2017. gada piloteksāmens

1. Ampērmetrs rāda $0,23\space\mathrm A$, tādēļ var secināt, ka ķēdē strāva plūst un spuldzes Q kvēldiegs nevar būt pārtrūcis. Spriegums starp spuldzes Q spailēm ir $0,3\space\mathrm V$. Ja kvēldiegs būtu pārtrūcis, tad voltmetrs rādītu strāvas avota EDS, kas nebūtu mazāks par $2,7\space\mathrm V$.

2. Spuldze P kvēlo spoži, jo spriegums uz spuldzes $U_1$ ir mazliet lielāks/tuvs darba (nominālajam) spriegumam. Spuldze Q nekvēlo, jo spriegums uz spuldzes $U_2$ ir daudz mazāks nekā darba (nominālais) spriegums.

3. $U_\mathrm{kop}=U_1+U_2=2,7+0,3=3,0\space\mathrm V$. Atšķirība no izmērītā sprieguma starp strāvas avota spailēm ir $0,1\space\mathrm V$.

Cēloņi var būt dažādi:

• ja ampērmetrs ir ideāls, tad mērījuma rezultāts ir saistīts ar mērījumu absolūto kļūdu, kas ir $0,1\space\mathrm V$;
• ja ampērmetrs nav ideāls, tad spriegums starp ampērmetra spailēm ir vienāds ar $0,1\space\mathrm V$.

4. Spuldžu kopējo pretestību nosaka no Oma likuma ķēdes posmam $I=\frac{U}{R}\space\implies\space R=\frac{U}{I}$. Strāvas stiprums $I$ rezistoru virknes slēgumā ir vienāds visā ķēdē. Spuldžu kopējo pretestību var aprēķināt dažādos veidos:

• nosaka $R_{\mathrm{kop}}=\frac{U_{\mathrm{kop}}}{I}=\frac{U_1+U_2}{I}$;
• nosaka katras spuldzes pretestības $R_1=\frac{U_1}{I}$ un $R_2=\frac{U_2}{I}$, tālāk saskaita, iegūstot $R_{\mathrm{kop}}=R_1+R_2$;
• izmanto spriegumu $U_{\mathrm{SA}}$ starp strāvas avota spailēm: $R_{\mathrm{kop}}=\frac{U_{\mathrm{SA}}}{I}$.

Aprēķini:

• $R_{\mathrm{kop}}=\frac{U_1+U_2}{I}=\frac{2,7+0,3}{0,23}\approx13\space\Omega$;
• $R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2,7}{0,23}\approx 12\space\Omega$,  $R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{0,3}{0,23}\approx 1,3\space\Omega$, $R_{\mathrm{kop}}=R_1+R_2=12+1,3\approx13\space\Omega$;
• $R_{\mathrm{kop}}=\frac{U_{\mathrm{SA}}}{I}=\frac{3,1}{0,23}\approx13\space\Omega$.

Atbilde: abu spuldžu kopējā pretestība ir $13\space\Omega$.

5. Spuldzes P pretestība $R_1$ ir lielāka nekā spuldzes Q pretestība $R_2$.

Virknes slēgumā abās spuldzēs plūst vienāda stipruma strāva $I$. Jo lielāka ir patērētā jauda, jo spožāk spuldze kvēlo. Spuldzes jaudas aprēķināšanai izmanto formulu $P=UI=I^2R$. Iegūst $P_1>P_2$. Tāpēc spuldze P kvēlo spožāk.

Paralēlajā slēgumā abas spuldzes pieslēgtas vienādam spriegumam $U$. Tādēļ spuldzes jaudas aprēķināšanai izmanto formulu $P=UI=\frac{U^2}{R}$. Iegūst \(P_1. Spuldzes Q patērētā jauda $P_2$ ir lielāka un tā kvēlo spožāk.

Vērtēšanas kritēriji

1. Analizē tekstu un attēlā sniegtos datus un uzraksta vienu pierādījumu tam, ka kvēldiegs nevar būt pārtrūcis – 1 punkts.

2. Salīdzina voltmetru rādījumus ar spuldžu darba spriegumu un izskaidro spuldžu dažādo kvēli – 1 punkts.

3. Skaidro mērījumu rezultātus – 1 punkts.

4. Zina rezistoru virknes slēguma likumsakarības. Zina vai atrod formulu lapā Oma likumu ķēdes posmam  – 1 punkts.
Aprēķina spuldžu kopējo pretestību un pieraksta to kopā ar mērvienībām – 1 punkts.

5. Zina rezistoru paralēlā slēguma likumsakarības. Zina vai atrod formulu lapā Oma likumu ķēdes posmam  un jaudas aprēķināšanas formulas – 1 punkts.
Salīdzina spuldžu jaudu un izdara secinājumu par spuldžu kvēli paralēlajā slēgumā – 1 punkts.