Metalowy opornik ogrzany o pięćdziesiąt kelwinów
Opornik metalowy ma R₀=80 Ω i α=0,004 K⁻¹. Ogrzano go o 50 K. Oblicz R w modelu liniowym i prąd przy 12 V.
Dalsze części: b) Porównaj moc opornika przed ogrzaniem i po nim przy stałym 12 V. c) Jakie byłyby końcowe napięcie i moc, gdyby źródło zamiast tego utrzymywało prąd 0,15 A?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
W tym zadaniu
Wskazówka
Najpierw oblicz względną zmianę αΔT. Przy porównywaniu mocy zapisz, czy źródło utrzymuje U, czy I.
Rozwiązanie
Przyrost względny i opór
αΔT=0,004·50=0,20. Opór zwiększa się o 20%, więc R=80·1,20=96 Ω. Nie zwiększa się o 50% tylko dlatego, że zmiana temperatury wynosi 50 K.
Prąd przy stałym napięciu
I=U/R=12/96=0,125 A. Odpowiedź: 96 Ω i 0,125 A. Przed ogrzaniem I₀=12/80=0,15 A; wzrost oporu zmniejszył prąd.
Porównanie mocy
P₀=12·0,15=1,8 W, P=12·0,125=1,5 W. W zadaniu temperatura jest ustalona jako dana; sam rachunek nie opisuje pełnej równowagi cieplnej opornika i otoczenia.
Inne źródło, inny wynik
Przy stałym 0,15 A napięcie końcowe wynosi IR=0,15·96=14,4 V, a moc I² R=2,16 W. Teraz moc wzrosła. Oba wyniki są poprawne dla różnych warunków zasilania; nie wolno łączyć stałego napięcia z równoczesnym założeniem stałego prądu tego samego zmieniającego się opornika.
Powiązana teoria
Nośniki prądu i zależność oporu od temperatury
Dalsza lektura
Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »
← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto