Feladat: 502. fizika gyakorlat Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Fekete Enikő ,  Fodor Gyula ,  Rácz Attila ,  Sallai Zsolt 
Füzet: 1981/február, 85 - 86. oldal  PDF file
Témakör(ök): Áram hőhatása (Joule-hő), Egyéb ellenállás-kapcsolások, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1980/október: 502. fizika gyakorlat

Tervezzünk 1 kW teljesítményű elektromos melegítőt, amely két ellenállást tartalmaz és 220 V-os és 110 V-os feszültségről egyaránt használható. Számítsuk ki az ellenállások értékét! Adjunk kapcsolási rajzot az áramkörről, tüntessük fel rajta a biztosítékot és a szelektort (választó kapcsoló) is.

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Ha egy R ellenállású fogyasztón U feszültség esik, akkor a felszabaduló teljesítmény:

P=U2/R.


A teljesítmény és a feszültség ismeretében tehát kiszámíthatjuk a 220V, ill. 110V-on szükséges ellenállás értékét, illetve a rajta átfolyó áramot:
110 V eseténR1=48,4Ω;I1=4611 A,220 V eseténR2=12,1Ω;I2=9111 A.
Ezen adatok ismeretében már könnyen megtervezhetünk néhány egyszerű hálózatot. A következőkben röviden jellemezzük az egyes kapcsolásokat.
 

1. ábra: két külön ellenállás alkalmazása.
 

1. ábra
 

2. ábra: 110V-nál egy, 220V-nál mindkét ellenállás fűt, sorba vannak kötve.
 

2. ábra
 

3. ábra: 110V-nál egy, 220V-nál mindkét ellenállás fűt, ekkor ezek párhuzamosan vannak kötve. Kétféle biztosíték beszerelése látható az a), ill. b) ábrán.
 

3. ábra
 

4. ábra: Ez a kapcsolás annyiban érdekes, hogy mindkét ellenállást használja, a kéttárcsás kapcsoló segítségével sorba, ill. párhuzamosan kapcsolja azokat.
 

4. ábra
 
Ehhez két, 24,2Ω-os ellenállás szükséges, amelyek mindkét esetben 500W teljesítményt adnak le egyenként. A kapcsolás hátránya, hogy ha a felső kapcsoló túl gyorsan kapcsol be, akkor rövidzár keletkezik, ami annak a következménye, hogy az egyik ellenálláson szükségképpen fázis‐föld csere szükséges.
 

 Fekete Enikő (Jászberény, Lehel Vezér Gimn., I. o. t.)
 és Rácz Attila (Sopron, Berzsenyi D. Gimn., I. o. t.)
 dolgozata alapján