|
Príklad č.5 a,b |
  
|
|
Príklad č.5 a,b |
|
a) V danom elektrickom obvode poznáme hodnoty R1 = 680 Ω/1W a R2 = 220 Ω/3W. Ampérmetrom sme odmerali prúd I1 = 35,3 mA. Vypočítajte napájacie napätie U, prúd I2 cez rezistor R2 a celkový odoberaný prúd I zo zdroja, celkový odpor R , aký tepelný stratový výkon sa vytvorí na rezistore R1 a či môže ostať dlhodobo rezistor R1 v obvode zapojený ?
Postup: Pre výpočet napätia a prúdu použijeme Ohmov zákon. Výsledný prúd podľa 1. Kirchhoffovho zákona, odpor podľa vzťahu pre paralelné zapojenie rezistorov. Tepelný stratový výkon P podľa jedného z troch vzťahov pre výkon.
Riešenie: U = R1 * I1 = 680 Ω * 0,0353 A ≅ 24 V
I2= U/R2 = 24 V/220 Ω = 0,109 A
I = I1 + I2 = 0,0353 A + 0,109 A = 0,1443 A
1/R = 1/R1 + 1/R2 = 1/680 Ω + 1/220 Ω = (220 + 680)/(680 * 220) Ω = 900/149600 Ω R=1496 Ω/9 = 166,22 Ω
Tepelný stratový výkon P1 = R1 * I12 = 680 Ω * (0,0353 A)2 = 0,847 W
Pretože vypočítaný stratový výkon je menší ako je udávaný výkon na rezistore R1, môže ostať rezistor trvalo zapojený v obvode .
b) Tri žiarovky sú zapojené paralelne v domácnosti na elektrický rozvod U = 230 V, pričom naraz svietia - jedna na chodbe P1= 25W, druhá v kuchyni P2 = 75W a tretia v izbe P3=100W. Vypočítajte celkový odoberaný výkon, celkový prúd a odpory jednotlivých žiaroviek a koľko zaplatíme za spotrebovanú energiu za 1 rok, keď sadzba za 1kWh je 0,2€. Denne sa svieti priemerne 3 hodiny !
Postup: Použijeme základné vzťahy pre výkon a prácu.
Riešenie: Celkový výkon P = P1+P2+P3 =25 W + 75 W 100 W = 200 W
Celkový prúd I = P/U = 0,869 A
Odpory :
R1 = U2 /P1 = (230 V)2 /25W= 2116 Ω
R2 = U2 /P2 = (230 V)2 /75W= 705,33 Ω
R3 = U2/P3 = (230 V)2 /100W= 529 Ω
Spotrebovaná energia W = P * t ; čas t = 3 h * 365 dní = 1095 hod
W = 200 W * 1095 h = 219000 Wh = 219 kWh.
Zaplatíme 219 kWh * 0,2 €/kWh =43,8 € .