Az Ohm-törvény alkalmazása teljes áramkörre
Veszélyes lehet, ha egy feszültségforrás két kivezetését összekötjük egy kis ellenállású vezetékkel. Ilyenkor az áramkörben igen nagy erősségű áram halad. Ezt a jelenséget rövidzárásnak nevezzük. A rövidzárási áram haladásakor a feszültségforrás belső ellenállásán időegységenként jelentős hő keletkezik. Az így kapcsolt feszültségforrás akár tönkre is mehet.
Mit látunk az interaktív alkalmazáson?
A bal oldali rajzlapon látható a „külső ellenállás teljesítménye – külső ellenállás” grafikon (zöld, sima) a maximumával, az „áramerősség – külső ellenállás” grafikon (lila, szaggatott) és a „kapocsfeszültség – külső ellenállás” grafikon (kék, pontozott-szaggatott). A kék szaggatott vonal az elektromotoros feszültséget mutatja, ezt a kék grafikonnal lehet összehasonlítani. A jobb oldali lapon a „külső ellenállás teljesítménye – áramerősség” grafikon (zöld, sima) a maximumával, a „külső ellenállás – áramerősség” grafikon (lila, szaggatott) és a „kapocsfeszültség – áramerősség” grafikon (kék, pontozott-szaggatott) található.
1. feladat
Vizsgáljuk meg, hogyan változnak az áramkör jellemzői, ha változtatjuk a feszültségforrás üresjárási feszültségét (elektromotoros erejét)! Változtasd a galvánelem (feszültségforrás) feszültségét 3 V-ról 6 V-ra, majd 9 V-ra! A telep belső ellenállása 3 ohm legyen! A belső ellenállást most ne változtassuk!
Útmutató az interaktív alkalmazás használatához
- Az „Rb” feliratú csúszka a telep belső ellenállását szabályozza (0–10 Ω).
- Az „ε” feliratú csúszka a telep elektromotoros feszültségét állítja be (0–10 V).
gomb mutatja és rejti el a jelmagyarázatot. A jelmagyarázatot tartalmazó panelre kattintva el is lehet tüntetni.
A jelmagyarázaton lévő
/
gombok szabályozzák az egyes grafikonok láthatóságát.1.1. feladat
Figyeld meg, hogyan változik az áramerősség és a kapocsfeszültség egy adott külső ellenállásnál (pl. 12 ohmnál)!
1.2. feladat
A külső ellenállás növelésével hogyan változik az áramerősség és a kapocsfeszültség?
1.3. feladat
Hogyan változik a külső ellenállás teljesítménye a külső ellenállás növelésével?
2. feladat
Vizsgáld meg, hogy az elektromos áramerősség milyen tényezőktől függ!
2.1. feladat
Változtasd meg az elektromotoros erőt! Hogyan változik a rövidzárási áram erőssége?
2.2. feladat
Változtasd a galvánelem belső ellenállását! Hogyan változik a rövidzárási áram erőssége?
2.3. feladat
A külső ellenállás milyen értékénél lesz az áramerősség nulla?
2.4. feladat
Mekkora ebben az esetben a külső ellenálláson eső feszültség?
2.5. feladat
Mikor lesz a külső ellenállás teljesítménye nulla?
2.6. feladat
A külső ellenállás által szolgáltatott elektromos teljesítmény maximális, ha… (fejezd be a mondatot!)