Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępnościMenu skrótów klawiszowych
Logo OpenStax

Menu
Spis treści
  1. Przedmowa
  2. Termodynamika
    1. 1 Temperatura i ciepło
      1. Wstęp
      2. 1.1 Temperatura i równowaga termiczna
      3. 1.2 Termometry i skale temperatur
      4. 1.3 Rozszerzalność cieplna
      5. 1.4 Przekazywanie ciepła, ciepło właściwe i kalorymetria
      6. 1.5 Przemiany fazowe
      7. 1.6 Mechanizmy przekazywania ciepła
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    2. 2 Kinetyczna teoria gazów
      1. Wstęp
      2. 2.1 Model cząsteczkowy gazu doskonałego
      3. 2.2 Ciśnienie, temperatura i średnia prędkość kwadratowa cząsteczek
      4. 2.3 Ciepło właściwe i zasada ekwipartycji energii
      5. 2.4 Rozkład prędkości cząsteczek gazu doskonałego
      6. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    3. 3 Pierwsza zasada termodynamiki
      1. Wstęp
      2. 3.1 Układy termodynamiczne
      3. 3.2 Praca, ciepło i energia wewnętrzna
      4. 3.3 Pierwsza zasada termodynamiki
      5. 3.4 Procesy termodynamiczne
      6. 3.5 Pojemność cieplna gazu doskonałego
      7. 3.6 Proces adiabatyczny gazu doskonałego
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 4 Druga zasada termodynamiki
      1. Wstęp
      2. 4.1 Procesy odwracalne i nieodwracalne
      3. 4.2 Silniki cieplne
      4. 4.3 Chłodziarki i pompy ciepła
      5. 4.4 Sformułowania drugiej zasady termodynamiki
      6. 4.5 Cykl Carnota
      7. 4.6 Entropia
      8. 4.7 Entropia w skali mikroskopowej
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  3. Elektryczność i magnetyzm
    1. 5 Ładunki i pola elektryczne
      1. Wstęp
      2. 5.1 Ładunek elektryczny
      3. 5.2 Przewodniki, izolatory i elektryzowanie przez indukcję
      4. 5.3 Prawo Coulomba
      5. 5.4 Pole elektryczne
      6. 5.5 Wyznaczanie natężenia pola elektrycznego rozkładu ładunków
      7. 5.6 Linie pola elektrycznego
      8. 5.7 Dipole elektryczne
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    2. 6 Prawo Gaussa
      1. Wstęp
      2. 6.1 Strumień pola elektrycznego
      3. 6.2 Wyjaśnienie prawa Gaussa
      4. 6.3 Stosowanie prawa Gaussa
      5. 6.4 Przewodniki w stanie równowagi elektrostatycznej
      6. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    3. 7 Potencjał elektryczny
      1. Wstęp
      2. 7.1 Elektryczna energia potencjalna
      3. 7.2 Potencjał elektryczny i różnica potencjałów
      4. 7.3 Obliczanie potencjału elektrycznego
      5. 7.4 Obliczanie natężenia na podstawie potencjału
      6. 7.5 Powierzchnie ekwipotencjalne i przewodniki
      7. 7.6 Zastosowanie elektrostatyki
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 8 Pojemność elektryczna
      1. Wstęp
      2. 8.1 Kondensatory i pojemność elektryczna
      3. 8.2 Łączenie szeregowe i równoległe kondensatorów
      4. 8.3 Energia zgromadzona w kondensatorze
      5. 8.4 Kondensator z dielektrykiem
      6. 8.5 Mikroskopowy model dielektryka
      7. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    5. 9 Prąd i rezystancja
      1. Wstęp
      2. 9.1 Prąd elektryczny
      3. 9.2 Model przewodnictwa w metalach
      4. 9.3 Rezystywność i rezystancja
      5. 9.4 Prawo Ohma
      6. 9.5 Energia i moc elektryczna
      7. 9.6 Nadprzewodniki
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    6. 10 Obwody prądu stałego
