ENTLab
РУСҚазақша
← Барлық тақырып: Физика

Физика · ҰБТ-ға арналған теория

Тұрақты ток: Ом заңы және жалғау түрлері

Бұл тақырыпта өткізгіштердегі және резисторлардан құралған тізбектегі ток қарастырылады. Оның формулалары ток күшін, кернеуді, аспаптардың қуатын және бөлінетін жылу мөлшерін есептеуге қажет.

Осы тақырып бойынша жаттығуТолық қолжетімділік болса — осы тақырып бойынша жаттығу, болмаса — пән бойынша тегін тест.

ҰБТ бұл тақырыптан нені тексереді

Бөлім: 03 Электр және магнетизм

ҰТО спецификациясының тармағы: 11 Тұрақты ток

Біздің бағалауымызша, нұсқада бұл тақырып бойынша орта есеппен 2–3 тапсырма болады (40 тапсырманың ішінде).

Осы пән бойынша ҰБТ 2026 спецификациясы: тақырыптар мен тапсырмалар

Не істей білу керек

  • Тізбек бөлігі үшін және ЭҚК мен ішкі кедергісі бар толық тізбек үшін Ом заңын қолдану.
  • Өткізгіштің және тізбектей, параллель жалғанған тізбектердің кедергісін табу.
  • Токтың жұмысы мен қуатын, Джоуль — Ленц заңы бойынша жылу мөлшерін есептеу.

Ең бастысы туралы қысқаша

  • Ток күші, Ом заңы. Ток күші I = \frac{q}{t}, А. Тізбек бөлігі үшін Ом заңы: I = \frac{U}{R}; металдар үшін температура тұрақты болғанда орындалады.
  • Кедергі. R = \rho\frac{l}{S}, мұнда \rho — меншікті кедергі, Ом·м, l — ұзындық, S — көлденең қима ауданы. Металдардың кедергісі қыздырғанда артады.
  • Толық тізбек. I = \frac{\varepsilon}{R + r}, мұнда \varepsilon — ЭҚК, r — ток көзінің ішкі кедергісі. R = 0 болғанда қысқа тұйықталу тогы I = \frac{\varepsilon}{r}.
  • Жалғау. Тізбектей: R = R_1 + R_2, ток бірдей. Параллель: \frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}, кернеу бірдей; әрқайсысы R_0 болатын n бірдей резистордың жалпы кедергісі \frac{R_0}{n} болады.
  • Жұмыс және қуат. A = UIt, P = UI = I^2R = \frac{U^2}{R}. Кернеу тұрақты болса, \frac{U^2}{R} формуласы, ток тұрақты болса, I^2R формуласы ыңғайлы. Джоуль — Ленц заңы бойынша жылу: Q = I^2Rt.

Талдауы бар тапсырмалар

ENTLab тапсырмалар қорынан, ҰТО нұсқаларынан емес. Алдымен өзің шешіп көр, содан кейін талдауын аш.

Электр плиткасының ұзындығы 40 см спиралін 10 см қысқартып, плитканы сол желіге қосты. Қысқартуға дейін плитканың қуаты 600 Вт болған. Енді плитканың қуаты (спиральдің кедергісі оның ұзындығына пропорционал)
  • A)450 Вт
  • B)750 Вт
  • C)600 Вт
  • D)800 Вт
Жауабы мен талдауы

