Електрична енергия

Работа и мощност

1. По коя формула се пресмята работата на електричния ток?

   • A = U/(It)
   • A = UI/t
   • A = It/U
   • A = UIt

   Отговор: A = UIt

   Работата е произведение от напрежението, тока и времето.

2. В каква единица се измерва мощността?

   • Джаул (J)
   • Волт (V)
   • Ват (W)
   • Ом (Ω)

   Отговор: Ват (W)

   Мощността е работа за единица време: 1 W = 1 J/s.

3. Какво измерва електромерът в дома?

   • Консумираната електрична енергия
   • Силата на тока
   • Напрежението в мрежата
   • Съпротивлението на уредите

   Отговор: Консумираната електрична енергия

   Електромерът отчита изразходваната електрична енергия, обикновено в kWh.

4. През консуматор под напрежение 12 V преминава заряд 5 C. Каква работа извършва токът?

   • 2,4 J
   • 60 J
   • 17 J
   • 0,42 J

   Отговор: 60 J

   A = qU = 5 C · 12 V = 60 J.

5. Уред работи при напрежение 230 V и ток 2 A. Каква е мощността му?

   • 115 W
   • 232 W
   • 460 W
   • 4600 W

   Отговор: 460 W

   P = UI = 230 V · 2 A = 460 W.

6. По коя формула се изразява мощността чрез работата и времето?

   • P = A·t
   • P = A/t
   • P = t/A
   • P = A + t

   Отговор: P = A/t

   Мощността е работата, извършена за единица време: P = A/t.

7. Лампа с мощност 60 W свети 5 h. Колко енергия консумира?

   • 300 kWh
   • 3 kWh
   • 0,3 kWh
   • 0,03 kWh

   Отговор: 0,3 kWh

   W = Pt = 0,06 kW · 5 h = 0,3 kWh.

8. На колко джаула е равен 1 kWh?

   • 3,6·10⁶ J
   • 1000 J
   • 3600 J
   • 360 000 J

   Отговор: 3,6·10⁶ J

   1 kWh = 1000 W · 3600 s = 3 600 000 J.

9. Две лампи 40 W и 100 W работят под едно и също напрежение 230 V. През коя тече по-голям ток?

   • През лампата 40 W
   • Токът е еднакъв
   • През лампата 100 W
   • Зависи от времето на работа

   Отговор: През лампата 100 W

   I = P/U, затова при еднакво напрежение по-голям ток тече през по-мощната лампа.

10. Резистор 50 Ω е под напрежение 10 V. Каква мощност се отделя в него?

    • 2 W
    • 500 W
    • 0,2 W
    • 5 W

    Отговор: 2 W

    P = U²/R = 100 : 50 = 2 W.

11. През резистор 5 Ω тече ток 2 A. Каква мощност се отделя в него?

    • 10 W
    • 2,5 W
    • 50 W
    • 20 W

    Отговор: 20 W

    P = I²R = 4 · 5 = 20 W.

12. Телевизор с мощност 100 W работи по 4 h на ден в продължение на 30 дни. Колко струва енергията при цена 0,20 € за kWh?

    • 24 €
    • 0,24 €
    • 1,20 €
    • 2,40 €

    Отговор: 2,40 €

    W = 0,1 kW · 4 h · 30 = 12 kWh; 12 · 0,20 € = 2,40 €.

13. Бойлер с мощност 2 kW работи средно по 3 h на ден. Колко енергия консумира за 30 дни?

    • 60 kWh
    • 180 kWh
    • 6 kWh
    • 1800 kWh

    Отговор: 180 kWh

    W = 2 kW · 3 h · 30 = 180 kWh.

14. Чайник с мощност 2000 W е включен на 230 V. Какви са приблизително токът и съпротивлението му?

    • ≈ 0,115 A и ≈ 2000 Ω
    • ≈ 8,7 A и ≈ 26,5 Ω
    • ≈ 8,7 A и ≈ 2000 Ω
    • ≈ 460 A и ≈ 0,5 Ω

    Отговор: ≈ 8,7 A и ≈ 26,5 Ω

    I = P/U = 2000/230 ≈ 8,7 A; R = U²/P = 52 900/2000 ≈ 26,5 Ω.