      1. Wstęp
      2. 10.1 Siła elektromotoryczna
      3. 10.2 Oporniki połączone szeregowo i równolegle
      4. 10.3 Prawa Kirchhoffa
      5. 10.4 Elektryczne przyrządy pomiarowe
      6. 10.5 Obwody RC
      7. 10.6 Instalacja elektryczna w domu i bezpieczeństwo elektryczne
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    7. 11 Siła i pole magnetyczne
      1. Wstęp
      2. 11.1 Odkrywanie magnetyzmu
      3. 11.2 Pola magnetyczne i ich linie
      4. 11.3 Ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym
      5. 11.4 Siła magnetyczna działająca na przewodnik z prądem
      6. 11.5 Wypadkowa sił i moment sił działających na pętlę z prądem
      7. 11.6 Efekt Halla
      8. 11.7 Zastosowania sił i pól magnetycznych
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    8. 12 Źródła pola magnetycznego
      1. Wstęp
      2. 12.1 Prawo Biota-Savarta
      3. 12.2 Pole magnetyczne cienkiego, prostoliniowego przewodu z prądem
      4. 12.3 Oddziaływanie magnetyczne dwóch równoległych przewodów z prądem
      5. 12.4 Pole magnetyczne pętli z prądem
      6. 12.5 Prawo Ampère’a
      7. 12.6 Solenoidy i toroidy
      8. 12.7 Magnetyzm materii
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    9. 13 Indukcja elektromagnetyczna
      1. Wstęp
      2. 13.1 Prawo Faradaya
      3. 13.2 Reguła Lenza
      4. 13.3 Siła elektromotoryczna wywołana ruchem
      5. 13.4 Indukowane pola elektryczne
      6. 13.5 Prądy wirowe
      7. 13.6 Generatory elektryczne i siła przeciwelektromotoryczna
      8. 13.7 Zastosowania indukcji elektromagnetycznej
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    10. 14 Indukcyjność
      1. Wstęp
      2. 14.1 Indukcyjność wzajemna
      3. 14.2 Samoindukcja i cewki indukcyjne
      4. 14.3 Energia magazynowana w polu magnetycznym
      5. 14.4 Obwody RL
      6. 14.5 Oscylacje obwodów LC
      7. 14.6 Obwody RLC
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    11. 15 Obwody prądu zmiennego
      1. Wstęp
      2. 15.1 Źródła prądu zmiennego
      3. 15.2 Proste obwody prądu zmiennego
      4. 15.3 Obwody szeregowe RLC prądu zmiennego
      5. 15.4 Moc w obwodzie prądu zmiennego
      6. 15.5 Rezonans w obwodzie prądu zmiennego
      7. 15.6 Transformatory
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    12. 16 Fale elektromagnetyczne
      1. Wstęp
      2. 16.1 Równania Maxwella i fale elektromagnetyczne
      3. 16.2 Płaskie fale elektromagnetyczne
      4. 16.3 Energia niesiona przez fale elektromagnetyczne
      5. 16.4 Pęd i ciśnienie promieniowania elektromagnetycznego
      6. 16.5 Widmo promieniowania elektromagnetycznego
      7. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  4. A Jednostki
  5. B Przeliczanie jednostek
  6. C Najważniejsze stałe fizyczne
  7. D Dane astronomiczne
  8. E Wzory matematyczne
  9. F Układ okresowy pierwiastków
  10. G Alfabet grecki
  11. Rozwiązania zadań
    1. Rozdział 1
    2. Rozdział 2
    3. Rozdział 3
    4. Rozdział 4
    5. Rozdział 5
    6. Rozdział 6
    7. Rozdział 7
    8. Rozdział 8
    9. Rozdział 9
    10. Rozdział 10
    11. Rozdział 11
    12. Rozdział 12
    13. Rozdział 13
    14. Rozdział 14
    15. Rozdział 15
    16. Rozdział 16
  12. Skorowidz nazwisk
  13. Skorowidz rzeczowy
  14. Skorowidz terminów obcojęzycznych