Дұрыс жауап: D

Спиральдің жаңа ұзындығы 40 - 10 = 30 см, оның кедергісі бұрынғы кедергінің \frac{30}{40} бөлігін құрайды. Желі кернеуі сол, ал P = \frac{U^2}{R}, сондықтан қуат кедергіге кері пропорционал: P' = 600\cdot\frac{40}{30} = 800 Вт. 600\cdot\frac{30}{40} = 450 Вт нұсқасы — қуатты P = I^2R формуласындағыдай кедергіге пропорционал деп санаған, ал қысқартқаннан кейін ток артады. 600\cdot\frac{40 + 10}{40} = 750 Вт нұсқасы — қуатты ұзындық қанша бөлікке кемісе, сонша бөлікке арттырған. 600 Вт нұсқасы — желі сол болғандықтан, қуатты өзгермейді деп санаған.
Шәйнектегі суды бірінші қыздырғыш 6 мин ішінде, екіншісі 30 мин ішінде қайнатады. Екі қыздырғышты параллель жалғап, сол желіге қосқанда, бастапқы температурасы бірдей дәл сондай су қайнайтын уақыт (жылу шығынын ескермеңдер, қыздырғыштардың кедергілері тұрақты)
  • A)36 мин
  • B)18 мин
  • C)6 мин
  • D)5 мин
Жауабы мен талдауы

Дұрыс жауап: D

Қыздыруға бірдей Q жылу мөлшері қажет, сондықтан қыздырғыштардың қуаттары P_1 = \frac{Q}{t_1} және P_2 = \frac{Q}{t_2}. Параллель жалғағанда әр қыздырғыш желінің сол кернеуінде болады, қуаттар қосылады: \frac{Q}{t} = \frac{Q}{t_1} + \frac{Q}{t_2}, бұдан t = \frac{t_1 t_2}{t_1 + t_2} = \frac{6\cdot 30}{6 + 30} = \frac{180}{36} = 5 мин. 6 + 30 = 36 мин нұсқасы — кедергілер қосылатын тізбектей жалғаудағы уақыт. \frac{6 + 30}{2} = 18 мин нұсқасы — екі уақыттың орташасы, физикалық мағынасы жоқ. 6 мин нұсқасы — тек бірінші қыздырғыштың уақыты; екіншісі қуат қосады, сондықтан су тезірек қайнайды.

Жиі кететін қателер

  • Параллель жалғанған қыздырғыштардың кедергілерін қосады. Шын мәнінде қуаттар қосылады, ал жалпы кедергі тармақтардағы ең кіші кедергіден де аз болады.
  • Желі кернеуі өзгермесе де, P = I^2R формуласын алып, кедергі азайса, қуат та азаяды деп ойлайды. U тұрақты болғанда P = \frac{U^2}{R}, сондықтан кедергі кемігенде қуат артады.
  • Сымды n тең бөлікке кескенде, әр бөліктің кедергісі \frac{R}{n} болатынын ұмытады; барлық бөлікті параллель жалғаса, \frac{R}{n^2} шығады.
  • Толық тізбек үшін Ом заңында ішкі кедергіні ұмытады немесе ЭҚК-ны сыртқы бөліктегі кернеумен шатастырады: U = IR = \varepsilon - Ir.

Тақырып бойынша сұрақтар

Параллель жалғанған резисторлардың кедергісін қалай табады?
Екі резистор үшін R = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}, көп резистор болса, кері шамалар қосылады: \frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \dots. Жалпы кедергі ең кіші кедергіден де аз шығады. Әрқайсысы R_0 болатын n бірдей резистордың жалпы кедергісі \frac{R_0}{n}. Барлық тармақтағы кернеу бірдей, ал жалпы ток тармақтардағы токтардың қосындысына тең.
ЭҚК деген не және ол кернеуден немен ерекшеленеді?
ЭҚК \varepsilon — бөгде күштердің зарядты тұйық тізбек бойымен тасымалдағандағы жұмысының сол зарядқа қатынасы, вольтпен өлшенеді. Сыртқы бөліктегі кернеу U = IR ЭҚК-дан ток көзі ішіндегі кернеу түсуінің шамасына кем: U = \varepsilon - Ir. Ток жүрмегенде (тізбек тұйықталмаған кезде) олар тең, ал қысқа тұйықталу кезінде сыртқы кернеу нөлге жуық болады.
Осы тақырып бойынша жаттығу

ENTLab теорияны ҰТО спецификациясы негізінде өз сөзімен жазады. Біз ҰТО емеспіз және онымен ешқандай байланысымыз жоқ.