15. Резистори 4 Ω и 6 Ω са свързани последователно към напрежение 20 V. Каква мощност се отделя в резистора 6 Ω?

    • 24 W
    • 16 W
    • 40 W
    • 60 W

    Отговор: 24 W

    I = 20/(4 + 6) = 2 A; P = I²R = 4 · 6 = 24 W.

Превръщане на енергия

1. В какъв вид енергия се превръща основно електричната енергия в ютията?

   • Механична
   • Вътрешна (топлинна)
   • Светлинна
   • Химична

   Отговор: Вътрешна (топлинна)

   Нагревателят на ютията е резистор, в който токът отделя топлина.

2. Какво превръщане на енергията става в електродвигателя?

   • Механична в електрична
   • Електрична в механична
   • Химична в електрична
   • Светлинна в електрична

   Отговор: Електрична в механична

   Двигателят използва електрична енергия, за да върти вала си.

3. В какъв вид енергия се превръща електричната енергия във високоговорителя?

   • Химична
   • Звукова
   • Ядрена
   • Светлинна

   Отговор: Звукова

   Мембраната на високоговорителя трепти и създава звук.

4. Как се нарича законът, който определя топлината, отделена в проводник от електричния ток?

   • Закон на Джаул-Ленц
   • Закон на Ом
   • Закон на Кулон
   • Закон на Архимед

   Отговор: Закон на Джаул-Ленц

   Законът на Джаул-Ленц: Q = I²Rt.

5. Какво превръщане на енергията става в генератора на електроцентрала?

   • Електрична в механична
   • Електрична в химична
   • Топлинна в химична
   • Механична в електрична

   Отговор: Механична в електрична

   Турбината върти генератора и той произвежда електрична енергия.

6. Какво превръщане на енергията става, когато батерия захранва фенерче?

   • Електрична в химична
   • Светлинна в химична
   • Химична в електрична
   • Топлинна в химична

   Отговор: Химична в електрична

   При разреждане на батерията химичната енергия се превръща в електрична.

7. Какво превръщане на енергията става при зареждане на акумулатор?

   • Химична в електрична
   • Механична в електрична
   • Светлинна в химична
   • Електрична в химична

   Отговор: Електрична в химична

   При зареждане в акумулатора протичат химични реакции, в които се натрупва енергия.

8. Как гласи законът на Джаул-Ленц?

   • Q = I²Rt
   • Q = IRt
   • Q = U/R
   • Q = mgh

   Отговор: Q = I²Rt

   Топлината, отделена в проводник, е пропорционална на квадрата на тока, на съпротивлението и на времето.

9. Защо нагревателните елементи се правят от материал с голямо съпротивление, например нихром?

   • За да се отделя повече топлина при същия ток
   • За да тече по-голям ток
   • За да са по-леки
   • За да не се нагряват

   Отговор: За да се отделя повече топлина при същия ток

   Според закона на Джаул-Ленц Q = I²Rt, затова при голямо R се отделя повече топлина.

10. През нагревател със съпротивление 20 Ω тече ток 3 A. Колко топлина отделя той за 2 min?

    • 21 600 J
    • 360 J
    • 7200 J
    • 1080 J

    Отговор: 21 600 J

    Q = I²Rt = 9 · 20 · 120 = 21 600 J (времето е в секунди).

11. Как се изменя топлината, отделена в проводник, ако токът се удвои при същите R и t?

    • Нараства 2 пъти
    • Не се променя
    • Нараства 4 пъти
    • Намалява 2 пъти

    Отговор: Нараства 4 пъти

    Q = I²Rt, затова при двоен ток топлината е 2² = 4 пъти по-голяма.

12. Резистори 2 Ω и 8 Ω са свързани последователно. Как се отнасят топлините, отделени в тях за едно и също време?

    • В двата се отделя еднаква топлина
    • В 2 Ω се отделя 4 пъти повече
    • В 8 Ω се отделя 2 пъти повече
    • В 8 Ω се отделя 4 пъти повече

    Отговор: В 8 Ω се отделя 4 пъти повече

    Токът е общ, а Q = I²Rt, затова топлината е пропорционална на R: 8/2 = 4.

