Galwanometr pokazuje 0. Wynika z tego, że natężenie oświetlenia E fotorezystora R jest równe
A. 1 lux
B. 10 lux
C. 1 000 lux
D. 100 lux
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2021 (arkusz EE.22-SG-21.01).
Odpowiedź 1 lux jest poprawna, ponieważ galwanometr pokazując 0 wskazuje na brak przepływu prądu w obwodzie fotorezystora. Zgodnie z prawem Ohma, natężenie prądu zależy od rezystancji i napięcia. W przypadku fotorezystora, jego rezystancja jest najwyższa przy najniższym poziomie natężenia oświetlenia, co oznacza, że przy 1 lux rezystancja wynosi 6 kΩ. Taka wartość powoduje, że prąd nie jest w stanie przepłynąć przez obwód, stąd galwanometr nie wskazuje żadnego odczytu. W praktyce, zrozumienie działania fotorezystora i jego zastosowania w układach pomiarowych jest kluczowe w projektowaniu systemów oświetleniowych oraz automatyzacji. Użycie fotorezystorów w czujnikach światła pozwala na regulację intensywności oświetlenia, co jest zgodne z zasadami efektywności energetycznej. Dzięki temu, fotorezystory znajdują zastosowanie w nowoczesnych systemach oświetleniowych, które dostosowują się do warunków otoczenia, a także w różnych aplikacjach, takich jak lampy uliczne czy oświetlenie budynków.
Wybór odpowiedzi 10 lux, 100 lux lub 1 000 lux jest niewłaściwy, ponieważ opiera się na nieprawidłowym zrozumieniu działania fotorezystora oraz zasad przepływu prądu w obwodzie. W przypadku natężenia oświetlenia większego niż 1 lux, rezystancja fotorezystora zmniejsza się, co prowadzi do wzrostu natężenia prądu w obwodzie. Gdyby oświetlenie wynosiło 10 lux, 100 lux lub 1 000 lux, fotorezystor miałby odpowiednio niższą rezystancję, co skutkowałoby przepływem prądu i wskazaniem na galwanometrze. Warto pamiętać, że każdy system elektryczny musi być projektowany w oparciu o prawe Ohma, które jasno określa, jak zmiany napięcia i rezystancji wpływają na natężenie prądu. Typowym błędem myślowym jest zakładanie, że wyższe natężenie oświetlenia zawsze przekłada się na wyższe natężenie prądu. W rzeczywistości, zbyt wysoka rezystancja przy niskim natężeniu oświetlenia może prowadzić do sytuacji, w której prąd nie przepływa wcale, co w obwodzie z galwanometrem skutkuje wskazaniem 0. Użycie fotorezystora jako elementu pomiarowego wymaga zrozumienia jego charakterystyk oraz właściwego doboru parametrów, aby uniknąć takich błędów pomiarowych.