K 2010. máj. 18. ideg. II. rész 1. 2260

Az ábra szerinti kapcsolásban egy \(U=10\ \mathrm{V}\) feszültségű telepre ellenállásokat kötünk egy $\textbf K$ kapcsoló közbeiktatásával, amely két állásában egy \(R\), illetve egy \(2R\) ellenállást tartalmazó vezetékszakaszhoz kapcsolódik. Kezdetben a kapcsoló az \(R\) ellenállást tartalmazó vezetékszakaszhoz érintkezik. \((R_1=R=10\ \Omega)\).

a)  Mennyivel változik a kapcsolás eredő ellenállása, ha a $\textbf K$ kapcsolót átkapcsoljuk?

${{\mathit{\Delta}}R}_e=10\ {\Omega}$

Adatok:

$R_1=R=10\ {\Omega}$

$U=10\ \mathrm{V}$
 

a) Az eredő ellenállás felírása és kiszámítása az első esetben:

$$R_{\mathrm{e}}=R_1+R=20\ {\Omega}$$

1 + 1 pont

Az eredő ellenállás felírása és kiszámítása a második esetben:

$$R'_{\mathrm{e}}=R_1+2R=30\ {\Omega}$$

1 + 1 pont

Az ellenállás megváltozásának felírása és meghatározása:

$${{\mathit{\Delta}}R}_{\mathrm{e}}=R'_{\mathrm{e}}-R_{\mathrm{e}}=10\ {\Omega}$$

1 + 1 pont

(Megfelelő indoklás esetén a pontszám az egyes eredő ellenállások meghatározása nélkül is jár.)

b)  Mekkora áram folyik át az \(R_1\) ellenálláson az egyik, illetve a másik kapcsolóállásnál?

$I=0,5\ \mathrm{A}$

$I'=0,33\ \mathrm{A}$

b) Az áramkörben folyó áram erősségének felírása és kiszámítása az első esetben:

$$I={{U}\over {R_{\mathrm{e}}}}=0,5\ \mathrm{A}$$

1 + 1 pont

Az áramkörben folyó áram erősségének felírása és kiszámítása a második esetben:

$$I'={{U}\over {R'_{\mathrm{e}}}}=0,33\ \mathrm{A}$$

1 + 1 pont

c)  Mennyivel változik az \(R_1\) ellenállású fogyasztó teljesítménye a $\textbf K$ kapcsoló átkapcsolásakor?

${{\mathit{\Delta}}P}_1=-1,4\ \mathrm{W}$

A fogyasztó teljesítményének felírása és kiszámítása az első esetben:

$$P_1=I^2\cdot R_1=2,5\ \mathrm{W}$$

$$I=0,5\ A$$ felhasználásával

1 + 1 pont

A fogyasztó teljesítményének felírása és kiszámítása a második esetben:

$$P'_1=(I')^2\cdot R_1=1,1\ \mathrm{W}$$

$$I'=0,33\ A$$ A felhasználásával

1 + 1 pont

A teljesítmény megváltozásának felírása és meghatározása:

$${{\mathit{\Delta}}P}_1=P'_1-P_1=-1,4\ \mathrm{W}$$

1 + 1 pont

(Teljes pontszám csak helyes előjel esetén jár. Ha a számszerű érték helyes, de az előjel nem, vagy nem derül ki, hogy csökkenésről van szó, a második pont nem jár.)

Összesen: 16 pont