Az ábrának megfelelően három egyforma izzót kötünk egy ideális telepre.
a) Mely izzók vannak sorosan, illetve párhuzamosan kötve egymással? Készítse el az elrendezés kapcsolási rajzát! (A zsinórok sehol sem érintkeznek egymással, nincs szakadásuk sem, az ábrán azt jeleztük, hogy melyik halad el a térben a másik előtt.)
Az $1$-es és $2$-es izzó sorosan van kapcsolva, a $3$-as izzó velük párhuzamosan.
Adatok:
\(U_0=6\ \mathrm{V}\)
\(R=24\ \Omega\)
a) A kapcsolási rajz elkészítése, a kapcsolások jellegének megadása:
A kapcsolási rajz elkészítése:
2 pont
(bontható)
(A kapcsolási rajz akkor elfogadható, ha az izzók és a telep kölcsönös helyzete egyértelműen látszik az ábrán.)
A kapcsolások megnevezése:
1 + 1 pont
Az $1$‑es és $2$‑es izzó sorosan van kapcsolva, (1 pont) a $3$‑as izzó velük párhuzamosan (1 pont).
b) Döntse el és magyarázza meg, hogy az izzók közül melyik fog (vagy melyek fognak) a legfényesebben, illetve a leghalványabban világítani!
A $3.$ izzó világít a legfényesebben.
Az $1.$ és $2.$ izzó egyformán fényesen (vagy halványan) világít.
b) A fényességi viszonyok megadása és elemzése:
4 pont
(bontható)
A $3.$ izzó világít a legfényesebben (1 pont), mert ugyanannyi feszültség jut rá, mint a másik kettőre együttvéve (1 pont). Az $1.$ és $2.$ izzó egyformán fényesen (vagy halványan) világít (1 pont), mert rájuk egyforma a feszültség jut (1 pont).
c) Ha tudjuk, hogy a telep elektromotoros ereje \(6\ \mathrm{V}\), és az izzók ellenállása egyenként \(24\ \Omega\), mekkora lesz az egyes izzókon átfolyó áram erőssége? Mekkora lesz az egyes izzók teljesítménye? (Az izzók ellenállását tekintsük a hőmérsékletüktől függetlenül állandónak!)
\(P_1=P_2=0,375\ \mathrm{W}\)
c) Az izzókon átfolyó áram és az izzók teljesítményének kiszámítása:
4 pont
(bontható)
$$U_3=U_0=6\ \mathrm{V}$$
$$\boldsymbol{\Rightarrow }$$
$$I_3=\frac{\ U_3}{\! R}$$
\[I_3=0,25\ \mathrm{A}\]
(1 pont)
\[P_3=U_3\cdot I_3\]
\[P_3=1,5\ \mathrm{W}\]
(1 pont)
$$U_1=U_2=3\ \mathrm{V}$$
$$\boldsymbol{\Rightarrow }$$
$$I_1=I_2=\frac{\ U_1}{\! R}=0,125\ \mathrm{A}$$
(1 pont)
\[P_1=P_2=U_1\cdot I_1=0,375\ \mathrm{W}\]
(1 pont)
Összesen: 12 pont