Soveltavat tehtävät (550–563)

551. Kolme vastusta

Käytössäsi on kolme 22 Ω​:n vastusta sekä johtimia. Kuinka monta sellaista erilaista yhdistelmää pystyt muodostamaan, joissa hyödynnät kaikkia kolmea vastusta? Piirrä kytkentäkaaviot, ja päättele niiden kokonaisresistanssien suuruusjärjestys.

551. Kolme vastusta

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

552. Haarautuva virtapiiri

Kuvan mukaisessa kytkennässä mitataan sähkövirran suuruudeksi 152 mA ja jännitteeksi 2,07 V. Jännitelähteen sisäinen resistanssi on merkityksettömän pieni, joten sen napajännite on vakio 12 V. Määritä tuntemattomien virtojen suuruudet.

553. Sähkövirran määritys

Virtapiirissä jännitelähteen lähdejännite on 3,00 V ja sisäinen resistanssi 0,65 Ω. Vastuksilla on resistanssi R =10,0 Ω.

  1. Kuinka suuri on jännitelähteestä lähtevän sähkövirran suuruus?
  2. Mikä on vastuksen R napajännite?

554. Sarjaan- ja rinnankytkennän vertailu

Paristoon kytketään kaksi vastusta, joilla on sama resistanssi [[$R$]]. Pariston lähdejännite on [[$E$]] ja sisäinen resistanssi [[$R_s$]]. Kummassa tapauksessa pariston napajännite on suurempi, kytkettäessä vastukset keskenään sarjaan vai rinnan? Perustele sekä sanallisesti että matemaattisella lausekkeella.

555. Sähköankerias (YO-koe K2011)

Sähköankerias (Electrophorus electricus) pystyy antamaan saaliilleen lamaannuttavia sähköiskuja. Sähkö tuotetaan erityisten sähköelinten avulla, jotka koostuvat suuresta joukosta sähkösoluja. Kukin solu voi luoda 0,15 V:n lähdejännitteen, ja solun sisäinen resistanssi on 0,25 Ω​. Sähköelimessä on rinnankytkettynä 140 riviä sähkösoluja, ja kussakin rivissä on 5 000 sähkösolua sarjaankytkettynä. Ankerias saa aikaan sähkövirran ympäröivään veteen, jonka resistanssi on 800 Ω muodostuvassa virtapiirissä.

  1. Piirrä periaatteellinen kytkentäkaavio.
  2. Kuinka suuren maksimivirran ankerias voi aiheuttaa veteen?
  3. Kuinka suuri virta kulkee tällöin yhden sähkösolun läpi?


(Ylioppilaskoe, kevät 2011, tehtävä 7)

556. Siltakytkentä

Virtapiirissä on vastus, jonka tuntematon resistanssi [[$R_x$]] voidaan määrittää säätövastuksen avulla. Jännitelähteen napajännite on [[$24 \text{ V}$]], ja tunnetut resistanssit ovat [[$R_1=840 \ \Omega$]] ja [[$R_2=460 \ \Omega$]]. Voit muuttaa säätövastuksen resistanssin arvoa aineistona olevassa simulaatiossa.

Aineisto: 
Laskentataulukko: Siltakytkenta_simulaatio.ods (LibreOffice)

  1. Etsi säätövastuksen resistanssille suuruus, jolla jännitemittarin arvo on nolla. Mitä tiedetään tässä tilanteessa eri vastusten yli tapahtuvista potentiaalien muutoksista suhteessa toisiinsa?
  2. Kumman vastuksen, [[$R_1$]] vai [[$R_s$]], läpi kulkee suurempi sähkövirta?
  3. Ratkaise vastuksen [[$R_x$]] resistanssin suuruus.

556. Siltakytkentä

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

557. Potentiometri

Lampun kirkkautta voidaan säätää kuvan mukaisessa virtapiirissä. Jännitelähteen napajännite [[$U$]] on 5,0 V. Säätövastuksen eli potentiometrin resistanssia [[$R_s$]] voidaan säätää välillä [[$0 \ \Omega \dots R_{\text{s,maks}}$]], jossa yläraja [[$R_{\text{s,maks}}$]] on valitulle säätövastukselle ominainen.

