Електричен ток: електрична енергия

Топлинно действие

1. Кой закон описва количеството топлина, отделено в проводник, по който тече ток?

   • Законът на Джаул-Ленц
   • Законът на Паскал
   • Законът на Ом
   • Законът на Архимед

   Отговор: Законът на Джаул-Ленц

   Законът Q = I²Rt е открит независимо от Джеймс Джаул и Емилий Ленц.

2. Кое действие на тока използва ютията?

   • Топлинното
   • Светлинното
   • Магнитното
   • Химичното

   Отговор: Топлинното

   Нагревателят на ютията се загрява, когато през него тече ток.

3. С коя формула се пресмята топлината по закона на Джаул-Ленц?

   • Q = U·I
   • Q = I·R
   • Q = R/t
   • Q = I²·R·t

   Отговор: Q = I²·R·t

   Топлината е пропорционална на квадрата на тока, на съпротивлението и на времето.

4. Кой уред действа главно чрез топлинното действие на тока?

   • електрическа кана
   • високоговорител
   • вентилатор
   • компас

   Отговор: Електрическата кана

   В нагревателя на каната електричната енергия се превръща в топлина.

5. Какво трябва да е съпротивлението на нагревателната спирала в сравнение със свързващите проводници?

   • Много по-голямо
   • Еднакво
   • Много по-малко
   • Нулево

   Отговор: Много по-голямо

   При еднакъв ток повече топлина се отделя там, където съпротивлението е по-голямо (Q = I²Rt).

6. На кое действие на тока се основава стопяемият предпазител?

   • На химичното
   • На топлинното
   • На магнитното
   • На светлинното

   Отговор: На топлинното

   При твърде голям ток тънката жичка в предпазителя се нагрява, стопява се и прекъсва веригата.

7. Как се изменя отделената топлина, ако токът се увеличи 2 пъти при същите R и t?

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

   Отговор: Увеличава се 4 пъти

   Q = I²Rt, а 2² = 4.

8. Как се изменя отделената топлина, ако времето на работа се удвои при същите ток и съпротивление?

   • Увеличава се 4 пъти
   • Увеличава се 2 пъти
   • Не се изменя
   • Намалява 2 пъти

   Отговор: Увеличава се 2 пъти

   Q = I²Rt, значи топлината е право пропорционална на времето.

9. Резистори 10 Ω и 20 Ω са свързани успоредно. В кой се отделя повече топлина за едно и също време?

   • В резистора 10 Ω
   • В резистора 20 Ω
   • Еднакво
   • В нито един

   Отговор: В резистора 10 Ω

   Напрежението е еднакво, токът през 10 Ω е 2 пъти по-голям и Q = U·I·t е 2 пъти по-голямо.

10. През резистор 20 Ω тече ток 0,5 A в продължение на 1 min. Колко топлина се отделя?

    • 10 J
    • 5 J
    • 600 J
    • 300 J

    Отговор: 300 J

    Q = I²Rt = 0,5²·20·60 = 0,25·20·60 = 300 J.

11. През резистор 10 Ω тече ток 2 A в продължение на 30 s. Колко топлина се отделя?

    • 120 J
    • 2400 J
    • 600 J
    • 1200 J

    Отговор: 1200 J

    Q = I²Rt = 4 · 10 · 30 = 1200 J.

12. Как се изменя отделената топлина, ако съпротивлението се увеличи 3 пъти при същите ток и време?

    • Увеличава се 9 пъти
    • Намалява 3 пъти
    • Увеличава се 3 пъти
    • Не се изменя

    Отговор: Увеличава се 3 пъти

    Q = I²·R·t: при постоянни I и t топлината е пропорционална на R.

13. Нагревател със съпротивление 40 Ω работи при ток 3 A. За колко време отделя 36 000 J топлина?

    • 300 s
    • 1000 s
    • 100 s
    • 10 s

    Отговор: 100 s

    Всяка секунда се отделят I²R = 9·40 = 360 J, затова t = 36 000 : 360 = 100 s.

14. Резистори 10 Ω и 20 Ω са свързани последователно. В кой се отделя повече топлина за едно и също време?

    • В резистора 10 Ω
    • Зависи от напрежението на източника
    • Отделя се еднакво
    • В резистора 20 Ω

    Отговор: В резистора 20 Ω

    Токът през тях е еднакъв, а Q = I²Rt, затова повече топлина се отделя в по-голямото съпротивление.

15. Нагревател отделя 6000 J топлина за 1 min при ток 2 A. Какво е съпротивлението му?