Zadania

9.1 Prąd elektryczny

21.

Generator Van de Graaffa jest jednym z pierwszych akceleratorów cząstek i może zostać użyty do przyspieszania cząstek takich jak protony czy elektrony. Mogłeś widzieć jego zastosowanie, gdy był używany do postawienia włosów lub wytwarzania ogromnych iskier. Innym zastosowaniem generatora Van de Graaffa jest wytwarzanie promieniowania X poprzez bombardowanie twardego metalowego celu przez wiązkę nośników ładunku. Rozważ wiązkę protonów o energii 1 keV 1keV oraz natężeniu prądu 5 mA 5mA, wyprodukowaną przez generator.

  1. Jaka jest prędkość protonów?
  2. Ile protonów jest wytwarzanych w każdej sekundzie?
22.

Monitor kineskopowy (CRT, ang. cathode ray tube) jest urządzeniem, które produkuje skupioną wiązkę elektronów w próżni. Elektrony uderzają w szklany ekran pokryty fosforem, co powoduje powstanie jasnego punktu. Pozycja jasnego punktu na ekranie może być regulowana poprzez zakrzywianie wiązki elektronów przy użyciu pola elektrycznego, magnetycznego lub obydwu. Monitory kineskopowe były powszechnie używane w telewizorach, wyświetlaczach komputerowych czy oscyloskopach, natomiast nowsze urządzenia wykorzystują wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD, ang. liquid crystal display) lub plazmowe. Wciąż jednak możesz się natknąć na monitory kineskopowe w twojej dziedzinie nauki. Rozważ monitor kineskopowy ze średnim natężeniem prądu wiązki elektronowej 25 µA 25µA. Jak dużo elektronów uderza w ekran w każdej sekundzie?

23.

Ile elektronów przepływa przez punkt przewodu w ciągu 3 s 3s, jeśli płynie w nim prąd o stałym natężeniu I = 4 A I= 4 A ?

24.

Przez przewodnik płynie prąd, którego natężenie maleje wykładniczo z czasem, według zależności I = I 0 e t τ I= I 0 e t τ , gdzie I 0 = 3 A I 0 = 3 A jest wartością natężenia prądu w chwili początkowej t = 0 s t= 0 s , a τ = 0,5 s τ= 0,5 s to stała czasowa. Jaki ładunek przepływa przez przewodnik pomiędzy t = 0 s t= 0 s a t = 3 τ t= 3 τ ?

25.

Ładunek przepływający przez przewodnik jest opisany wzorem

Q = 4 mC s 4 t 4 1 mC s t + 6 mC ⁢⁢. Q = 4 mC s 4 t 4 1 mC s t + 6 mC ⁢⁢.

Ile wynosi natężenie prądu w czasie t = 3 s t= 3 s ?

26.

Natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest opisane wzorem I t = I max sin 2 π 60 Hz t I t = I max sin 2 π 60 Hz t . Zapisz zależność ładunku w funkcji czasu.

27.

Ładunek na kondensatorze w obwodzie jest dany wzorem Q t = Q max cos ω t + ϕ Q t = Q max cos ω t + ϕ . Jaka jest zależność natężenia prądu płynącego w tym obwodzie od czasu?

9.2 Model przewodnictwa w metalach

28.

Przez aluminiowy przewód o średnicy 1,628 mm 1,628mm ( 14 AWG 14AWG) płynie prąd o natężeniu 3 A 3A.

  1. Jaka jest całkowita wartość gęstości ładunku w drucie?
  2. Jaka jest prędkość dryfu elektronów?
  3. Jaka byłaby prędkość dryfu elektronów w drucie o takich samych wymiarach, ale wykonanym z miedzi?

Gęstość miedzi wynosi 8,96 g cm 3 8,96 g cm 3 , a gęstość aluminium równa się 2,7 g cm 3 2,7 g cm 3 . Masa molowa aluminium to 26,98 g mol 26,98 g mol , a masa molowa miedzi to 63,5 g mol 63,5 g mol . Załóż, że na każdy atom metalu przypada jeden swobodny elektron.

29.

Natężenie prądu wiązki elektronowej o promieniu 1 mm 2 1 mm 2 wynosi I = 50 µA I= 50 µA . Ile wynosi wartość gęstości prądu w tej wiązce?

30.

Wysokoenergetyczny akcelerator produkuje wiązkę protonów o średnicy r = 0,9 mm r= 0,9 mm . Natężenie prądu w wiązce jest stałe i wynosi I = 9 µA I= 9 µA . Gęstość ładunku wynosi n = 6 10 11 n= 6 10 11 protonów na 1 m 2 1 m 2 .

  1. Jaka jest gęstość prądu w wiązce?
  2. Ile wynosi prędkość dryfu cząstek w wiązce?
  3. Ile czasu potrzeba na wyemitowanie 10 10 10 10 protonów przez akcelerator?
31.

Rozważ drut o kołowym przekroju poprzecznym o promieniu R = 3 mm R= 3 mm . Gęstość prądu jest opisana wzorem J = c r 2 = 5 10 6 A m 4 r 2 J= c r 2 = 5 10 6 A m 4 r 2 . Ile wynosi natężenie prądu płynącego przez wewnętrzną część drutu od środka do r = 0,5 R r= 0,5 R ?

32.

Natężenie prądu wytwarzanego przez wiązkę elektronów o promieniu 1 mm 2 1 mm 2 wynosi I = 50 µA I= 50 µA . Ile wynosi wartość gęstości prądu w tej wiązce?

33.

Natężenie prądu dostarczanego do klimatyzatora wynosi 4 A 4A. Jest on zasilany przez drut o średnicy 2,588 mm 2,588mm ( 10 AWG 10AWG). Gęstość ładunku wynosi n = 8,48 10 28 elektronów m 3 n= 8,48 10 28 elektronów m 3 . Oblicz

  1. gęstość prądu;
  2. prędkość dryfu.

9.3 Rezystywność i rezystancja

34.

Prąd o jakim natężeniu płynie przez żarówkę latarki zasilanej napięciem 3 V 3V, jeśli jej rezystancja po nagrzaniu wynosi 3,6 Ω 3,6Ω?

35.

Oblicz efektywną rezystancję kalkulatora kieszonkowego, który ma 1,35-woltową baterię oraz płynie przez niego prąd o natężeniu 0,2 mA 0,2mA.

36.

Jakie napięcie jest konieczne, by działała lampka kontrolna na odtwarzaczu DVD, mająca rezystancję 140 Ω 140Ω, jeśli przepływa przez nią prąd o natężeniu 25 mA 25mA?

37.

Ile wynosi rezystancja 20-metrowego kawałka miedzianego przewodu o średnicy 2,053 mm 2,053mm ( 12 AWG 12AWG)?

38.

Średnica miedzianego przewodu 0 AWG 0AWG wynosi 8,252 mm 8,252mm. Oblicz rezystancję przewodu o długości 1 km 1km używanego do przesyłania energii elektrycznej.

39.

Jak długi powinien być żarnik wolframowy w żarówce o średnicy 0,1 mm 0,1mm, jeśli ma mieć rezystancję 0,2 Ω 0,2Ω w temperaturze 20 °C 20°C?

40.

Ołowiany pręt o długości 30 cm 30cm ma rezystancję 5 µΩ 5µΩ. Jaki jest jego promień?

41.

Oblicz stosunek pomiędzy średnicami przewodów aluminiowego i miedzianego, jeśli mają taką samą rezystancję w przeliczeniu na jednostkę długości (tak jak w przypadku przewodów w gospodarstwach domowych).

42.

Jakie natężenie ma prąd przepływający przez pręt z czystego krzemu o średnicy 2,54 cm 2,54cm i o długości 20 cm 20cm, do którego przyłożono napięcie 103V103V (takie pręty są wykorzystywane jako detektory cząstek nuklearnych)?

43.

Odpowiedz na poniższe pytania.

  1. Do jakiej temperatury należy podgrzać drut miedziany, który miał początkowo temperaturę 20 °C 20°C, aby podwoić jego rezystancję, pomijając temperaturowe zmiany rozmiarów?
  2. Czy to może się przydarzyć w gospodarstwach domowych w zwykłych okolicznościach?
44.

Rezystor wykonany z przewodu chromonikielinowego jest używany w takich przypadkach, gdy rezystancja nie może się zmieniać o więcej niż 1%1% \SI{1}{\percent} od swojej pierwotnej wartości w temperaturze 20 °C 20°C. W jakim zakresie temperatur może być stosowany?

45.

Z jakiego materiału wykonano rezystor, którego rezystancja jest w temperaturze 100 °C 100°C o 40%40% \SI{40}{\percent} większa niż w temperaturze 20 °C 20°C?

46.

Urządzenia elektroniczne zaprojektowane w taki sposób, aby pracowały w przedziale temperatur od 10 °C 10°C do 55 °C 55°C, wykorzystują rezystory wykonane z czystego węgla. Jak bardzo zmienia się ich rezystancja w tym zakresie temperatur?

