Kwalifikacja: ELM.03 - Montaż, uruchamianie i konserwacja urządzeń i systemów mechatronicznych
Zawód: Technik mechatronik
Jeżeli w układzie pokazanym na rysunku wskazanie amperomierza A2 wynosi 0,4 A, to wskazanie amperomierza A1 wynosi
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Poprawna odpowiedź to 0,1 A, co wynika z zasady podziału prądu w obwodach równoległych. W takim układzie prąd dzieli się odwrotnie proporcjonalnie do rezystancji poszczególnych gałęzi. W omawianym przypadku mamy dwa rezystory: R2 i 3R2. Rezystor 3R2 ma trzykrotnie większą rezystancję niż R2, co oznacza, że prąd płynący przez 3R2 będzie trzykrotnie mniejszy niż przez R2. Suma prądów w obu gałęziach jest równa całkowitemu prądowi, który wynosi 0,4 A. Możemy zatem obliczyć prąd płynący przez każdą gałąź, stosując proporcje. Jeśli oznaczymy prąd płynący przez R2 jako I2, a przez 3R2 jako I1, to otrzymujemy równanie: I1 + I2 = 0,4 A. Zależność między prądami wynika z ich odwrotnych proporcji: I2 = 3 * I1. Po podstawieniu I2 do równania, mamy I1 + 3I1 = 0,4 A, co daje 4I1 = 0,4 A. Z tego wynika, że I1 = 0,1 A, a I2 = 0,3 A. Przykład ten pokazuje, że znajomość zasad dotyczących obwodów elektrycznych oraz umiejętność ich zastosowania w praktyce jest kluczowa w dziedzinie elektroniki i inżynierii elektrycznej, gdzie prawidłowe obliczenia wpływają na efektywność projektowania i bezpieczeństwo instalacji.
Wybór odpowiedzi 0,2 A, 0,3 A lub 0,4 A może wynikać z zamieszania w interpretacji zasady podziału prądu w obwodach równoległych. Często błędnie przyjmuje się, że prąd dzieli się równomiernie między gałęzie, co jest nieprawidłowe w przypadku różnicy w rezystancjach. Zgodnie z zasadą Kirchhoffa, suma prądów w gałęziach równoległych powinna równać się całkowitemu prądowi, ale to, jak ten prąd zostanie podzielony, zależy od rezystancji poszczególnych gałęzi. W sytuacji, gdy jedna gałąź ma większą rezystancję, przepływający przez nią prąd będzie mniejszy, co może prowadzić do mylnych wniosków. Dla rezystora R2, który ma niższą rezystancję, prąd będzie większy w porównaniu do rezystora 3R2, dlatego nie można przyjąć, że każdy z amperomierzy A1 i A2 wskaże tę samą wartość prądu. Błędne odpowiedzi mogą również wynikać z nieprecyzyjnego zrozumienia pojęcia rezystancji oraz jej wpływu na obwody elektryczne. Dlatego kluczowe jest, aby w procesie nauki skupić się na zrozumieniu zasad działania obwodów oraz ich właściwości zamiast polegać jedynie na intuicji. Rekomenduje się również praktyczne ćwiczenia z użyciem symulacji obwodów, co pozwala na lepsze zrozumienie dynamiki prądów w obwodach równoległych.