Zestaw zadań z fizyki elementarnej dla IFT
Prąd elektryczny stały, cz. 2.
1. Rozwiąż zadania
1.1 Jaką średnicę powinien mieć przewodnik miedziany o długości l1, aby miał taki sam opór jak przewodnik miedziany o długości l2 oraz o średnicy d2?
1.2 Znaleźć takie dwa opory x i y, aby połączone szeregowo dawały wypadkowy opór R, połączone zaś równolegle dawały opór wypadkowy r. Podać warunek rozwiązalności zadania.
1.3 Wyprowadzić wzór na natężenie płynącego przez opór zewnętrzny prądu, jeżeli opór ten spina baterię n ogniw, każde o sile elektromotorycznej E i oporze wewnętrznym R w następujących przypadkach:
a) gdy ogniwa są połączone szeregowo, b) gdy ogniwa są połączone równolegle.
1.4 Ile (co najmniej) ogniw, każde o SEM E i oporze wewnętrznym R, należy połączyć szeregowo, aby w przewodniku o oporze Rz, który spina tę baterię ogniw, można było otrzymać prąd o natężeniu I.
Jakie natężenie prądu można w tych warunkach otrzymać?
1.5 Kiedy należy połączyć n ogniw, każde o SEM E i oporze wewnętrznym R, szeregowo, a kiedy równolegle, jeżeli bateria ogniw spięta zewnętrznym oporem Rz ma dawać największe natężenie prądu?
1.6 Mamy n ogniw, każde o SEM E i oporze wewnętrznym R. Jakie połączenie tych ogniw jest najbardziej odpowiednie, aby po spięciu uzyskanej w ten sposób baterii oporem zewnętrznym Rz popłynął przez ten opór możliwie największy prąd? Ile wynosi wtedy opór wewnętrzny baterii?
1.7 Jaką SEM ma bateria o wewnętrznym oporze R, jeżeli daje prąd o natężeniu I przy napięciu na zaciskach U?
1.8 Wyznaczyć zależność mocy wydzielanej na oporze zewnętrznym Rz zamykającym obwód, w którym znajduje się źródło o SEM E i oporze wewnętrznym Rw, od wartości oporu zewnętrznego. Wyznaczyć wartość oporu zewnętrznego, dla którego moc osiąga maksimum. Obliczyć wartość mocy maksymalnej (problem dopasowania).
