Zadanie: Matura CKE Listopad 2006 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Zadanie 3. Potencjometr suwakowy (12 pkt)

Potencjometr suwakowy to opornik z możliwością regulacji wartości oporu elektrycznego przez użytkownika. Regulacji tej dokonuje się poprzez zmianę położenia styku suwaka/ślizgacza. Potencjometr wykonuje się z np. z drutu oporowego nawijając go równomiernie na walcu z izolatora. Dwa skrajne wyprowadzenia oznaczono przez A i B, trzecie C środkowe jest połączone ze suwakiem/ślizgaczem.
Potencjometr działa jak dzielnik napięcia. Typowym zastosowaniem potencjometrów jest regulacja napięcia w urządzeniach elektrycznych lub w układach elektronicznych odbiorników radiowych i telewizyjnych. Poniżej przedstawiono zdjęcie potencjometru suwakowego i jego schemat elektryczny.

[img1] Pytanie 1: W pewnym doświadczeniu z wykorzystaniem potencjometru napięcie na zaciskach A i B wynosiło $12$ V, a natężenie prądu płynącego przez potencjometr miało wartość $0,12$ A.
Oblicz długość użytego do wykonania potencjometru drutu oporowego, wiedząc, że wykonano go z drutu chromonikielinowego o polu przekroju poprzecznego $0,5 	ext{ mm}^2$, a opór właściwy chromonikieliny jest równy $1 \cdot 10^{-6} \Omega \cdot 	ext{m}$.

[odp_otwarta1] Pytanie 2: Oblicz opór wewnętrzny akumulatora dołączonego do zacisków A i B. Przyjmij, ze całkowity opór potencjometru, dołączonego do akumulatora o sile elektromotorycznej $12,6$ V, wynosił $100 \ \Omega$, a natężenie prądu płynącego w obwodzie wynosiło $0,12$ A.

[odp_otwarta1] Pytanie 3: Oblicz, w jakim stosunku są długości obu odcinków potencjometru (AC/CB).
W obliczeniach przyjmij, że gdy między zaciskami A i B napięcie wynosiło $12$ V woltomierz dołączony do zacisków A i C wskazywał napięcie $8$ V. Przyjmij, że drut oporowy nawinięto na walcu równomiernie oraz skorzystaj z zależności $R = \dfrac{ho l}{S}$.

[img1]

[odp_otwarta1] Pytanie 4: W celu zbadania własności elektrycznych włókna żarówki zbudowano układ pomiarowy zawierający akumulator, woltomierz, amperomierz, potencjometr, żarówkę i przewody połączeniowe, który umożliwia zmianę napięcia na zaciskach żarówki od $0$ V do wartości maksymalnej (a przez to zmianę jasności jej świecenia).
Narysuj schemat tego obwodu elektrycznego. Uwzględnij w schemacie woltomierz oraz amperomierz włączone tak, aby umożliwiły pomiar napięcia na zaciskach żarówki i natężenia prądu płynącego przez żarówkę.

[odp_graficzna1]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Odpowiedź 1: $l = 50 	ext{ m}$ Odpowiedź 2: $r = 5 \ \Omega$ Odpowiedź 3: $\dfrac{l_{AC}}{l_{CB}} = 2$

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?