Alla on kuvaaja, joka esittää lampun läpikulkevan sähkövirran riippuvuutta sen napajännitteestä. Vastuksen resistanssi [[$R$]] on [[$6{,}0 \ \Omega$]].

  1. Miten lampun kirkkaus muuttuu, kun säätövastuksen [[$R_s$]] resistanssia kasvatetaan?
  2. Mikä on pienin sähkövirta, joka lampun läpi kulkee?
  3. Lampun sähkövirran halutaan olevan suurimmillaan 220 mA. Kuinka suuri maksimiarvo säätövastuksen resistanssille valitaan?

557. Potentiometri

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

558. Vastusten tehonkesto

Opiskelija tarvitsee 22 Ω​:n vastuksen, jonka tehonkesto on 2 W. Hän löytää ison kasan vastuksia, joiden resistanssi on 22 Ω​, mutta tehonkesto vain 0,5 W. Millaisella löytämiensä vastusten yhdistelmällä opiskelija voi korvata tarvitsemansa vastuksen?

559. Auton avustettu käynnistys

Miltei tyhjentyneen auton akun lähdejännite on 10,7 V. Akku on kytketty käynnistysmoottoriin, jonka resistanssi on 0,45 Ω. Moottorin käynnistämiseksi akun rinnalle kytketään toinen akku, jonka lähdejännite on 13,0 V. Molemmilla akuilla on 0,12 Ω:n sisäinen resistanssi. Piirrä kytkentäkaavio ja laske käynnistysmoottoriin syntyvä sähkövirta.

560. Akun latauskäyrä

Ohessa on esitetty litiumioniakun varauksen ja jännitteen muutos latauksen aikana. Laturissa on automatiikka, joka säätää sen jännitteen suuruutta latauksen aikana.

  1. Millä aikavälillä latautuminen on tasaista, ja kuinka suuri on silloin lataava sähkövirta?
  2. Latauspiirin kokonaisresistanssi on 8,6 [[$\Omega$]]. Kuinka suuri oli laturin jännite 60 minuutin kohdalla?
  3. Kuinka suurella teholla virtapiiri kuluttaa energiaa 60 minuutin kohdalla?


561. Kolmen pariston kytkentä (YO-koe S2014)

Oheisessa kytkentäkaaviossa paristojen lähdejännitteet ovat E1 = 6,0 V, E2 = 12 V ja E3 = 8,0 V. Paristojen sisäiset resistanssit ovat hyvin pieniä. Vastusten resistanssit ovat R1 = 2,0 Ω, R2 = 4,0 Ω ja R3 = 3,0 Ω.

  1. Laske vastusten läpi kulkevat virrat.
  2. Kuinka suuri on jännite UAB? Muuttuuko jännite, kun piste B maadoitetaan?

(Ylioppilaskoe, syksy 2014)

562. Pienoisakkujen lataus

Kaksi pienoisakkua ladataan oheisen kytkennän mukaisesti.

Akkujen lähdejännitteet ovat 1,5 V ja sisäiset resistanssit 0,10 Ω. Lataavan jännitelähteen lähdejännite on 4,5 V ja sisäinen resistanssi 0,75 Ω​. Kuinka suureksi säätövastuksen resistanssi pitää asettaa, jotta sen läpi kulkeva virta olisi 100 mA?

563. Kuutioresistori

Samanlaisia 1,0 Ω​:n vastuslankoja kytketään niin, että ne muodostavat kuution särmät. Yhden vastuslangan päiden välille kytketään 9,0 V:n jännite. Määritä syntyvät sähkövirrat piirin eri osissa.

Peda.net käyttää vain välttämättömiä evästeitä istunnon ylläpitämiseen ja anonyymiin tekniseen tilastointiin. Peda.net ei koskaan käytä evästeitä markkinointiin tai kerää yksilöityjä tilastoja. Lisää tietoa evästeistä