47.

Odpowiedz na poniższe pytania.

  1. Z jakiego materiału wykonano drut, jeśli przy długości 25 m 25m oraz średnicy 0,1 mm 0,1mm ma rezystancję 77,7 Ω 77,7Ω w temperaturze 20 °C 20°C?
  2. Jaka jest jego rezystancja w temperaturze 150 °C 150°C?
48.

Jeśli założysz, że temperaturowy współczynnik rezystywności jest stały, jaki będzie procentowo największy spadek rezystancji drutu konstantanowego od temperatury 20 °C 20°C?

49.

Rezystancja miedzianego drutu wynosi 0,5 Ω 0,5Ω w temperaturze 20 °C 20°C, natomiast rezystancja drutu wykonanego z żelaza wynosi 0,525 Ω 0,525Ω w tej samej temperaturze. W jakiej temperaturze te dwa materiały będą miały taką samą rezystancję?

9.4 Prawo Ohma

50.

Rezystor o rezystancji 2,2 2,2 podłączono do baterii R20 ( 1,5 V 1,5V). Jakie natężenie ma prąd płynący przez ten rezystor?

51.

Rezystor o rezystancji 250 250 połączono szeregowo z dwiema bateriami R20 ( 1,5 V 1,5V każda), które dają napięcie 3 V 3V. Producent twierdzi, że rezystory mają rezystancję w granicach 5% od wartości znamionowej. Jakie jest możliwe minimalne i maksymalne natężenie prądu płynącego przez rezystor?

52.

Rezystor podłączono szeregowo do zasilacza 20 V 20V. Zmierzone natężenie prądu wyniosło 0,5 A 0,5A. Jaką rezystancję ma ten rezystor?

53.

Rezystor umieszczono w obwodzie z regulowanym źródłem napięcia. Wartości napięcia na rezystorze oraz natężenia przepływającego prądu są przedstawione poniżej. Oszacuj rezystancję rezystora.

Rysunek jest wykresem napięcia od natężenia prądu. Wykres wyrażający zależność między napięciem i natężeniem jest liniowy. Zero woltów odpowiada zeru amperów, 200 woltów 2 amperom, 400 woltów 4 amperom, 600 woltów 6 amperom, 800 woltów 8 amperom.
54.

Tabela poniżej przedstawia pomiary natężenia prądu oraz przyłożonego napięcia na próbce materiału. Narysuj wykres, używając tych danych. Zakładając, że materiał jest omowy, oszacuj rezystancję.

I I( A A) U U( V V)
0 3
2 23
4 39
6 58
8 77
10 100
12 119
14 142
16 162

9.5 Energia i moc elektryczna

55.

20-woltowa bateria zasila rezystor o rezystancji 10 10. Załóż, że spadek napięcia na przewodach jest pomijalny.

  1. Jakie natężenie ma prąd przepływający przez rezystor?
  2. Jaka jest moc pobierana przez rezystor?
  3. Jaką moc daje bateria, zakładając, że całą pobiera rezystor?
  4. Co dzieje się z energią pobraną przez rezystor?
56.

Jakie maksymalne napięcie może zostać przyłożone do rezystora 10 10 oznaczonego 14W14W?

57.

Grzałka zbudowana z cewki z drutu o średnicy 1,628 mm 1,628mm ( 14 AWG 14AWG) z chromonikieliny generuje moc o wartości 300 W 300W przy użyciu napięcia U = 110 V U= 110 V . Jaką długość ma drut?

58.

Alternatywę dla świetlówek i standardowych żarówek stanowią żarówki LED. 100-watową żarówkę standardową może zastąpić 16-watowa żarówka LED. Obydwie wytwarzają strumień świetlny o wartości 1600 lm 1600lm. Ile zapłacisz za rok pracy żarówki przez 4 h 4h dziennie przy założeniu, że koszt 1 kW h 1 kW h wynosi 0,55 0,55?

59.

Moc tracona przez rezystor o rezystancji R = 100 Ω R= 100 Ω jest równa P = 2 W P= 2 W . Oblicz natężenie prądu płynącego przez rezystor oraz spadek napięcia na rezystorze.

60.

