Wyjaśnia pojęcia związane z prądem i napięciem elektrycznym

Dlaczego tak

Prawa gałąź obwodu zawiera dwa szeregowo połączone rezystory R (razem 2R), które są połączone równolegle z rezystorem 2R gałęzi środkowej — dając wypadkowo R. Całkowita rezystancja obwodu to R (górny, szeregowy) + R (wypadkowa równoległa) = 2R, więc prąd źródła wynosi I = U/2R = 20 V/2R = 10/R. Napięcie na węźle rozgałęzienia wynosi I·R = 10 V i dzieli się równo na dwóch jednakowych rezystorach prawej gałęzi, więc na dolnym z nich, na którym jest woltomierz, odkłada się połowa — 5,0 V.

Dlaczego tak

Moc czynną odbiornika trójfazowego liczy się ze wzoru P = √3 · U · I · cosφ, gdzie U jest napięciem międzyfazowym. Podstawiając: P = 1,73 · 400 V · 10 A · 0,8 ≈ 5536 W, czyli około 5,5 kW. Pominięcie pierwiastka z trzech daje 3,2 kW — to najczęstszy błąd, bo taki wzór jest poprawny dla obwodu jednofazowego, a nie trójfazowego.

Dlaczego tak

Rezystancję przewodu liczy się ze wzoru R = ρ·l/S = 0,0175 Ω·mm²/m · 50 m / 2,5 mm² = 0,875/2,5 = 0,35 Ω. Jednostka rezystywności jest tak dobrana, że długość podstawia się w metrach, a przekrój w milimetrach kwadratowych — bez żadnego dodatkowego przeliczania. Pominięcie dzielenia przez przekrój daje 0,875 Ω, czyli wartość 2,5 razy za dużą.

Dlaczego tak

Dla n jednakowych rezystorów połączonych równolegle rezystancja zastępcza wynosi R/n = 30/3 = 10 Ω, bo każda gałąź dokłada nową drogę dla prądu. Wynik 90 Ω odpowiada połączeniu szeregowemu. Przydatna reguła kontrolna: rezystancja zastępcza połączenia równoległego jest zawsze mniejsza od najmniejszej z rezystancji gałęzi.

Dlaczego tak

Straty mocy w przewodzie oblicza się z P = I²·R = 20² · 0,5 = 400 · 0,5 = 200 W. Wynik 10 W to iloczyn I·R, czyli spadek napięcia w woltach, a nie moc. Straty rosną z kwadratem prądu — przy dwukrotnie większym obciążeniu ten sam przewód traci cztery razy więcej mocy, dlatego obciążalność przewodu tak silnie zależy od prądu.

Dlaczego tak

Pod obciążeniem część siły elektromotorycznej odkłada się na rezystancji wewnętrznej źródła: U = E − I·R_w = 12,6 − 40 · 0,05 = 12,6 − 2,0 = 10,6 V. Wynik 12,6 V to napięcie bez obciążenia — takie pokaże woltomierz przy wyłączonym rozruszniku. Dlatego stan akumulatora ocenia się pod obciążeniem: zużyty ma większą rezystancję wewnętrzną i napięcie spada głębiej.