13. Двигател с мощност 500 W повдига товар за 10 s и извършва полезна работа 4000 J. Какъв е коефициентът на полезно действие?

    • 80%
    • 125%
    • 40%
    • 8%

    Отговор: 80%

    Изразходваната енергия е 500 W · 10 s = 5000 J; η = 4000 : 5000 = 0,8 = 80%.

14. Нагревател 1000 W загрява 2 kg вода от 20 °C до 70 °C. Колко време е нужно без загуби? (c = 4200 J/(kg·°C))

    • 70 s
    • 42 min
    • 7 min
    • 4,2 min

    Отговор: 7 min

    Q = 4200 · 2 · 50 = 420 000 J; t = Q/P = 420 s = 7 min.

15. Чайник с мощност 2000 W работи 5 min и водата получава 504 000 J топлина. Какъв е коефициентът на полезно действие?

    • 80%
    • 90%
    • 84%
    • 119%

    Отговор: 84%

    Изразходвана енергия: 2000 · 300 = 600 000 J; η = 504 000/600 000 = 0,84 = 84%.

ЕДН

1. Какво поддържа тока в затворена електрическа верига?

   • Съединителните проводници
   • Източникът на ток (страничните сили в него)
   • Консуматорът
   • Ключът

   Отговор: Източникът на ток (страничните сили в него)

   Страничните сили в източника разделят зарядите и поддържат напрежението между полюсите.

2. В каква единица се измерва електродвижещото напрежение (ЕДН)?

   • Волт (V)
   • Ампер (A)
   • Ом (Ω)
   • Ват (W)

   Отговор: Волт (V)

   ЕДН е работа на страничните сили за единица заряд: 1 V = 1 J/C.

3. Кое от изброените е източник на електродвижещо напрежение?

   • Резистор
   • Лампа
   • Ключ
   • Батерия

   Отговор: Батерия

   Батерията поддържа напрежение между полюсите си благодарение на химични процеси.

4. Какво показва волтметър, свързан към полюсите на източник, ако във веригата няма ток?

   • Нула
   • Приблизително ЕДН на източника
   • Вътрешното съпротивление
   • Тока на късо съединение

   Отговор: Приблизително ЕДН на източника

   При отворена верига няма загуба на напрежение вътре в източника и напрежението на клемите е равно на ЕДН.

5. Какво е ЕДН на обикновена батерия тип AA?

   • 9 V
   • 12 V
   • 230 V
   • 1,5 V

   Отговор: 1,5 V

   Обикновените AA батерии имат ЕДН около 1,5 V.

6. Около колко е ЕДН на автомобилния акумулатор?

   • 12 V
   • 1,5 V
   • 230 V
   • 4,5 V

   Отговор: 12 V

   Оловният автомобилен акумулатор има 6 клетки по около 2 V, т.е. около 12 V.

7. Страничните сили пренасят заряд 3 C през източник и извършват работа 13,5 J. Какво е ЕДН?

   • 4,5 V
   • 40,5 V
   • 0,22 V
   • 10,5 V

   Отговор: 4,5 V

   ℰ = A_стр/q = 13,5 J : 3 C = 4,5 V.

8. Как трябва да се свържат батерии, за да се получи по-голямо ЕДН?

   • Успоредно
   • Последователно
   • С еднаквите полюси един към друг
   • Не може да се увеличи

   Отговор: Последователно

   При последователно свързване ЕДН на батериите се събират.

9. Каква енергия се превръща в електрична в динамото на велосипеда?

   • Химична
   • Механична
   • Светлинна
   • Ядрена

   Отговор: Механична

   Въртенето на колелото (механична енергия) се превръща в електрична чрез електромагнитна индукция.

10. Какво е вътрешно съпротивление на източника?

    • Съпротивлението на съединителните проводници
    • Съпротивлението на консуматора
    • Сборът от всички съпротивления във веригата
    • Съпротивлението на веществото вътре в източника

    Отговор: Съпротивлението на веществото вътре в източника

    Токът тече и през самия източник, който също има съпротивление r.

11. Две еднакви батерии по 1,5 V са свързани успоредно (плюс към плюс, минус към минус). Какво е общото ЕДН?