    • 50 Ω
    • 1500 Ω
    • 25 Ω
    • 12,5 Ω

    Отговор: 25 Ω

    R = Q/(I²·t) = 6000 : (4 · 60) = 25 Ω.

Работа на тока

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

   • A = q/t
   • A = U/I
   • A = U·I·t
   • A = I·R

   Отговор: A = U·I·t

   Работата е произведение от напрежението, силата на тока и времето.

2. В какви единици се измерва работата на тока в SI?

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

   Отговор: Джаул (J)

   Работата и енергията се измерват в джаули.

3. Какво превръщане на енергия става в електрическата кана?

   • Електрична в топлинна
   • Електрична в механична
   • Топлинна в електрична
   • Химична в електрична

   Отговор: Електрична в топлинна

   Нагревателят на каната превръща електричната енергия в топлина, която загрява водата.

4. Какво превръщане на енергия става в електромотора?

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

   Отговор: Електрична в механична

   Електромоторът върти вентилатори, бормашини и други уреди.

5. Какво превръщане на енергия става в лампа с нажежаема жичка?

   • Химична в електрична
   • Електрична в светлинна и топлинна
   • Механична в електрична
   • Светлинна в електрична

   Отговор: Електрична в светлинна и топлинна

   Жичката се нагрява силно и свети, като по-голямата част от енергията става топлина.

6. Какво превръщане на енергия става в говорителя (тонколоната)?

   • Звукова в електрична
   • Светлинна в звукова
   • Топлинна в звукова
   • Електрична в звукова

   Отговор: Електрична в звукова

   Токът кара мембраната на говорителя да трепти и тя създава звук.

7. Уред работи при напрежение 12 V и ток 2 A в продължение на 10 s. Каква работа извършва токът?

   • 24 J
   • 240 J
   • 60 J
   • 2400 J

   Отговор: 240 J

   A = U·I·t = 12·2·10 = 240 J.

8. Двигател работи при 230 V и 0,5 A в продължение на 2 min. Каква работа извършва токът?

   • 115 J
   • 13 800 J
   • 230 J
   • 27 600 J

   Отговор: 13 800 J

   A = U·I·t = 230 · 0,5 · 120 s = 13 800 J.

9. Колко килоджаула са 7200 J?

   • 72 kJ
   • 7,2 kJ
   • 0,72 kJ
   • 720 kJ

   Отговор: 7,2 kJ

   1 kJ = 1000 J, затова 7200 J = 7,2 kJ.

10. Колко джаула е 1 kWh?

    • 3 600 000 J
    • 1000 J
    • 3600 J
    • 360 000 J

    Отговор: 3 600 000 J (3,6 MJ)

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

11. През резистор 5 Ω тече ток 2 A. Каква работа извършва токът за 10 s?

    • 200 J
    • 100 J
    • 50 J
    • 1000 J

    Отговор: 200 J

    U = I·R = 10 V, A = U·I·t = 10 · 2 · 10 = 200 J.

12. Токът извършва работа 3600 J за 1 min при напрежение 12 V. Каква е силата на тока?

    • 300 A
    • 5 A
    • 0,5 A
    • 50 A

    Отговор: 5 A

    I = A/(U·t) = 3600 : (12 · 60) = 5 A.

13. Зарядно устройство 5 V, 2 A зарежда телефон 1,5 h. Колко енергия изразходва?

    • 15 J
    • 54 kJ
    • 5,4 kJ
    • 0,9 kJ

    Отговор: 54 kJ

    A = U·I·t = 5·2·5400 s = 54 000 J = 54 kJ.

14. Акумулатор с напрежение 12 V пренася заряд 3600 C през веригата. Каква работа извършва токът?

    • 300 J
    • 43 200 J
    • 4320 J
    • 3600 J

    Отговор: 43 200 J

    Тъй като I·t = q, A = U·q = 12 V · 3600 C = 43 200 J.

15. Електромотор работи при 12 V и 2 A. За 10 s той извършва полезна работа 180 J. Какъв е коефициентът му на полезно действие?

    • 133 %
    • 25 %
    • 18 %
    • 75 %

    Отговор: 75 %

    Работата на тока е 12 · 2 · 10 = 240 J, КПД = 180 : 240 = 0,75 = 75 %.

Мощност

1. Какво означава надписът 2000 W върху електрическа кана?

   • Най-големия ток
   • Енергията, която харчи за ден
   • Мощността ѝ
   • Напрежението ѝ

   Отговор: Мощността ѝ

   Ватът е единица за мощност; 2000 W = 2 kW.

2. В какви единици се измерва мощността?

