ZADANIA Z PRĄDU ELEKTRYCZNEGO !!! Może być w nich kilka poprawnych odpowiedzi :) Zadania w załączniku :)

ZADANIE 01. Prąd elektryczny przepływając przez materiały zachowuje się w różny sposób odkrywając naturę materiału. Które zdania z tym związane są prawdziwe? Proszę wskazać wszystkie a.Izolator to substancja słabo przewodząca prąd elektryczny - PRAWDA Izolatory to substancje słabo przewodzące prąd. b.Szkło i grafit są dobrymi izolatorami elektrycznymi - FAŁSZ Szkło jest izolatorem, natomiast grafit jest dobrym przewodnikiem prądu. c.Metale dobrze przewodzą prąd ponieważ posiadają elektrony swobodne niezwiązane z atomami - PRAWDA Metale posiadają wole elektrony w tak zwanym paśmie przewodnictwa. d. W izolatorach powłoki walencyjne atomów "zachodzą" na siebie i dlatego nie ma możliwości przemieszczania się ładunków swobodnych - FAŁSZ Izolatory słabo przewodzą prąd ze względu na dużą przerwę energetyczną między pasmem walencyjnym a pasmem przewodnictwa. ZADANIE 02. Płynący prąd to ukierunkowany ruch ładunków elektrycznych. Które odpowiedzi nieprawidłowo opisują zjawiska z tym związane? a. W roztworach wodnych kwasów i zasad prąd to tylko ruch ładunków dodatnich - FAŁSZ W elektrolitach przemieszczającymi się nośnikami ładunku są zarówno aniony jak i kationy. b.Katoda ma dodatni znak dzięki czemu przyciąga elektrony oraz ujemne aniony - PRAWDA Katoda to elektroda do której wpływają ładunki ujemne. c.W miedzianym drucie przepływ prądu to ruch elektronów i dodatnich jonów w przeciwne strony - FAŁSZ W miedzianym drucie przepływ prądu to wyłącznie ruch elektronów. Jony w ciele stałym nie poruszają się. d.Kationy w roztworach poruszają się zgodnie z umownym kierunkiem prądu elektrycznego - PRAWDA Jony o ładunku dodatnim (kationy) przemieszczają się w kierunku elektrody ujemnej, zgodnie z umownym kierunkiem prądu elektrycznego. ZADANIE 03. W roztworach, które uległy dysocjacji elektrolitycznej jest możliwy przepływ prądu. Przykładem jest źródło mokre Volty. Które ze zdań podają nieprawidłowe informacje ? Proszę wskazać wszystkie a.Jony dodatnie w elektrolicie docierają do katody i pobierają z niej ładunki elektryczne - FAŁSZ Jony dodatnie w elektrolicie przemieszczają się w stronę anody. b.Przepływ prądu w elektrolitach polega na ukierunkowanym ruchu ładunków dodatnich i ujemnych - PRAWDA c.Aby w gazie wystąpił przepływ prądu, musi zajść zjawisko dysocjacji - FAŁSZ W rozrzedzonych gazach można wytworzyć wolne elektrony, których ruch jest prądem elektrycznym. d.Elektrolitem w źródle Volty jest chlorek amonu - FAŁSZ Elektrolit w ogniwie Volty to wodny roztwór kwasu siarkowego ZADANIE 04. Na powyższym rysunku znajduje się kilka elektrycznych elementów połączonych ze sobą. Wskaż prawidłowe opisy związane z tym rysunkiem a.Na rysunku są tyko trzy gałęzie - PRAWDA Ną rysunku są trzy gałęzie - gałąź ze źródłem napięcia i oporem R1, gałąź z oporem R2 oraz gałąź z oporem R3. b.W oporniku R2 elektrony swobodne płyną w dół - FAŁSZ Elektrony będą zmierzać do dodatniej elektrody źródła - czyli w górę c.Na tym rysunku katoda źródła jest wyżej niż anoda - PRAWDA d.Oporniki R3 i R2 są połączone szeregowo - FAŁSZ Oporniki te połączone są równolegle ZADANIE 05. Załóżmy, że oporniki mają opór R1=10Ω zaś R2=R3=20 Ω. Opory zastępcze prawidłowo opisują tylko te z poniższych odpowiedzi a.Najpierw obliczymy opór zastępczy dla R2 i R3 - PRAWDA Opory te połączone są równolegle, zatem najpierw trzeba policzyć ich opór wypadkowy, a następnie dodać do wartości R1, z którym ta para jest połączona szeregowo. b.Całkowity opór zastępczy to 20 omów - PRAWDA [latex]R_z=R_1+frac{R_2R_3}{R_2+R_3}=10Omega+frac{20Omegacdot 20Omega}{20Omega+20Omega}=10Omega+frac{400Omega^2}{40Omega}=10Omega+10Omega=20Omega[/latex] c.Wszystkie trzy oporniki są połączone równolegle - FAŁSZ Oporniki R2 i R3 są połączone równolegle, a następnie szeregowo z opornikiem R1. d.Oporniki R1 i R2 są połączone szeregowo i ich opór zastępczy to 30 omów - FAŁSZ Opornik R1 jest połączony szeregowo z równoległą parą oporników R1 i R2, nie z samym opornikiem R1. ZADANIE 06. Zachowajmy dane oporników takie jak w pytaniu 05. Dodatkowo podam wartość natężenia prądu płynącego przez opór R2. Wynosi on J2= 2A. Które z wyników i obliczeń poniżej są prawidłowe a.Napięcie U2 wynosi 20V - FAŁSZ Napięcie wynosi: [latex]U_2=I_2cdot R_2=2Acdot 20Omega=40V[/latex] b.Natężenie J3 wynosi 2A - PRAWDA Na rezystorach połączonych równolegle panuje to samo napięcie - czyli U2=U3. Zatem: [latex]I_3=frac{U_3}{R_3}=frac{U_2}{R_3}=frac{40V}{20Omega}=2A[/latex] c.Natężenie J1 obliczyć można z prawa Kirchhoffa i wynosi ono 4A - PRAWDA [latex]I_1=I_2+I_3=2A+2A=4A[/latex] d. Napięcia na opornikach R2 i R3 są jednakowe i wynoszą po 40W - FAŁSZ Napięcia są jednakowe i wynoszą po 40 Wolt (V). W pytaniu zastosowano literę W oznaczającą Waty, napięcia nie mierzymy w watach. Gdyby nie jednostka, założenie byłoby prawdziwe. ZADANIE 07. Sprytny Aleks postanowił zastąpić oporniki miernikami. Które określenia będą prawidłowe. Zakładamy, że mierniki są idealne a.Po zastąpieniu opornika R1 amperomierzem prąd ze źródła nie może płynąć - FAŁSZ Idealny amperomierz ma zerowy opór wewnętrzny, więc prąd jak najbardziej będzie płynął. b.Jeżeli opornik R2 zastąpimy woltomierzem to płynący prąd ze źródła ulegnie zmniejszeniu - PRAWDA Woltomierz ma nieskończenie wielki opór wewnętrzny, więc po zastąpieniu opornika R2 woltomierzem wypadkowy opór tego połączenia równoległego będzie wynosił R3=20 omów. Wcześniej wynosił (jak policzyliśmy wyżej) 10 omów, więc płynący prąd po wstawieniu woltomierza będzie mniejszy niż przed. c.Po wstawieniu amperomierza w miejsce opornika R3 płynący prąd ze źródła ulegnie zwiększeniu - PRAWDA. Amperomierz ma zerowy opór wewnętrzny, wówczas wypadkowy opór połączenia go z oporem R2 wyniesie 0 omów, a  całkowity opór zastępczy w obwodzie wyniesie jedynie R1=10 omów (przed tą zmianą wynosił 20 omów), co oznacza że prąd płynący w obwodzie będzie większy d.Aby móc obliczyć wartość oporu R2 należy opornik R1 zastąpić woltomierzem, a opornik R3 amperomierzem - FAŁSZ Należy zrobić odwrotnie - R1 zastąpić amperomierzem a R3 woltomierzem - amperomierz podłączamy szeregowo a woltomierz równolegle. ZADANIE 08. Na wykresie widać zależność natężenia prądu od przyłożonego napięcia dla trzech różnych oporników. Oczywiście mamy tutaj sprawdzenie prawa Ohma. Wskaż odpowiedzi prawidłowe. Numeracja rzymska z rysunku I, II, III może być zastąpiona numeracją arabską 1, 2, 3 a.Pionowa oś układu może być oznaczona symbolem J a pozioma U. Przeciwne oznaczenie jest błędne - PRAWDA Napięcie oznaczamy jako U, natężenie jako I lub J b.Największy opór ma opornik oznaczony numerem 1 - FAŁSZ Zależność między natężeniem a napięciem z prawa Ohma [latex]I=frac{U}{R}[/latex] Im mniejszy opór tym większe natężenie dla zadanego napięcia (i bardziej strome nachylenie prostej na wykresie). Opornik 1 ma najmniejszy opór. c.Opornik nr 3 ma opór o wartości 12 omów - PRAWDA Korzystamy z prawa Ohma i podstawiamy dowolny punkt z wykresu 3 by obliczyć opór 3: [latex]R=frac{U}{I}=frac{6V}{0,5A}=12Omega[/latex] d.Prąd o natężeniu 1500mA płynie po przyłożeniu do opornika nr 2 napięcia 6W - FAŁSZ (ZŁA JEDNOSTKA, POWINNO BYĆ V) Prąd o