    • 3 V
    • 1,5 V
    • 0,75 V
    • 0 V

    Отговор: 1,5 V

    При успоредно свързване на еднакви източници ЕДН не се променя, но те могат да дават ток по-дълго.

12. Източник с вътрешно съпротивление 0,5 Ω дава ток 2 A. Каква част от ЕДН се губи вътре в източника (Ir)?

    • 0,25 V
    • 4 V
    • 1 V
    • 2,5 V

    Отговор: 1 V

    Спадът на напрежение вътре в източника е Ir = 2 · 0,5 = 1 V.

13. Три батерии по 1,5 V с вътрешно съпротивление по 0,2 Ω са свързани последователно. Какви са общото ЕДН и общото вътрешно съпротивление?

    • 4,5 V и 0,6 Ω
    • 1,5 V и 0,6 Ω
    • 4,5 V и 0,2 Ω
    • 4,5 V и 0,07 Ω

    Отговор: 4,5 V и 0,6 Ω

    При последователно свързване и ЕДН, и вътрешните съпротивления се събират: 3 · 1,5 = 4,5 V и 3 · 0,2 = 0,6 Ω.

14. Защо напрежението на клемите на работещ източник е по-малко от неговото ЕДН?

    • Защото проводниците нямат съпротивление
    • Защото страничните сили спират да действат
    • Защото токът във веригата е нула
    • Част от напрежението се губи във вътрешното му съпротивление (Ir)

    Отговор: Част от напрежението се губи във вътрешното му съпротивление (Ir)

    U = ℰ − Ir: когато тече ток, част от енергията се отделя вътре в източника.

15. Четири еднакви батерии с ЕДН 1,5 V и вътрешно съпротивление 0,4 Ω са свързани успоредно. Какви са общото ЕДН и общото вътрешно съпротивление?

    • 6 V и 1,6 Ω
    • 1,5 V и 1,6 Ω
    • 6 V и 0,1 Ω
    • 1,5 V и 0,1 Ω

    Отговор: 1,5 V и 0,1 Ω

    При успоредно свързване на еднакви източници ЕДН не се променя, а вътрешното съпротивление намалява 4 пъти: 0,4/4 = 0,1 Ω.

Закон на Ом (верига)

1. Как гласи законът на Ом за цялата верига?

   • I = ℰ/R
   • I = ℰ(R + r)
   • I = ℰ/(R + r)
   • I = (R + r)/ℰ

   Отговор: I = ℰ/(R + r)

   Токът е равен на ЕДН, разделено на сбора от външното и вътрешното съпротивление.

2. Какво е късо съединение?

   • Свързване на полюсите на източника с проводник с почти нулево съпротивление
   • Свързване на два консуматора последователно
   • Изключване на веригата с ключ
   • Използване на много къси проводници

   Отговор: Свързване на полюсите на източника с проводник с почти нулево съпротивление

   Тогава външното съпротивление е почти нула и токът става опасно голям.

3. Как се нарича съпротивлението на консуматорите, свързани извън източника?

   • Външно съпротивление
   • Вътрешно съпротивление
   • Специфично съпротивление
   • Реактивно съпротивление

   Отговор: Външно съпротивление

   Във веригата съпротивлението на консуматорите е външното R, а на източника е вътрешното r.

4. Източник с ЕДН 9 V и вътрешно съпротивление 1 Ω захранва резистор 8 Ω. Какъв е токът?

   • 1,125 A
   • 9 A
   • 0,9 A
   • 1 A

   Отговор: 1 A

   I = 9 : (8 + 1) = 1 A.

5. Как се изменя токът в затворена верига, ако външното съпротивление намалее?

   • Намалява
   • Не се променя
   • Нараства
   • Става нула

   Отговор: Нараства

   I = ℰ/(R + r): при по-малко R знаменателят намалява и токът нараства.

6. Как се изменя напрежението на клемите на източника, когато токът във веригата нараства?

   • Нараства
   • Намалява
   • Не се изменя
   • Става равно на ЕДН

   Отговор: Намалява

   U = ℰ − Ir, затова при по-голям ток напрежението на клемите намалява.