   • Киловатчас (kWh)
   • Ампер (A)
   • Ват (W)
   • Джаул (J)

   Отговор: Ват (W)

   Мощността е работата за единица време и се измерва във ватове.

3. На кой учен е наречена единицата за мощност?

   • Джеймс Джаул
   • Георг Ом
   • Джеймс Уат
   • Андре-Мари Ампер

   Отговор: Джеймс Уат

   Ватът носи името на шотландския изобретател Джеймс Уат.

4. С коя формула се пресмята мощността на електричния ток?

   • P = I/U
   • P = U·I·t
   • P = U/I
   • P = U·I

   Отговор: P = U·I

   Мощността е работата за единица време: P = A/t = U·I.

5. Колко вата са 1,5 kW?

   • 15 W
   • 1500 W
   • 15 000 W
   • 150 W

   Отговор: 1500 W

   1 kW = 1000 W, следователно 1,5 kW = 1500 W.

6. Кой уред обикновено има по-голяма мощност?

   • Прахосмукачката
   • Светодиодната лампа
   • Зарядното за телефон
   • Електронният часовник

   Отговор: Прахосмукачката

   Прахосмукачката е стотици или хиляди ватове, а светодиодната лампа е няколко вата.

7. Прахосмукачка с мощност 1,15 kW е включена в мрежа 230 V. Какъв ток тече през нея?

   • 50 A
   • 0,2 A
   • 5 A
   • 264,5 A

   Отговор: 5 A

   I = P/U = 1150 : 230 = 5 A.

8. Лампи 40 W и 100 W работят при напрежение 230 V. През коя тече по-голям ток?

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

   Отговор: През лампата 100 W

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

9. Колко киловата са 750 W?

   • 7,5 kW
   • 0,75 kW
   • 75 kW
   • 0,075 kW

   Отговор: 0,75 kW

   1 kW = 1000 W, затова 750 W = 0,75 kW.

10. На лампа пише 12 V, 24 W. Какво е съпротивлението ѝ при нормална работа?

    • 288 Ω
    • 2 Ω
    • 0,5 Ω
    • 6 Ω

    Отговор: 6 Ω

    I = P/U = 24 : 12 = 2 A, R = U/I = 12 : 2 = 6 Ω.

11. Уред извършва работа 600 J за 5 s. Каква е мощността му?

    • 600 W
    • 3000 W
    • 12 W
    • 120 W

    Отговор: 120 W

    P = A/t = 600 J : 5 s = 120 W.

12. Две лампи за 230 V са с мощности 60 W и 100 W. Коя има по-голямо съпротивление при нормална работа?

    • Лампата 100 W
    • Еднакво е
    • Лампата 60 W
    • Не може да се каже

    Отговор: Лампата 60 W

    При еднакво напрежение P = U²/R, затова по-малката мощност отговаря на по-голямо съпротивление.

13. През резистор 50 Ω тече ток 0,4 A. Каква е мощността му?

    • 8 W
    • 2 W
    • 125 W
    • 20 W

    Отговор: 8 W

    U = I·R = 0,4·50 = 20 V, P = U·I = 20·0,4 = 8 W.

14. Нагревател със съпротивление 23 Ω е включен към напрежение 230 V. Каква е мощността му?

    • 230 W
    • 5290 W
    • 2300 W
    • 10 W

    Отговор: 2300 W

    I = U/R = 10 A, P = U·I = 230 · 10 = 2300 W.

15. Как се изменя мощността на нагревател, ако напрежението върху него намалее 2 пъти (съпротивлението не се изменя)?

    • Намалява 4 пъти
    • Намалява 2 пъти
    • Не се изменя
    • Увеличава се 2 пъти

    Отговор: Намалява 4 пъти

    P = U²/R: при два пъти по-малко напрежение мощността е 4 пъти по-малка.

Киловатчас

1. Какво отчита електромерът?

   • Силата на тока
   • Мощността на уредите
   • Напрежението в мрежата
   • Изразходваната електрична енергия

   Отговор: Изразходваната електрична енергия

   Електромерът показва енергията в киловатчасове (kWh).

2. Коя единица за енергия се използва в сметките за ток?

   • A
   • kW
   • V
   • kWh

   Отговор: kWh

   Електромерът отчита енергията в киловатчасове и сметката се изчислява по тях.

3. Колко ватчаса е 1 kWh?

   • 100 Wh
   • 3600 Wh
   • 60 Wh
   • 1000 Wh

   Отговор: 1000 Wh

   Префиксът кило означава хиляда: 1 kWh = 1000 Wh.

