Prąd stały i elektrostatyka

Zadanie 1
Dwie kulki naładowano ładunkami o wartościach Q1 = +1C oraz Q2 = - 3C i ustawiono w odległości 1 m.
a) przedstaw wektory sił na schemacie
b) oblicz siłę oddziaływania między kulkami
c) przedstaw schematycznie wektor natężenia pola w środku odległości pomiędzy kulkami
d) podaj wartość natężenia pola w tym punkcie.
e) oblicz wartość potencjału elektronu umieszczonego w ¼ odległości od ładunku dodatniego.
Zadanie 2

Korzystając z rysunku, na którym Q1 = + 2C, Q2 = - 1C, Q3 = + 2C, odległości a = 2 m oblicz:
a) natężenie pola w punkcie qx i qy
b) jaki ładunek należałoby umieścić w punkcie qx, aby natężenie pola w środku kwadratu było równe zero ?
c) narysuj wektory natężeń w każdym wierzchołku kwadratu uwzględniając wyznaczoną wartość ładunku w punkcie b.
d) wyznacz wartości natężeń w poszczególnych wierzchołkach kwadratu.
Zadanie 3
Płaski kondensator, w którym odległość między okładkami wynosi d=10 mm, podłączono do źródła napięcia, a po naładowaniu odłączono. Powierzchnia okładki kondensatora wynosi S=10 cm2. Oblicz energię naładowanego kondensatora po całkowitym zanurzeniu go w nafcie o względnej przenikalności dielektrycznej εr =4.
Wykonaj rysunek kondensatora.
Zadanie 4
Narysuj linie sił pola wokół ładunków:
a) jak oddziaływają te ładunki na siebie?
b) wskaż miejsca, gdzie potencjał dowolnego ładunku będzie równy zeru ( przyjmij własne wartości ładunków).

1.       Przez grzałkę dostosowaną do napięcia 220 V przepłynął ładunek 40 C. Przez inną grzałkę dostosowaną do tego samego napięcia przepływa prąd o natężeniu 2 A przez 10 s. Która z grzałek dostarczyła wodzie(przez cieplny przepływ energii) więcej energii i ile razy?

2.       Domowy licznik energii elektrycznej wskazywał po upływie doby wzrost o 1 kWh. Ile wynosiła średnia moc prądu urządzeń pracujących w ciągu tej doby?

3.       Ile wynosi napięcie na końcach przewodnika o oporności 10Ω, jeżeli wiadomo, że w ciągu 2 minut przepływa przez niego ładunek 42 C?

4.       Na podstawie tabeli oblicz opór przewodnika i moc przy napięciu 3V. Sporządź wykres tej zależności.

Napięcie U[V]	3	6	9	12
Natężenie I[A]	2	4	6	8

5.       Trzy oporniki o oporach 1Ω, 2Ω, 3Ω połączono równolegle i podłączono do napięcia 15 V. Jakie będzie natężenie prądu przepływającego przez każdy z oporników?

6. Na wykresie przedstawiono zależność natężenia prądu od przyłożonego napięcia dla żarówki. 

a) Oblicz opór żarówki, gdy przyłożymy napięcie 4 V.
b) Oblicz opór żarówki dla napięcia 12 V.
c) W jakim zakresie napięć opór żarówki pozostaje stały?
d) Dlaczego dla żarówki prawo Ohma nie jest spełnione dla całego zakresu napięć?

7. W elektrycznym czajniku można zagotować 1 litr wody o temperaturze początkowej 20 stopni C w czasie 10 minut. Napięcie zasilające czajnik wynosi 220 V. Oblicz opór spirali czajnika. Straty energii pomiń.
8. Dwa oporniki o oporach 2 omy i 4 omy połączono szeregowo i podłączono do źródła napięcia 12 V.
a) Jakie napięcia wskazują woltomierze V1 oraz V2 ?
b) Jakie jest natężenie prądu płynącego przez te oporniki?
c) Jaka moc wydzieli się na każdym z nich?

9. Dwa oporniki o oporach 12 om i 6 om połączono równolegle i podłączono do napięcia 12 V.
a) Oblicz natężenia prądów płynących przez każdy z tych oporników.
b) Oblicz moce wydzielone na obydwu opornikach łącznie.

10. Przez dwa oporniki o oporach 3 omy i 6 om, połączone równolegle, przepływa prąd o natężeniu 1 A.
a) Do jakiego napięcia podłączono te oporniki?
b) Ile wynosi natężenie prądu płynącego przez każdy z tych oporników?
c) Ile wynosi moc prądu wydzielona na obu opornikach łącznie?