Opisuje zjawiska związane z prądem stałym i przemiennym

Dlaczego tak

Od zacisku A do węzła po prawej stronie prowadzą dwie drogi: przez rezystory 2 Ω i 4 Ω połączone szeregowo, co daje 6 Ω, oraz przez rezystor 6 Ω. Połączone równolegle dają 6 · 6 / (6 + 6) = 3 Ω. Dalej do zacisku B trzeba przejść jeszcze przez 4 Ω i 2 Ω, więc cała ta gałąź ma 3 + 4 + 2 = 9 Ω. Równolegle do niej leży rezystor 9 Ω łączący A z B bezpośrednio, zatem rezystancja zastępcza wynosi 9 · 9 / (9 + 9) = 4,5 Ω.

Dlaczego tak

Wartość skuteczna napięcia źródła wynosi U = 141 V / √2 ≈ 100 V. W rezonansie prądów gałąź indukcyjna i pojemnościowa mają jednakowe reaktancje, więc płynące w nich prądy są równe co do wartości i przeciwne w fazie — znoszą się nawzajem i nie obciążają źródła. Ze źródła płynie więc wyłącznie prąd gałęzi rezystancyjnej: I = U / R = 100 V / 10 Ω = 10 A.

Dlaczego tak

Zgodnie z prawem Joule'a–Lenza moc cieplna wydzielana w przewodniku wynosi P = I²·R, więc przy dwukrotnie większym prądzie ciepło rośnie cztery razy. Odpowiedź „dwukrotnie” zakłada proporcjonalność do prądu, słuszną dla spadku napięcia, ale nie dla ciepła. Dlatego przeciążenie przewodu o kilkadziesiąt procent tak silnie podnosi jego temperaturę.

Dlaczego tak

Zmienne pole magnetyczne wewnątrz przewodu indukuje prądy wirowe, które wypychają prąd ku powierzchni; im wyższa częstotliwość, tym cieńsza warstwa przewodząca i większa rezystancja efektywna. Dlatego w transformatorach zasilaczy impulsowych stosuje się licę z wielu cienkich, izolowanych drutów. Efekt Halla dotyczy napięcia powstającego w polu magnetycznym i wykorzystuje się go w czujnikach.

Dlaczego tak

Impedancja Z = √(R² + Xc²) = √(900 + 1600) = 50 Ω, więc I = 230/50 = 4,6 A. Wynik 3,3 A powstaje po arytmetycznym dodaniu R i Xc (70 Ω), co jest błędem, bo napięcia na R i C są przesunięte w fazie o 90° i sumuje się je geometrycznie.

Dlaczego tak

X_L = 2πfL = 2·3,14·50·0,1 ≈ 31,4 Ω. Wynik 5 Ω otrzymuje się, mnożąc tylko f·L bez 2π, a 314 Ω po pomyleniu 0,1 H z 1 H. Reaktancja cewki rośnie wraz z częstotliwością, dlatego przy prądzie stałym wynosi zero.