Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Informacja do zadań 6.1–6.2.
Dwie identyczne diody D1, D2 oraz dwa oporniki o oporach R₁ = 20 Ω, R₂ = 30 Ω podłączono do zacisków A i B prądnicy. Schemat obwodu przedstawiono na rysunku poniżej. Ta prądnica wytwarza napięcie przemienne zmieniające się w czasie sinusoidalnie z częstotliwością f = 25 Hz. Maksymalna wartość, jaką osiąga napięcie między zaciskami, wynosi |Umax| = 6,0 V.

W zadaniach 6.1. oraz 6.2. przyjmij, że każda dioda podczas przepływu prądu elektrycznego w jedną stronę ma opór równy zero, a w drugą stronę jej opór jest nieskończenie duży.
Polecenie
Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Oblicz ciepło wydzielone w całym obwodzie (tzn. na obu opornikach łącznie) w czasie 10 sekund działania prądnicy.
Przyjmij, że w chwili początkowej t₀ = 0 napięcie wynosiło U = 0.
Ciepło wydzielone w obwodzie jest sumą ciepeł wydzielonych na obornikach R₁ i R₂:
Qc = Q₁ + Q₂
Moc średnia: Psř₁ = U²max/(2R₁), Psř₂ = U²max/(2R₂)
Czas, gdy prąd płynie przez każdy opornik: Δt₁ = Δt₂ = (1/2)·10 s = 5 s
Maksymalne napięcie na każdym oporniki: |Umax₁| = |Umax₂| = 6 V
Qc = U²max/(2R₁)·(t/2) + U²max/(2R₂)·(t/2)
Qc = 36 V² / (2·20 Ω)·5 s + 36 V² / (2·30 Ω)·5 s
Qc = 4,5 J + 3 J = 7,5 J
Alternatywnie (metoda oporu zastępczego):
Opór zastępczy (R₁ ∥ R₂): 1/Rz = 1/20 + 1/30 → Rz = 12 Ω
Napięcie skuteczne: Usk = 6 V / √2
Czas przepływu prądu przez obwód: Δt = 5 s
Qc = U²sk / Rz · Δt = 36 V² / (2·12 Ω) · 5 s = 7,5 J
poprawna metoda wyznaczenia ciepła wydzielanego w całym obwodzie oraz podanie prawidłowego wyniku liczbowego z jednostką.
zapisanie ciepła całkowitego jako sumy ciepeł na obu opornikach oraz zapisanie wyrażenia na ciepło wydzielane na i-tym oporniku (z parametrami skutecznymi lub maksymalnymi) z prawidłowym określeniem sumarycznego czasu przepływu prądu przez dany opornik (Q₁ = U²max/(2R₁)·t/2 oraz Q₂ = U²max/(2R₂)·t/2 oraz Q = Q₁ + Q₂) LUB analogiczne wyrażenia ze współczynnikami 250 i periodami LUB z użyciem wartości skutecznych.
zapisanie ciepła całkowitego (lub mocy) jako sumy ciepeł (lub mocy) na obu opornikach oraz skorzystanie ze związku między ciepłem a mocą i czasem.
Każdy opornik pracuje przez połowę okresu, stąd całkowity czas przepływu to t/2 = 5 s dla każdego.
Ocena według schematu punktowania CKE, zwykle w 15–30 s
Dowiedz się, ile punktów naprawdę zdobywasz. Zrób zdjęcie kartki albo wklej odpowiedź: Maturownik+ porówna ją ze schematem punktowania, policzy punkty i wytłumaczy, gdzie i dlaczego je tracisz.