7. Източник с ЕДН 6 V и вътрешно съпротивление 0,5 Ω е свързан с резистор 2,5 Ω. Какво е напрежението на клемите?

   • 5 V
   • 6 V
   • 1 V
   • 4 V

   Отговор: 5 V

   I = 6 : 3 = 2 A; U = IR = 2 · 2,5 = 5 V (1 V се губи вътре в източника).

8. Източник с ЕДН 12 V захранва резистор 5 Ω и във веригата тече ток 2 A. Какво е вътрешното съпротивление?

   • 6 Ω
   • 0,5 Ω
   • 1 Ω
   • 2 Ω

   Отговор: 1 Ω

   R + r = ℰ/I = 6 Ω, значи r = 6 − 5 = 1 Ω.

9. Източник с ЕДН 10 V и вътрешно съпротивление 1 Ω захранва резистор 4 Ω. Каква мощност се отделя в резистора?

   • 20 W
   • 25 W
   • 16 W
   • 4 W

   Отговор: 16 W

   I = 10/(4 + 1) = 2 A; P = I²R = 4 · 4 = 16 W.

10. Какъв е токът на късо съединение на акумулатор с ЕДН 12 V и вътрешно съпротивление 0,05 Ω?

    • 0,6 A
    • 240 A
    • 24 A
    • 2,4 A

    Отговор: 240 A

    При късо съединение R ≈ 0 и I = ℰ/r = 12 : 0,05 = 240 A.

11. Източник с ЕДН 4,5 V и вътрешно съпротивление 1,5 Ω дава ток 0,5 A. Какво е външното съпротивление?

    • 7,5 Ω
    • 9 Ω
    • 3 Ω
    • 6 Ω

    Отговор: 7,5 Ω

    R + r = 4,5/0,5 = 9 Ω, значи R = 9 − 1,5 = 7,5 Ω.

12. Източник с ЕДН 12 V и вътрешно съпротивление 2 Ω захранва резистор 6 Ω. Какъв е коефициентът на полезно действие на източника?

    • 25%
    • 33%
    • 50%
    • 75%

    Отговор: 75%

    η = R/(R + r) = 6/8 = 0,75 = 75%.

13. С резистор 4 Ω токът от източник е 1 A, а с резистор 9 Ω е 0,5 A. Какви са ЕДН и вътрешното съпротивление?

    • 4 V и 0 Ω
    • 4,5 V и 0,5 Ω
    • 6 V и 2 Ω
    • 5 V и 1 Ω

    Отговор: 5 V и 1 Ω

    ℰ = 1·(4 + r) = 0,5·(9 + r), откъдето r = 1 Ω и ℰ = 5 V.

14. При какво външно съпротивление полезната мощност, която източникът дава на консуматора, е най-голяма?

    • Когато R е нула
    • Когато R е много по-голямо от r
    • Когато R е два пъти по-малко от r
    • Когато R е равно на r

    Отговор: Когато R е равно на r

    Полезната мощност P = ℰ²R/(R + r)² е най-голяма при R = r.

15. Два резистора по 6 Ω са свързани успоредно към източник с ЕДН 4 V и вътрешно съпротивление 1 Ω. Какъв е токът през източника?

    • 1 A
    • 0,5 A
    • 4 A
    • ≈ 0,31 A

    Отговор: 1 A

    Външното съпротивление е 6/2 = 3 Ω; I = 4/(3 + 1) = 1 A.

Електрични схеми

1. Как се свързва волтметърът в електрическа верига?

   • Последователно с консуматора
   • Вместо ключа
   • Само между ключа и източника, последователно
   • Успоредно на консуматора

   Отговор: Успоредно на консуматора

   Волтметърът измерва напрежението между две точки, затова се включва успоредно.

2. Как се свързва амперметърът в електрическа верига?

   • Успоредно на консуматора
   • Последователно с консуматора
   • Направо към полюсите на източника
   • Само след ключа, успоредно

   Отговор: Последователно с консуматора

   Амперметърът трябва да е по пътя на тока, който измерва.

3. Как се означава лампата на електрическа схема?