4. Крушка 100 W свети 10 h. Колко електрична енергия изразходва?

   • 1000 kWh
   • 0,1 kWh
   • 10 kWh
   • 1 kWh

   Отговор: 1 kWh

   E = P·t = 0,1 kW·10 h = 1 kWh.

5. Уред с мощност 2 kW работи 30 min. Колко kWh изразходва?

   • 0,5 kWh
   • 2 kWh
   • 60 kWh
   • 1 kWh

   Отговор: 1 kWh

   30 min = 0,5 h, W = 2 kW · 0,5 h = 1 kWh.

6. Какво показва разликата между две показания на електромера?

   • Мощността на уредите
   • Изразходваната енергия за периода
   • Силата на тока
   • Напрежението в мрежата

   Отговор: Изразходваната енергия за периода

   Електромерът натрупва изразходваната енергия, затова разликата е енергията за този период.

7. Печка с мощност 2,5 kW работи 4 h. Колко kWh изразходва?

   • 6,5 kWh
   • 10 kWh
   • 100 kWh
   • 0,625 kWh

   Отговор: 10 kWh

   E = P·t = 2,5·4 = 10 kWh.

8. Колко часа може да свети лампа 20 W с енергия 1 kWh?

   • 20 h
   • 50 h
   • 200 h
   • 5 h

   Отговор: 50 h

   1 kWh = 1000 Wh, t = 1000 Wh : 20 W = 50 h.

9. Колко мегаджаула са 2 kWh?

   • 3,6 MJ
   • 2 MJ
   • 72 MJ
   • 7,2 MJ

   Отговор: 7,2 MJ

   1 kWh = 3,6 MJ, затова 2 kWh = 7,2 MJ.

10. Телевизор с мощност 150 W работи по 4 h на ден. Колко енергия изразходва за 30 дни?

    • 18 kWh
    • 180 kWh
    • 600 kWh
    • 1,8 kWh

    Отговор: 18 kWh

    E = 0,15 kW·4 h·30 = 18 kWh.

11. Пералня изразходва 0,8 kWh за едно пране. Колко струват 25 прания при цена 0,15 евро за 1 kWh?

    • 3 евро
    • 0,12 евро
    • 30 евро
    • 3,75 евро

    Отговор: 3 евро

    25 · 0,8 = 20 kWh, 20 · 0,15 = 3 евро.

12. Хладилник изразходва 1,2 kWh за едно денонощие. Колко енергия изразходва за една седмица?

    • 8,4 kWh
    • 7,2 kWh
    • 12 kWh
    • 0,17 kWh

    Отговор: 8,4 kWh

    1,2 kWh · 7 = 8,4 kWh.

13. В началото на месеца електромерът показва 12 450 kWh, а в края 12 690 kWh. Колко струва енергията при цена 0,12 евро за 1 kWh?

    • 28,80 евро
    • 240 евро
    • 24,00 евро
    • 2,88 евро

    Отговор: 28,80 евро

    Изразходвани са 12 690 − 12 450 = 240 kWh, а 240·0,12 = 28,80 евро.

14. Бойлер с мощност 2 kW работи по 3 h на ден, а климатик с мощност 1,5 kW по 2 h на ден. Колко kWh изразходват общо за 30 дни?

    • 270 kWh
    • 150 kWh
    • 105 kWh
    • 9 kWh

    Отговор: 270 kWh

    На ден: 2 · 3 + 1,5 · 2 = 6 + 3 = 9 kWh, за 30 дни: 9 · 30 = 270 kWh.

15. Цената на 1 kWh е 0,125 евро. Колко часа може да работи уред с мощност 2 kW с енергия за 1 евро?

    • 8 h
    • 16 h
    • 4 h
    • 0,25 h

    Отговор: 4 h

    За 1 евро се купуват 1 : 0,125 = 8 kWh, а t = 8 kWh : 2 kW = 4 h.

Безопасност и пестене

1. Коя лампа е най-икономична при една и съща светлина?

   • Светодиодната (LED)
   • Всички харчат еднакво
   • Халогенната
   • Обикновената с жичка

   Отговор: Светодиодната (LED)

   LED лампите превръщат по-голяма част от енергията в светлина и харчат няколко пъти по-малко.

2. Кое помага да се пести електрична енергия у дома?

   • Изгасяне на лампите в празните стаи
   • Повече включени уреди
   • Включен телевизор без зрители
   • Отворена врата на хладилника

   Отговор: Изгасяне на лампите в празните стаи

   Лампите в празна стая харчат енергия напразно.

3. Какво трябва да направиш, преди да почистваш електрически уред?

