Zamknięcie działu 8

📌 Najważniejsze w pigułce (cały dział)

  1. Prąd = ruch ładunków; $I = q/t$ (amper); moc $P = UI$.
  2. Prawo Ohma $U = IR$ (stały opór przy stałej temperaturze).
  3. Metal: opór rośnie z temperaturą; półprzewodnik: maleje (fundament elektroniki).
  4. I prawo Kirchhoffa = zachowanie ładunku; ogniwa szeregowo: napięcia się dodają.
  5. Sieć domowa 230 V, odbiorniki równolegle; bezpiecznik chroni przewody; $I = P/U$ z danych znamionowych.
  6. Dioda przewodzi w jednym kierunku (LED świeci).
  7. [R] Przewodnictwo (elektrony/jony); $R = \rho l/S$ ($\rho$ w $\Omega\cdot\text{m}$); SEM i opór wewnętrzny $U=\varepsilon-Ir$; moc na oporniku $P = UI = I^2R = U^2/R$; II prawo Kirchhoffa $\sum\varepsilon = \sum IR$ (SEM dodajemy lub odejmujemy zależnie od zwrotu); opór zastępczy (szereg $\sum R$, równolegle $\sum 1/R$); prostownik, tranzystor.

📐 Słowniczek definicji działu 8

Termin Definicja (skrótowo)
Natężenie prądu $I = q/t$ (amper)
Moc prądu $P = UI$ (wat)
Prawo Ohma $U = IR$ (stały opór)
Metal / półprzewodnik opór rośnie / maleje z temperaturą
I prawo Kirchhoffa suma prądów do węzła = z węzła (zach. ładunku)
Dane znamionowe projektowe $U$, $P$; $I = P/U$
Dioda przewodzi w jednym kierunku (LED świeci)
[R] Opór właściwy $R = \rho l/S$; $[\rho] = \Omega\cdot\text{m}$
[R] SEM / opór wewnętrzny $U = \varepsilon - Ir$; moc $P = UI = I^2R = U^2/R$
[R] II prawo Kirchhoffa $\sum\varepsilon = \sum IR$ (zach. energii)
[R] Opór zastępczy szereg $\sum R_i$; równolegle $1/R_z=\sum 1/R_i$
[R] Tranzystor wzmacniacz/przełącznik (mały prąd steruje dużym)

🎒 Sprawdzian działowy

Z1. Przez przewodnik płynie prąd $0{,}4\ \text{A}$ przez 25 s. Jaki ładunek przepłynął?

Pokaż rozwiązanie

$q = It = 0{,}4 \cdot 25 = 10\ \text{C}$.

Z2. Opornik $R = 50\ \Omega$ pod napięciem $10\ \text{V}$. Prąd i moc?

Pokaż rozwiązanie

$I = U/R = 10/50 = 0{,}2\ \text{A}$; $P = UI = 10\cdot 0{,}2 = 2\ \text{W}$.

Z3. Do węzła wpływa $5\ \text{A}$; wypływają gałęzie $2\ \text{A}$ i $x$. Ile wynosi $x$?

Pokaż rozwiązanie

$x = 5 - 2 = 3\ \text{A}$ (I prawo Kirchhoffa).

Z4. Pralka ma dane $230\ \text{V}, 2300\ \text{W}$. Jaki prąd pobiera? Czy bezpiecznik 10 A wystarczy?

Pokaż rozwiązanie

$I = P/U = 2300/230 = 10\ \text{A}$. Bezpiecznik 10 A jest na granicy — przy chwilowych skokach prądu może się wybijać; zwykle taki obwód zabezpiecza się bezpiecznikiem 16 A.

Z5. [R] Bateria $\varepsilon = 12\ \text{V}$, $r = 0{,}5\ \Omega$, obciążona prądem $4\ \text{A}$. Napięcie na zaciskach?

Pokaż rozwiązanie

$U = \varepsilon - Ir = 12 - 4\cdot 0{,}5 = 10\ \text{V}$.

Z6. [R] Trzy oporniki po $9\ \Omega$ połączono równolegle. Opór zastępczy?

Pokaż rozwiązanie

$\dfrac{1}{R_z} = 3\cdot\dfrac{1}{9} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow R_z = 3\ \Omega$ (dla $n$ jednakowych równolegle $R_z = R/n$).

🔍 Sprawdź, czy umiesz (cele działu)

  • [ ] Posługiwać się natężeniem, napięciem, oporem, mocą; stosować prawo Ohma.
  • [ ] Rozróżnić metal i półprzewodnik (wpływ temperatury).
  • [ ] Stosować I prawo Kirchhoffa i opisać sieć domową, bezpieczniki, dane znamionowe.
  • [ ] Opisać działanie diody.
  • [ ] [R] Posługiwać się oporem właściwym, SEM i oporem wewnętrznym, II prawem Kirchhoffa, oporem zastępczym; opisać prostownik i tranzystor.