natężeniu 1500mA czyli 1,5A płynie przez opornik 2 po przyłożeniu napięcia 6V (wolt), a nie watów. ZADANIE 09. Wykres ten jest ilustracją do prawa Ohma. Wskaż odpowiedzi błędne a.Prawo to mówi o odwrotnie proporcjonalnej zależności pomiędzy napięciem i natężeniem prądu - FAŁSZ Zależność między napięciem a natężeniem jest proporcjonalnością prostą. b.Treść tego prawa wymaga znajomości pojęcia węzła - FAŁSZ Znajomości tej wymaga 1 prawo Kirchhoffa. c.Dla oporników nr 1 i 2 przy tym samym przyłożonym napięciu natężenia prądu różnią się dwukrotnie ( pomijamy początek układu ) - PRAWDA Natężenia różnią się dwukrotnie, przykładowo dla U=2V: I1=1A, I2=0,5A, dla U=4V: I1=4A, I2=2A d.Z wykresu wygląda, że opornik nr 3 ma 6 razy mniejszy opór niż opornik nr1 - FAŁSZ Z wykresu widać że opornik nr 3 ma 6 razy większy opór niż opornik nr 1 - dla tych samych wartości napięcia natężenie płynące przez opornik numer 3 jest 6 razy mniejsze od natężenia płynącego przez opornik numer 1. ZADANIE 10. Taki mały wykres a można z niego odczytać i obliczyć wiele rzeczy. Które z poniższych opisów są prawidłowe a.Jeżeli przez opornik nr 1 uda się przepchnąć prąd 1A to moc wydzielana na tym oporniku wynosi aż 2000mW - PRAWDA Wzór na moc (odczytujemy z wykresu że dla 1A napięcie na oporze 1 wynosi 2V): [latex]P=Ucdot I=1Acdot 2V=2W=2000mW[/latex] b.Moc opornika nr 2 zasilanego napięciem 4V jest dwa razy mniejsza niż 8W - PRAWDA Odczytujemy z wykresu że natężenie prądu w oporniku 2 dla napięcia 4V wynosi 1A. [latex]P=Ucdot I=1Acdot 4V=4W[/latex] Moc wynosi 4 waty czyli faktycznie dwa razy mniej niż 8 wat. c.Zwiększenie napięcia zasilającego opornik nr 3 z 3V do 6V oznacza dwukrotny wzrost mocy tego opornika - FAŁSZ Odczytujemy z wykresu dla opornika 3 że dla U=3V I=0,25A oraz dla U=6V I=0,5A [latex]P_1=U_1cdot I_1=0,25Acdot 3V=0,75W[/latex] [latex]P_2=U_2cdot I_2=0,5Acdot 6V=3W[/latex] Jak widać moc wzrosła czterokrotnie, nie dwukrotnie d.Moc opornika nr 1 zasilanego napięciem 6V jest o 2W mniejsza niż moc opornika nr 2 zasilanego napięciem 8V - FAŁSZ Dla opornika 1: U=6V, I=3A Dla opornika 2: U=8V, I=2A [latex]P_{R1}=6Vcdot 3A=18W[/latex] [latex]P_{R2}=8Vcdot 2A=16W[/latex] Moc wydzielana na oporniku 1 jest o 2W większa, a nie mniejsza niż moc na oporniku 2. ZADANIE 11. Dokładna znajomość zależności związanych z prawem Ohma, budową przewodników oraz zależnością oporu od wymiarów materiału pomoże Wam wybrać tylko prawidłowe opisy z dostępnych poniżej. Pomijamy wpływ temperatury na opór elektryczny a.Opornik nr 1 powinien być wykonany z najgrubszego drutu - PRAWDA Opornik ten ma najmniejszy opór, zatem powinien być wykonany z najgrubszego drutu. b.Oporniki nr 1 i nr 2 to drut oporowy wykonany z nikieliny o identycznej długości. W takim razie przekrój poprzeczny drutu nr 2 jest większy niż przekrój poprzeczny drutu nr 1 - FAŁSZ Gdyby przekrój poprzeczny drutu 2 był większy niż drutu 1, opornik 2 miałby mniejszy opór niż opornik 1, a jest odwrotnie. c.Oporniki nr 2 i nr 3 zostały wykonane z tego samego drutu pod względem rodzaju i przekroju poprzecznego. Wobec tego drut nr 2 jest krótszy ! - PRAWDA Opornik 2 ma mniejszy opór niż opornik numer 3, zatem, skoro materiał i przekrój są te same - drut numer 2 musi być krótszy d.Jeżeli dwa oporniki z rysunku są wykonane na pewno jeden z miedzi a drugi z żelaza i mają identyczne wymiary to drut żelazny jest oznaczony na rysunku raczej nr 3 niż nr 1 - PRAWDA Żelazo ma większy opór właściwy niż miedź. Zatem z żelaza wykonany jest opornik o większym oporze - numer 3. Numer 1 to opornik miedziany. Uff. W razie wątpliwości prośba o komentarz.