Matura z fizyki

Matura z fizyki: Prąd stały

Prawo Ohma, opór i jego zależności, praca i moc prądu, prawo Joule'a-Lenza, łączenie oporników, SEM i opór wewnętrzny, prawa Kirchhoffa, charakterystyki prądowo-napięciowe.

⚓ Kurs maturalny z fizyki

Jak prąd stały pojawia się na maturze?

Prąd stały pojawia się na maturze niemal co roku. W zakresie podstawowym dominują zadania na prawo Ohma, moc i koszt energii. W zakresie rozszerzonym dochodzą obwody z SEM i oporem wewnętrznym, prawa Kirchhoffa oraz analiza wykresów I(U). Kluczowa jest sprawność rachunkowa i umiejętność upraszczania obwodów.

Poziom: rozszerzony.

Typowe zadania maturalne

Obliczanie oporu zastępczego mieszanego układu oporników.
Wyznaczanie mocy i kosztu energii elektrycznej urządzenia.
Wyznaczanie SEM i oporu wewnętrznego ogniwa z dwóch pomiarów.
Odczyt oporu z wykresu charakterystyki prądowo-napięciowej.

Strategia na egzaminie

1Zawsze najpierw narysuj i uprość schemat obwodu, redukując opory szeregowe i równoległe do zastępczego.
2Pilnuj jednostek SI - zamieniaj mΩ, kΩ, mA na podstawowe przed podstawieniem.
3Przy obwodach z SEM pamiętaj o oporze wewnętrznym i wzorze U = ε - I·r.

Do zapamiętania

Najważniejsze wzory

Natężenie prądu

I = \frac{q}{t}

Stosunek przepływającego ładunku do czasu.

Prawo Ohma

U = R \cdot I

Napięcie jest iloczynem oporu i natężenia.

Opór przewodnika

R = \rho \frac{l}{S}

Zależność oporu od materiału, długości i przekroju.

Moc prądu

P = U \cdot I = I^2 R = \frac{U^2}{R}

Trzy równoważne postacie wzoru na moc.

Praca prądu

W = U \cdot I \cdot t

Energia przekazana przez prąd w czasie t.

Prawo Joule'a-Lenza

$$Q = I^2 R t$$

Ciepło wydzielone na oporniku.

Opór szeregowy

R_s = R_1 + R_2 + \dots

Opory dodają się w połączeniu szeregowym.

Opór równoległy

\frac{1}{R_r} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}

Odwrotności oporów dodają się równolegle.

Prawo Ohma dla obwodu

I = \frac{\varepsilon}{R + r}

Natężenie z SEM i oporem wewnętrznym.

Napięcie na zaciskach

U = \varepsilon - I r

Napięcie źródła pomniejszone o spadek na oporze wewnętrznym.

Najczęściej zadawane pytania

Jak liczyć opór zastępczy obwodu mieszanego?+

Rozkładaj obwód na fragmenty czysto szeregowe i czysto równoległe, licz je osobno, a potem łącz wyniki, idąc od najgłębiej zagnieżdżonych elementów ku zaciskom.

Jak wyznaczyć SEM i opór wewnętrzny na maturze?+

Zapisz U = ε - I·r dla dwóch różnych prądów i rozwiąż układ dwóch równań. Z wykresu U(I) ε to punkt przecięcia z osią, a r to nachylenie prostej.

Jak obliczyć koszt zużytej energii?+

Oblicz energię w kWh (W = P·t z mocą w kW i czasem w h), a następnie pomnóż przez cenę za kWh. Uważaj na zamianę watów na kilowaty.

Czy mogę używać P = U²/R zawsze?+

Tak, jeśli opór jest stały. Wszystkie trzy postacie wzoru na moc są równoważne dla elementu omowego - wybierz tę, w której masz dane wielkości.

Chcesz przerobić ten dział do końca?

W kursie dział „Prąd stały” ma lekcję wideo, cztery poziomy materiałów PDF (od teorii po arkusze CKE) i quiz. Możesz kupić sam ten dział za 177 zł albo cały kurs.

🔌 Dział 11: Prąd stały →📚 Cały kurs i ceny 👨‍🏫 Zobacz korepetycje

Zobacz również

Teoria i wzoryPrąd stały - teoriaDefinicje, prawa i wzory z prądu stałego.ZadaniaZadania z prądu stałegoRozwiązania krok po kroku.Powiązany działElektrostatykaPrzejdź do teorii elektrostatyki.Powiązany działMagnetyzmPrzejdź do teorii magnetyzmu.Powiązany działIndukcja elektromagnetycznaPrzejdź do teorii indukcji elektromagnetycznej.