Расчеты электрической цепи по закону Ома

Задача 1.

Лампочка карманного фонаря подключена к сухой батарее с напряжением 2.5 В. Какова величина тока, протекающего через лампочку, если ее сопротивление 8.3 Ом?

Решение

Ток 2.5/8.3 = 0.3 А

Задача 2.

К батарее с напряжением 4.5 В подключена лампочка спираль которой имеет сопротивление 15 Ом. Оценить ток, протекающий через лампочку.

Решение.

Ток 4.5/15 = 0.3 А

Ток в задачах 1 и 2 один и тот же. Однако во втором случае потребляется большая мощность, так как напряжение больше (лампочка светится сильнее).

Задача 3.

Спираль электрической плитки имеет сопротивление 97 Ом и подключена к сети с напряжением U=220 В. Определить ток, проходящий через спираль.

Решение.

Ток 220/97 = 2.27 А

Сопротивление спирали 97 Ом дано с учетом нагрева. Сопротивление холодной спирали меньше.

Задача 4.

Вольтметр, включенный в цепь по схеме (рис.) , показывает напряжениеU=20 B. Какой ток протекает через вольтметр, если его внутреннее сопротивление

равно 1000 Ом ?

Решение.

Ток вольтметра 20/1000 = 0.02 А = 20 мА

Тысячная доля ампера называется миллиампером и обозначается мА, так число 1мА = 0.001А.

Задача 5.

Лампочка сопротивлением 15 Ом включена последовательно с реостатом, сопротивление обмотки которого равно 10 Ом, и аккумулятором с напряжением U=4 B (см. рис.)

Какой ток протекает через лампочку, если движок реостата находится, соответственно, в положениях 1, 2 и 3 ?

Решение.

Если движок находится в положении 1, выключен весь реостат, и сопротивление всей цепи увеличивается на r = 10 Ом, т.е.

15 + 10 = 25 Ом.

следовательно, ток = 0.16 А = 160мА

Если движок перемещен в положение 2, ток проходит только по половине обмотки реостата, т.е. через сопротивление r = 5 Ом. В этом случае

= 0.2 А = 200мА

В положении 3 реостат выведен, т.е. r = 0 . Ток будет наибольшим, т.к. он проходит только через спираль лампочки.

= 4/15 = 0.27 А = 270 мА.

Задача 6

Теплом, выделенным при прохождении электрического тока, нужно разогреть замерзшую железную трубу с внутренним диаметромd= 50 мм и толщиной стенки 4 мм. Напряжение 3 В с трансформатора подается к точкам 1 и 2, удаленным друг от друга на 1 Ом. Определить ток, проходящий через железную трубу (рис.)

Решение.

Сначала необходимо рассчитать сопротивление трубы, для чего требуется найти площадь поперечного сечения трубы, т.е. площадь кольца:

680 ;

где D = d + 2.4 = 58 мм – внешний диаметр трубы.

Удельное сопротивление железа (см. табл.) . Электрическое сопротивление трубы

Ом.

Ток, протекающий через трубу, согласно закону Ома,

1570 А.

Задачи для самостоятельного решения.

1. На реостате с сопротивлением 4500 Ом измеренное напряжение равно 70В. Какой ток проходит по цепи, в которую включен этот реостат ? (0.015 А)

2. Какой ток протекает через электрическую плитку с сопротивлением 60 Ом при подключении ее к сети с напряжением 220 В ? (3.66 А)

3. Напряжение на выводах (клеммах) установки равно 220 В. Проводимость установки равна 0.08 см. = 0.08 (1/Ом). Какой ток потребляет установка и каково ее сопротивление? (17.6 ; 12.5 Ом).

Задачи для самостоятельного решения.

1. Провод сечением 4 и длиной 200 м. имеет сопротивление 6.5 Ом. Определить материал провода. (Сталь).

2. Сопротивление нагревательной спирали 24 Ом. Какой длины должен быть провод из нихрома, если сечение его 0.3 ? (10.9 м).

3. Каково сопротивление алюминиевого провода сечением 2.5 и длины 300 м? (3.6 Ом).

4. Требуется изготовить реостат с сопротивлением 20 Ом из манганинового провода. Определить сечение провода, если его длина 5 м. (0.1 )