Kierowca spieszył się na samolot i przez przypadek zostawił włączone światła w samochodzie na parkingu przy lotnisku. Podczas startu zorientował się, że popełnił błąd. Kierowca niedawno wymieniał akumulator w samochodzie, więc wie, że ma on 12 V 12V i jest oznaczony 100 A h 100 A h . Nic nie mogąc zrobić, oszacował, jak długo będą świeciły się światła, przy założeniu, że w aucie są dwie lampy po 12 V 12V i każda pobiera 40 W 40W mocy. Do jakich wniosków doszedł?

61.

Student fizyki mieszka w jednoosobowym pokoju w akademiku. Posiada małą lodówkę, która pracuje, pobierając prąd o natężeniu 3 A 3A i pod napięciem 110 V 110V, lampkę ze 100-watową żarówką, żyrandol z 60-watową żarówką i kilka innych urządzeń o łącznej mocy 3 W 3W.

  1. Zakładając, że elektrownia, która zasila akademik, jest oddalona o 10 km 10km i używa dwóch aluminiowych kabli o średnicy 8,252 mm 8,252mm, oszacuj, jaka część dostarczanej mocy (w procentach) jest tracona w czasie przesyłu;
  2. Jak zmieniłby się wynik, gdyby elektrownia dostarczała prąd, korzystając z napięcia 11 kV 11kV?
62.

Przez rezystor o rezystancji 220 Ω 220Ω i mocy maksymalnej 0,5 W 0,5W płynie prąd o maksymalnym możliwym natężeniu. Jaka byłaby moc pobierana przez rezystor, gdyby natężenie prądu zmalało dwa razy?

9.6 Nadprzewodniki

63.

Rozważ elektrownię oddaloną o 60 km 60km od domów mieszkalnych. Do przesyłu energii elektrycznej są używane przewody z miedzi o powierzchni przekroju poprzecznego S = 42,4 mm 2 S= 42,4 mm 2 , w których płynie prąd o natężeniu I = 100 A I= 100 A . Jaka moc jest tracona w przewodach miedzianych, czego można byłoby uniknąć, używając przewodów nadprzewodzących?

64.

Przy wyciąganiu drutu, jego długość zwiększa się cztery razy. Jak zmieni się jego rezystancja?

65.

Cyfrowy termometr mierzy temperaturę przez pomiar rezystancji półprzewodnikowego urządzenia nazywanego termistorem (którego α = 0,06 °C 1 α= 0,06 °C 1 ), w momencie gdy jego temperatura jest równa temperaturze ciała pacjenta. Ile wynosi temperatura ciała pacjenta, jeśli rezystancja termistora wynosi w niej 82%82% \SI{82}{\percent} jego rezystancji w 37 °C 37°C (temperatura zdrowego człowieka)?

66.

Generatory mocy elektrycznej czasami testuje się, przepuszczając generowany prąd przez duży zbiornik z wodą. Podobną metodę wykorzystuje się do badania ciepła wydzielanego przez rezystory. Rezystor o rezystancji R = 30 Ω R= 30 Ω podłączono do baterii 9 V 9V. Jego elektrody są wodoodporne. Umieszczono je w wodzie o temperaturze pokojowej ( T = 20 °C T= 20 °C ) i o masie 1 kg 1kg. Prąd przepływał przez rezystor przez 20 min 20min. Oblicz końcową temperaturę wody, zakładając, że cała energia elektryczna oddana przez rezystor została zamieniona na ciepło.

67.

Złoty drut 12 AWG 12AWG ma długość 1 m 1m.

  1. Jaka będzie długość srebrnego drutu 12 AWG 12AWG o takiej samej rezystancji?
  2. Ile będą wynosiły rezystancje tych drutów w temperaturze wrzenia wody?
68.

O ile musi zmienić się temperatura, aby zmniejszyć rezystancję rezystora węglowego o 10%10% \SI{10}{\percent}?

Cytowanie i udostępnianie

Chcesz zacytować, udostępnić albo zmodyfikować treść tej książki? Została ona wydana na licencji Creative Commons Attribution License , która wymaga od Ciebie uznania autorstwa OpenStax.

Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-2/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym, na każdym widoku strony umieść informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-2/pages/1-wstep
Cytowanie

© 2 mar 2022 OpenStax. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Creative Commons Attribution License . Nazwa OpenStax, logo OpenStax, okładki OpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.