W układzie przedstawionym na schemacie całkowita moc wydzielona na rezystorach wynosi
A. 56 W
B. 14 W
C. 28 W
D. 1,8 W
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2015 (arkusz E.18-X-15.05).
Odpowiedź 28W jest poprawna, ponieważ obliczenia dotyczące układu elektrycznego zostały przeprowadzone zgodnie z zasadami analizy obwodów. Rezystory R2 i R3 są połączone równolegle, co daje rezystancję zastępczą równą 14Ω. Można to obliczyć stosując wzór na rezystancję równoległą: 1/Rz = 1/R2 + 1/R3. Następnie, ta rezystancja zastępcza jest połączona szeregowo z rezystorem R1, co prowadzi do całkowitej rezystancji obwodu wynoszącej 28Ω (Rz + R1). Przy napięciu źródła wynoszącym 28V, zastosowanie prawa Ohma (U = I * R) pozwala na obliczenie prądu w obwodzie, który wynosi 1A. Moc wydzielona na rezystorach, obliczana jako P = U * I, daje wynik 28W. Takie podejście do analizy obwodów jest zgodne z praktykami inżynieryjnymi, które promują zrozumienie relacji pomiędzy napięciem, prądem a oporem. W kontekście praktycznym, umiejętność obliczania mocy w obwodach elektrycznych jest niezwykle ważna, zwłaszcza w projektowaniu układów, gdzie odpowiednie dobranie wartości rezystancji ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa i efektywności energetycznej.
Odpowiedzi takie jak 14W, 1,8W czy 56W wskazują na nieprawidłowe zrozumienie zasad analizy obwodów elektrycznych. Odpowiedź 14W mogłaby wynikać z błędnego założenia dotyczącego obliczenia mocy jedynie dla jednego rezystora bez uwzględnienia całego układu, co jest typowym błędem w analizie połączeń równoległych i szeregowych. Z kolei odpowiedź 1,8W sugeruje, że osoba mogła pomylić jednostki lub zastosować niewłaściwe wartości w obliczeniach. Z tego powodu istotne jest dokładne zrozumienie, jak prąd i napięcie rozkładają się w układzie z wieloma rezystorami. Odpowiedź 56W również może wynikać z nieprawidłowego pomnożenia napięcia przez prąd, co nie uwzględnia zmniejszonej rezystancji w układzie z równolegle połączonymi rezystorami. Te błędy pokazują, jak ważne jest dokładne śledzenie kroków analizy obwodów, zwłaszcza przy stosowaniu zasad Kirchhoffa oraz prawa Ohma, które są fundamentem dla zrozumienia działania bardziej złożonych układów elektrycznych. W celu uniknięcia takich nieporozumień, warto zaznajomić się z technikami analizy obwodów oraz praktycznymi przykładami, które ilustrują, jak poprawnie obliczać moc wydzieloną w różnych konfiguracjach rezystorów.