   • Правоъгълник
   • Кръг с кръстче в него
   • Две успоредни черти
   • Кръг с буква V

   Отговор: Кръг с кръстче в него

   Лампата се изобразява като кръгче с косо кръстче (X) вътре.

4. Какво означава на електрическа схема кръг с буква A в него?

   • Волтметър
   • Лампа
   • Амперметър
   • Акумулатор

   Отговор: Амперметър

   Буквата A идва от ампер, единицата за ток.

5. Какъв елемент се означава на електрическа схема с малък правоъгълник?

   • Лампа
   • Резистор
   • Галваничен елемент
   • Ключ

   Отговор: Резистор

   Резисторът се изобразява като правоъгълник, а лампата като кръг с кръстче.

6. Как са свързани уредите в домашната електрическа мрежа?

   • Последователно
   • Смесено, по двойки
   • Успоредно
   • Не са свързани

   Отговор: Успоредно

   Уредите са свързани успоредно, за да имат еднакво напрежение и да работят независимо.

7. Какво е предназначението на предпазителя?

   • Увеличава напрежението
   • Поддържа постоянен ток
   • Прекъсва веригата при твърде голям ток
   • Измерва мощността

   Отговор: Прекъсва веригата при твърде голям ток

   При претоварване или късо съединение предпазителят се задейства и спасява проводниците от прегряване.

8. Какво е реостат?

   • Уред за измерване на тока
   • Източник на ток
   • Уред за измерване на напрежение
   • Резистор с променливо съпротивление

   Отговор: Резистор с променливо съпротивление

   С плъзгач се променя включената дължина на жицата, а оттам и съпротивлението.

9. Три лампи са свързани последователно. Едната изгаря. Какво става с другите две?

   • Угасват
   • Светят по-силно
   • Светят както преди
   • Едната свети, другата не

   Отговор: Угасват

   При последователно свързване веригата се прекъсва и ток не тече.

10. Как се означава галваничният елемент на електрическа схема?

    • Две успоредни черти: къса (+) и дълга (−)
    • Правоъгълник
    • Две успоредни черти: дълга (+) и къса (−)
    • Кръг с кръстче

    Отговор: Две успоредни черти: дълга (+) и къса (−)

    Дългата черта е положителният полюс, а късата отрицателният.

11. Защо амперметърът трябва да има много малко съпротивление?

    • За да не променя тока във веригата
    • За да показва по-голямо напрежение
    • За да се нагрява по-бързо
    • За да спира тока при късо съединение

    Отговор: За да не променя тока във веригата

    Той е последователно във веригата и голямо съпротивление би намалило тока, който се измерва.

12. Защо волтметърът трябва да има много голямо съпротивление?

    • За да измерва по-голям ток
    • За да се нагрява по-малко
    • За да е по-евтин
    • За да почти не отклонява ток от веригата

    Отговор: За да почти не отклонява ток от веригата

    Волтметърът е успоредно на консуматора и при голямо съпротивление през него тече пренебрежимо малък ток.

13. Реостат е свързан последователно с лампа. Плъзгачът се мести така, че включената част от реостата се увеличава. Какво става с лампата?

    • Светва по-силно
    • Светлината не се променя
    • Светва по-слабо, защото токът намалява
    • Угасва веднага

    Отговор: Светва по-слабо, защото токът намалява

    Общото съпротивление расте, затова токът и мощността на лампата намаляват.

14. Какво става, ако по погрешка свържем амперметър успоредно на лампа?

    • Лампата светва по-силно и уредът показва точно
    • Нищо не се променя
    • Почти целият ток минава през амперметъра, лампата почти угасва и уредът може да се повреди
    • Амперметърът показва напрежението на лампата

    Отговор: Почти целият ток минава през амперметъра, лампата почти угасва и уредът може да се повреди

    Амперметърът има много малко съпротивление и почти дава късо съединение на лампата.

15. Лампа L1 е свързана последователно с две успоредно свързани лампи L2 и L3. Трите лампи са еднакви. Коя свети най-силно?

    • L2
    • L3
    • L1
    • Светят еднакво

    Отговор: L1

    Целият ток минава през L1, а после се разделя поравно между L2 и L3, затова в L1 токът е 2 пъти по-голям.

Финален въпрос