
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