Zadania z rozwiązaniami

Zadania z prądu elektrycznego — rozwiązania krok po kroku

Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Ten dział obejmuje natężenie prądu, prawo Ohma, opór elektryczny, pracę i moc prądu oraz prawa Kirchhoffa. To jeden z najczęściej sprawdzanych obszarów na maturze z fizyki – zarówno na poziomie podstawowym, jak i rozszerzonym.

📖 Powtórz teorię

Kategorie zadań

Zestaw zadań Prawo Ohma Prawo Ohma wiąże napięcie, natężenie i opór. To podstawa rozwiązywania zadań z obwodów prądu stałego. Zestaw zadań Moc i praca prądu Moc i praca prądu opisują przekazywanie energii w obwodzie. Te zadania często dotyczą kosztu energii i ciepła. Zestaw zadań Łączenie oporników Oporniki można łączyć szeregowo i równolegle. Umiejętność liczenia oporu zastępczego jest kluczowa w obwodach. Zestaw zadań Obwody z SEM Rzeczywiste źródła mają opór wewnętrzny. Te zadania uczą uwzględniać SEM i spadek napięcia w źródle.

Przykładowe zadania z rozwiązaniami

Prawo Ohma

Opór z napięcia i prądu

Przez opornik przy napięciu 12 V płynie prąd o natężeniu 0,5 A. Oblicz opór opornika oraz wydzielaną na nim moc.
  1. Z prawa Ohma wyznaczamy opór: \( R = \frac{U}{I} = \frac{12}{0,5} \).
  2. Otrzymujemy \( R = 24\ \Omega \).
  3. Moc liczymy ze wzoru \( P = U \cdot I = 12 \cdot 0,5 \).
  4. Otrzymujemy \( P = 6\ \text{W} \).
Opór wynosi 24 Ω, a moc 6 W.

Moc i praca prądu

Koszt pracy grzałki

Grzałka o mocy 2000 W pracuje codziennie przez 1,5 godziny. Oblicz koszt pracy w ciągu 30 dni, jeśli 1 kWh kosztuje 0,80 zł.
  1. Moc w kilowatach: \( P = 2000\ \text{W} = 2\ \text{kW} \).
  2. Czas pracy miesięcznie: \( t = 1{,}5 \cdot 30 = 45\ \text{h} \).
  3. Energia: \( W = P \cdot t = 2 \cdot 45 = 90\ \text{kWh} \).
  4. Koszt: \( 90 \cdot 0{,}80 = 72\ \text{zł} \).
Miesięczny koszt pracy grzałki to 72 zł.

Łączenie oporników

Opór zastępczy układu mieszanego

Oporniki R₁ = 6 Ω i R₂ = 3 Ω połączono równolegle, a do tego układu szeregowo dołączono R₃ = 4 Ω. Oblicz opór zastępczy.
  1. Liczymy opór równoległy: \( R_r = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} = \frac{6 \cdot 3}{6 + 3} \).
  2. Otrzymujemy \( R_r = \frac{18}{9} = 2\ \Omega \).
  3. Dodajemy szeregowo R₃: \( R_z = R_r + R_3 = 2 + 4 \).
  4. Wynik: \( R_z = 6\ \Omega \).
Opór zastępczy układu wynosi 6 Ω.

Obwody z SEM

Natężenie w obwodzie zamkniętym

Ogniwo o SEM 4,5 V i oporze wewnętrznym 0,5 Ω podłączono do opornika 4 Ω. Oblicz natężenie prądu i napięcie na zaciskach.
  1. Stosujemy prawo Ohma dla obwodu: \( I = \frac{\varepsilon}{R + r} = \frac{4,5}{4 + 0,5} \).
  2. Otrzymujemy \( I = \frac{4,5}{4,5} = 1\ \text{A} \).
  3. Napięcie na zaciskach: \( U = \varepsilon - I r = 4,5 - 1 \cdot 0,5 \).
  4. Wynik: \( U = 4\ \text{V} \).
Natężenie prądu wynosi 1 A, a napięcie na zaciskach 4 V.

Najczęściej zadawane pytania

Czym różni się napięcie od natężenia prądu?

Napięcie to różnica potencjałów napędzająca prąd (przyczyna), a natężenie to ilość ładunku przepływającego w czasie (skutek). Łączy je prawo Ohma U = R·I.

Dlaczego opór metalu rośnie z temperaturą?

Wzrost temperatury zwiększa drgania jonów sieci krystalicznej, które częściej zderzają się z elektronami, utrudniając ich przepływ i zwiększając opór.

Co to jest opór właściwy?

To stała charakterystyczna dla materiału, mówiąca jak silnie dany materiał przeciwstawia się prądowi. Miedź ma mały opór właściwy, dlatego używa się jej na przewody.

Kiedy element jest omowy?

Gdy spełnia prawo Ohma, czyli jego opór jest stały, a wykres I(U) jest linią prostą. Żarówki i diody są nieomowe.

Potrzebujesz pomocy z fizyką?

Dołącz do kursu online albo umów indywidualne korepetycje. Tłumaczymy fizykę prosto — krok po kroku, aż zrozumiesz.

👨‍🏫 Zobacz korepetycje 📚 Przejdź do kursu

Zobacz również

Teoria i wzory Prąd elektryczny — teoria Definicje, prawa i wzory z prądu elektrycznego. Matura Prąd elektryczny na maturze Wymagania CKE i typowe zadania. Powiązany dział Elektrostatyka Przejdź do teorii elektrostatyki. Powiązany dział Magnetyzm Przejdź do teorii magnetyzmu. Powiązany dział Indukcja elektromagnetyczna Przejdź do teorii indukcji elektromagnetycznej.