ELEKTRIČNA STRUJA - riješeni zadaci

a) Jednostavniji zadaci

1. Preračunajte:
a) 150 mA = ___________ A = 150 : 1000 = 0.15 A
b) 0.04 A = ___________ mA = 0.04 ∙ 1000 = 40 mA
c) 1.5 A = ___________ mA = 1.5 ∙ 1000 = 1500 mA

2. Kolika struja teče metalnim vodičem kojim tijekom 2 minute prođe naboj od 240 C?
t = 2 min = 2 ∙ 60 = 120 s
Q = 240 C
-----------------
I = ?
I = Q / t = 240 / 120 = 2 A

3. Napon na bateriji je 4.5 V. Koliku će energiju prenijeti naboj u minuti dok strujnim krugom teče struja od 200 mA?
U = 4.5 V
I = 200 mA = 0.2 A
t = 1 min = 60 s
-----------------
W = ?
W = Q ⋅ U = U ⋅ I ⋅ t = 4.5 ⋅ 0.2 ⋅ 60 = 54 J

4. Kroz žaruljicu snage 6 W prolazi struja jakosti 500 mA. Koliki je napon na krajevima žaruljice?
P = 6 W
I = 500 mA = 0.5 A
-----------
U = ?
P = U ∙ I => U = P / I = 6 / 0.5 = 30 V

5. Trošilom teče struja od 200 mA. Za koje će vrijeme tim trošilom proteći naboj od 0.1 kC?
I = 200 mA = 0.2 A
Q = 0.1 kC = 100 C
------------------
t = ?
Q = I ∙ t => t = Q / I = 100 / 0.2 = 500 s

6. Otpornikom otpora 20 Ω prolazi struja jakosti 100 mA. Na koliki je napon priključen otpornik?
R = 20 Ω
I = 100 mA = 0.1 A
------------------
U = ?
U = I ∙ R = 0.1 ∙ 20 = 2 V

7. Kolika struja prolazi žaruljom otpora 0.11 kΩ kada je priključena na napon gradske mreže 220V?
R = 0.11 kΩ = 110 Ω
U = 220 V
---------
I = ?
I = U / R = 220 / 110 = 2 A

b) Malo složeniji zadaci

1. Pećnica snage 2500 W uključena je od 8 do 12h 30 min. Koliko ćemo to platiti ako 1 kWh stoji 90 lipa?
P = 2500 W = 2.5 kW
t = 4h 30 min = 4.5 h
cijena za 1 kWh = 80 lp = 0.8 kn
---------------------------------
cijena = ?
utrošena energija W = P ⋅ t = 2.5 kW ⋅ 4.5 h = 11.25 kWh
cijena = 11.25 ⋅ 0.8 = 9 kn

2. U strujni krug su serijski spojena dva trošila otpora 10 Ω i 40 Ω. Koliki treba biti napon izvora električne energije u tom strujnom krugu, ako krugom protječe struja od 200mA?
Rješenje:
R1 = 10 Ω
R2 = 40 Ω
I = 200 mA = 0.2 A
--------------------
U = ?
R = R1 + R2 = 10 Ω + 40 Ω = 50 Ω
U = I ∙ R = 0.2 ∙ 50 = 10 V

3. Sve tri žaruljice u paralelnom spoju su jednake. Priključene su na bateriju čiji napon iznosi 4.5 V.
a) Odredite napon na jednoj žaruljici.
b) S izvora je potekla struja jakosti 0.3 A. Kolika struja prolazi pojedinim žaruljicama?
c) Odredite otpor jedne žaruljice i njihov ukupan otpor u tom paralelnom spoju!
Rješenje:
U = 4.5 V
I = 0.3 A
---------
a) U1 = ?
U1 = U = 4.5 V (napon na svakoj žaruljici u paralelnom spoju jednak je naponu trošila)
b) I1 = ?
I1 = I / 3 = 0.3 A : 3 = 0.1 A (struja je jednaka u svim žaruljicama, jer su jednakog otpora)
c) R1 = ? R = ?
R1 = U1 / I1 = 4.5 V / 0.1 A = 45 Ω
R = U / I = 4.5 V / 0.3 A = 15 Ω

4. Serijski su spojene tri jednake žaruljice. Napon na bateriji iznosi 9 V.
a) Odredite napon na jednoj žaruljici.
b) S izvora je potekla struja jakosti 0.3A. Kolika struja prolazi pojedinim žaruljicama?
c) Odredite otpor jedne žaruljice i njihov ukupan otpor u zadanom serijskom spoju.
Rješenje:
U = 9 V
I = 0.3 A
---------
a) U1 = ?
U1 = U / 3 = 9 V : 3 = 3 V
b) I1 = I = 0.3 A (u serijskom spoju svuda teče ista struja)
c) otpor jedne žaruljice R1 = U1 / I1 = 3 V / 0.3 A = 10 Ω
ukupan otpor R = 3 ∙ R1 = 3 ∙ 10 Ω = 30 Ω

5. Paralelno su spojena dva jednaka trošila, od kojih svako trošilo ima otpor od 40 Ω.
a) Koliki treba biti napon izvora električne energije u tom strujnom krugu, ako izvor daje ukupnu struju od 0.4 A?
b) Odredite struje koje prolaze svakim otpornikom!
Rješenje:
R1 = 40 Ω
I = 0.4 A
--------------
a) Ukupni otpor R = R1 / 2 = 40 Ω / 2 = 20 Ω
Napon izvora U = I ∙ R = 0.4 ∙ 20 = 8 V
b) I1 = I2 = I / 2 = 0.4 : 2 = 0.2 A
Drugi način I1 = U1 / R1 = 8 / 40 = 0.2 A