитивно наелектрисање пренело са негативног на позитиван пол унутар извора. Обележава се са грчким словом ε. Раздвајање се врши на рачун механичке, хемијске, топлотне и неке друге енергије.

У овом колу укупна отпорност је једнака збиру спољашње и унутрашње отпорности, па је:

I = ε / R+r

Ово је основни облик Омовог закона за једноставно струјно коло.

Једносмерна ел. струја у неразгранатом ел. колу сразмерна је електромоторној сили извора, аобрнуто је сразмерна збиру спољашње и унутрашње отпорности у колу.

  1. Овај израз може да се напише и овако:

IR + Ir = ε,

Где је IR=U el. napon na krajevima el. извора, па је

U = ε – Ir

Ел. напон на половима извора има има мању вредност када кроз коло тече струја.

Навести примере проводних и изолаторских материјала.
Навести основне елементе струјног кола и нацртати слику.
Како гласи оОмов закон за део/цело струјно коло?

I = U/R   ;   I = ε / R+r

 

Како се израчунава еквивалентан отрпор редно/паралелно везаних отпорника?
Попунити празна места у табели и нацртати график зависности ел. струје од времена.

sk2

Три отпорника једнаких електриних отпорности од по 45 ома, везују се редно и паралелно. Наћи однос њихових еквивалентних електриних отпорности.
Eлектрични отпорници једнаке отпорности везани су као на слици. Израчунати вредност еквивалентне отпорности.

sk3Електрични отпорници су везани као на слици. Израчунати еквивалентну отпорност ако су отрпоности отрпоника 2ома, 8 ома и 10 ома.

sk4

 

Домаћи

Еектромоторна сила извора је 4.5 волти, а његова унутрашња отпорност је 0.5 ома. Наћи ел. отпорност спољашњег дела кола при којој би кроз електрично коло протицала струја од 1А.

Рад и снага електричне струје. Џул-Ленцов закон

Кључне речи: рад. ел. струје, снага ел. струје, Џул-Ленцов закон

Подсетите се:

  • Како се дефинише ел. струја?
  • Как се дефинише механички рад?
  • Како се дефинише снага?

 

Колики је рад силе ел. поља на померању наелектрисања из једне у другу тачку поља, на растојању d?
A=Fd=qEd=qU
Ова формула може да се примени и на рад силе електричног поља у проводнику.
 
Ако је количина наелектрисања q, изражена преко ел. струје и времена протицања q=It, заменом у претходни израз добијамо
А=UIt
Рад сталне једносмерне ел. струје у неком делу ел. кола једнак је производу напона на крајевима тог дела кол , струје и времена њеног протицања.

Јединица рада ел. струје је џул [J]
1J=1VАs
Ел. струја у проводнику изврши рад од једног џула ако је на његовим крајевима напон од једног волта, а кроз њега протиче струја од јеног ампера у току од једног секунда.

Да ли ел. струја има снагу?
Снага ел. струје одређена односом рада и времена за које се тај рад изврши.
P = A/t=UI
Снага сталне једносмерне ел. струје једнака је производу ел. напона и струје.
Јединица за снагу ел. струје је ват, [W].
1W = 1VA
U техници се користе киловат и мегават, али и миливат.

Када је позната снага ел. струје може се израчунати укупан рад електричног уређаја за време t.
A = Pt
Рад електричне струје једнак је производу њене снаге и времена.
Јединица за рад може да се изрази као умножак вата и секунде.
Пример:
Задатак 29., 30, 31., страна 147, Збирка

Рад и снага електричне струје-презентација.

Пример:
Кроз проводник грејалице чија је отпорност 5 ома за време од 2,5 часова протиче ел. струја од 4А. Израчунати количину топлоте коју ослободи грејалица.
Q=I2Rt=1kWh=3.6MJ

У доњем, левом, углу налази се клизач којим подешавате јачину струје и након тога кликом на отворени прекидач пуштате струју. У зависности од јачине струје вода ври у различитим временским интервалима чији мерач се налази у горњем, десном, углу. Тестирајте теорију, на пример, за јачину струје 1А и 4А. Да ли четири пута јача струја четири пута брже загреје воду до врења или јој треба више или мање времена?

Симулација Џул-Ленцовог закон.

Рад и снага електричне струје. Џул-Ленцов закон. Задаци

  1. Колики рад изврши ел. струја од 0,3А, при протицању кроз два редно везана отпора за 10 минута? R1=30Ω R2=15Ω  (2.43 kJ)
  2. Одреди рад који изврши електрична струја за пола сата, ако су две сијалице паралелно везане. Отпор једне сијалице је 30Ω. Сијалице су везане за батерију од 4,5 волти. (2.43 kJ)
  3. Колика је јачина струје која пролази кроз потрошач чији су крајеви под напоном од 200 волти, а ко за 5 минута утроши 0,48МЈ. (8А)
  4. Напон трамвајске мреже је 600 волти. Кроз електромотор трамваја протиче струја од 100А., тако да трамвај има сталну брзину од 15 m/s., при дејству вучне силе од 3kN. Колики је стрпен корисног дејства тог електромотора? (75%)
  5. Колика је снага миксера који је прикључен на градску мрежу 220V, користи струју од 4,5А за рад електромотора? (900W)
  6. Напо трамвајске мреже је  600 volti. Снага трамваја је 105W. Kоликом струјом се напаја мотор ако занемаримо губитке енергије? (166,7А)
  7. На рачуну Електропривреде Србије налази се износ у kWh. Која је величина у питању?