   • Да го включиш на максимум
   • Да го намокриш
   • Да го изключиш от контакта
   • Нищо особено

   Отговор: Да го изключиш от контакта

   Изключеният от контакта уред не е под напрежение и не може да причини токов удар.

4. Какво показва високият клас на енергийна ефективност (например A) на хладилник?

   • Че работи само при 230 V
   • Че харчи най-много енергия
   • Че харчи по-малко енергия за същата работа
   • Че е предназначен за заводи

   Отговор: Че харчи по-малко енергия за същата работа

   Енергийният етикет помага да изберем по-пестелив уред.

5. Кое устройство в дома автоматично прекъсва веригата при претоварване?

   • Електромерът
   • Контактът
   • Автоматичният предпазител
   • Ключът на лампата

   Отговор: Автоматичният предпазител

   Предпазителят изключва веригата, когато токът стане по-голям от допустимия.

6. Какво е добре да направиш със зарядното устройство, след като телефонът се зареди?

   • Да го оставиш в контакта
   • Да го извадиш от контакта
   • Да го покриеш с кърпа
   • Да го включиш в друг контакт

   Отговор: Да го извадиш от контакта

   Зарядното, оставено в контакта, продължава да харчи малко енергия и се нагрява.

7. Защо е опасно да се включват много мощни уреди в един разклонител?

   • Уредите се свързват последователно
   • Общият ток става голям и нагрява кабела
   • Няма никаква опасност
   • Напрежението става много голямо

   Отговор: Общият ток става голям и нагрява кабела

   Уредите в разклонителя са успоредно свързани и токовете им се събират в общия кабел.

8. Какво прави дефектнотоковата защита в електрическото табло?

   • Отчита изразходваната енергия
   • Изключва тока при изтичане към земята, например през човек
   • Регулира яркостта на лампите
   • Повишава напрежението

   Отговор: Изключва тока при изтичане към земята, например през човек

   Дефектнотоковата защита сравнява тока навън и обратно и при разлика (изтичане) изключва веднага.

9. Защо не трябва да се използва уред с повреден, оголен кабел?

   • Има опасност от токов удар и пожар
   • Уредът ще работи по-бавно
   • Ще се увеличи напрежението в мрежата
   • Няма никаква опасност

   Отговор: Има опасност от токов удар и пожар

   При допир до оголения проводник може да протече ток през тялото, а при късо съединение да се запали пожар.

10. Защо е опасно да се пипат електрически уреди с мокри ръце?

    • водата е изолатор
    • водата увеличава напрежението
    • мократа кожа има по-малко съпротивление и токът през тялото е по-голям
    • няма опасност

    Отговор: Мократа кожа има по-малко съпротивление

    Водата с разтворени соли провежда ток, затова при допир токът през тялото е по-голям.

11. Защо не бива да се доближаваме до скъсан проводник, паднал на земята?

    • Привлича метални предмети
    • Той е много горещ
    • Около него в земята има опасно напрежение
    • Издава вреден звук

    Отговор: Около него в земята има опасно напрежение

    Токът се разтича в земята и между краката на човек близо до проводника може да има опасно напрежение.

12. Защо контактите в банята се поставят далеч от ваната и душа?

    • За да не се намокрят кърпите
    • За да е по-красиво
    • Защото там напрежението е по-високо
    • Водата увеличава опасността от токов удар

    Отговор: Водата увеличава опасността от токов удар

    Водата и мократа кожа провеждат ток по-добре, затова опасността от токов удар е по-голяма.

13. За какво служи заземяването на уредите с метален корпус?

    • служи само за защита от мълнии
    • увеличава мощността на уреда
    • намалява сметката за ток
    • при повреда токът се отвежда в земята и корпусът не е опасен

    Отговор: Отвежда тока в земята при повреда

    Ако изолацията се повреди, токът минава през заземителния проводник, а не през човека.

14. Колко енергия се спестява за 1000 h, ако лампа 60 W се замени със светодиодна лампа 8 W?

    • 7,5 kWh
    • 68 kWh
    • 52 000 kWh
    • 52 kWh

    Отговор: 52 kWh

    Разликата в мощността е 52 W, 52 W · 1000 h = 52 000 Wh = 52 kWh.

15. Автоматичен предпазител е за 16 A, а напрежението е 230 V. Каква е най-голямата обща мощност на уредите, които могат да работят едновременно?

    • 3680 W
    • 2300 W
    • 1600 W
    • 14 W

    Отговор: 3680 W

    P = U·I = 230 · 16 = 3680 W.

Финален въпрос