а)снага електричне струје

б)Количина ослобођене топлоте

в)Енергија електричне струје

г)Јачина електричне струје

12. Колико часова домаћица пегла, ако је њена пегла од 1400W, ослободила количин топлоте од 5МЈ?(1h)

Омов закон за део струјног кола-задаци

Омов закон за део струјног кола
I = U/R
 
             Електрична струја у проводнику сразмерна је електричном напону на његовим крајевима, а обрнуто је  сразмерна електричној отпорности тог проводника.
 
 
 
 ЗАДАЦИ1. Која од линија на графику представља зависност електричне струје од напона по Омовом закону?

IMG_20140310_150541

2. Напон на крајевима отпорника је 60V. Колику јачину струје показује амперметар занемарњивог унутрашњег отпора, ако је отпор 20Ω?
IMG_20140310_150603

3. Колики је отпор у колу са промењљивим напоном , ако се струја мења као на графику? Колика ће бити јачина струје при напону од 10V?
IMG_20140310_150644
4. Количина наелектрисања која протекне кроз попречни пресек влакна у сијалици за 5 минута износи 30C. Колики је отпор влакна сијалице, ако волтметар на слици показује напон на њеним крајевима?
IMG_20140310_150654

5. На слици су приказана два струјна кола. Према показивачима амперметара утврдити у ком колу тече јача струја?
IMG_20140310_153625
6. На слици су дате шеме три струјна кола. Навести грешке у овим струјним колима?

IMG_20140310_153532

7. На слици је дат дијаграм зависности јачине ел. струје од ел. напона ел. извира. На основу дијаграма утврдити:
а) Колика јачина струје одговара напону од 6V?
б)Колика је отпорност струјног кола?
IMG_20140310_153712
8. На слици је приказана зависност ел. струје од напона ел. извора за три вредности отпорности струјног кола.У ком сличају (права на графику) је отпорност струјног кола највећа?
Колике су отрпорности струјног кола у сва три случаја?

IMG_20140310_153723

9. На слици је дат изглед спољашњег струјног кола. Приказати шематски ово струјно коло. Израчунати колика је отпорност промењљивог отпорника укљученог у ово коло.
???????????????????????????????
10. Колики би требало да буде пресек бакарног проводника дужине 80m да би кроз њега протицала струја јачине 0,5А када се прикључи на електрични извор напона од 40V?

Električno polje. Sistemazizacija i utvrđivanje

  1. Шта је сила и којаје њена основна јединица?

Сила је мера зајамниг деловања тела. Јединица је њутн, 1N.

  1. Како се у физици дефинише механички рад?

Механички рад који врши нека сила, управо је сразмеран производу интензитета силе и дужине пута који је тело прешло под дејством те силе, ако се померање врши у смеру деловања силе. Основна јединица је џул, 1J.

A = F s

  1. Како гласи Кулонов закон?

F=k q1 q2/r2

Интензитет силе којом се привлаче или одбијају два налекетрисана тела сразмеран је производу њихових колиина наелектрисања, а обрнуто сразмеран квадрату њиховог међусобног растојања.

К је константа сразмерности која заивиси од природе средине у којој се налазе наелектрисања и за вакум њена вредност је

К=9 109 Nm2/C2

  1. Јачина ел. поља у некој тачки бројно је једнака сили којом то поље делује на јединично наелектрисање тела које се налази у тој тачки.

E = F/q,

 

  1. Naleketrisavanje tela je proces _____________________________________.
  2. Naelektrisavanja tela se može izvršiti na tri načina:___________________________, ______________________________ i elektrostatičkom _____________________________.
  3. Pri trljanju staklene prizme svilom, na svilu prelazi određen broj slobodnih elektrona. Zbog toga staklo i svila postaju naelektrisani tako da su njihove količine naelektrisanja: a) iste po količini, suprotnog znaka     b) veće na staklu, suprotnog znaka     c)veće na svili, suprotnoh znaka d)iste po količini i znaku
  4. Kada se negativno naelektrisani elektroskop dodirne nalektrisanom šipkom kazaljka elektroskopa  se pomeri ka nuli. Kojom vrstom naelektrisanja je naelektrisana šipka?
  5. Dva nenalektrisana elektroskopa spojena su provodnikom. Kada se elektroskopima prinese negativno naelektrisana šipka, a zatim se skloni provodnik koji ih povezuje, elektroskopi će se:a) naelektrisati oba pozitivno     b) naelektrisati oba negativno    c) razelektrisati     d)nalektrisati tako da je bliži pozitivan a dalji negativan
  1. Pri trljanju svilenom tkaninom, staklne akugla je izgubila 1016 elektrona. Kolikom količinom naelektrisanja je naelektrisana? Naelektrisanje jednog elektrona iznosi 1,6 10-19   C. (1,6mC)
  2. Koliko je elektrona prešlo na elektrometar pri dodiru negativno nelektrisanog štapa, ako elektrometar pokazuje 3,2mC? (2 1016)
  3. Dva ista valjkasta gvozdena tela, spojena spojena su metalnim provodnikom.  Nelektrisanje jednog valjkastog tela je 7 mikro kulona. Koliku količinu naelektrisanja imaju ova tela nakon spajanja? (3,5 mikrokulona)
  4. Dve jednake kuglice od bakra naelektrisane su sa 1,6nC i  -6,4nC. Koliko će svaka imati naelektrisanja nakon što ih spojimo? (-2,4nC)
  5. Gvozdena kuglica ima višak od 1014     elektrona u odnosu na broj prisutnih protna. Sa koliko kulona će biti naelektrisana nakon dodira sa istom takvom kuglicom koja nije nalektrisana? (-8 µC)