Electricitate august 2018 filiera teoretica
Examenul de bacalaureat national 2018
Proba E. d)
Fizica
Filiera teoretica profilul real, Filiera vocationala profilul militar
♦ Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA,
B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA
♦ Se acorda 10 puncte din oficiu.
♦ Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.
C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 1
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Unitatea de masura pentru sarcina electrica poate fi exprimata sub forma:
a. V·s
-1; b. A·s
-1; c. V·s; d. A·s. (3p)
Raspuns: d. q = I·Δt = A·s. → (3p)
2. Suma algebrica a intensitatilor curentilor electrici intr-un nod de retea este intotdeauna:
a. negativa; b. nula; c. pozitiva; d. infinita. (3p)
Raspuns: b. Prima lege a lui Kirchhoff. → (3p)
3. O baterie este formata din n generatoare electrice identice, avand fiecare tensiunea electromotoare E si
rezistenta interioara r, conectate in serie. Un consumator cu rezistenta electrica R este conectat la bornele
bateriei. Intensitatea curentului electric prin consumator este data de relatia:
a. I = n·E/(R + n·r); b. I = E/(R + r);
c.I = n·E/(R + r); d. I = n·E/(n·R + r).
(3p)
Raspuns: a. → (3p)
4. La bornele unei baterii este conectat un consumator a carui rezistenta electrica
poate fi modificata. In graficul din figura alaturata este reprezentata dependenta puterii
electrice disipate pe consumator in functie de rezistenta acestuia. Cand rezistenta
electrica a consumatorului are valoarea R = 2Ω, intensitatea curentului prin
consumator este egala cu:
a. 1A;
b. 3A;
c. 5A;
d. 7A. (3p)
Raspuns: c. P = I
2·R, I = √P/R = 5A. → (3p)
5. Un calorifer electric are parametrii nominali U = 220V si I = 10A. Energia consumata de calorifer in regim
nominal de functionare, in intervalul de timp Δt = 10min, are valoarea:
a. 22MJ; b. 1,32MJ; c. 22kJ; d. 1,32kJ. (3p)
Raspuns: b. W = U·I·Δt = 1,32MJ. → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
In figura alaturata este reprezentata schema unui circuit electric. Rezistentele electrice ale celor trei
rezistoare au valorile R
1 = 15Ω, R
2 = 40Ω si
R
3 = 60Ω. Voltmetrul V din
circuit (R
V → ∞)indica tensiunea U
0 = 40V cand intrerupatorul K este
deschis si tensiunea U = 39V cand intrerupatorul K este inchis.
Intrerupatorul K fiind inchis, determinati:
a. rezistenta electrica echivalenta a circuitului exterior generatorului;
Rezolvare;
R
e = R
1 + R
2R
3/(R
2 + R
3) = 39Ω. → (4p)
b. tensiunea electrica la bornele rezistorului R
1;
Rezolvare;
U
1 = I·R
1 = (U/R
e)·R
1 = 15V. → (3p)
c. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul R
2 ;
Rezolvare;
I = U/R
e = 39V/39Ω = 1A.
I = I
2 + I
3, I
2·R
2 = I
3·R
3
I
3 = I
2·R
2/R
3, I
2 = I·R
3/(R
2 + R
3)=
0.6A. → (4p)
d. rezistenta interioara a generatorului.
Rezolvare;
U
0 - U = I·r. r = 1Ω. → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
La bornele unei baterii este conectat un consumator cu rezistenta electrica R
1. Puterea disipata pe
consumatorul R
1 este P
1 = 40,5W, iar tensiunea la bornele bateriei este U
1 = 27V. Se inlocuieste
consumatorul R
1 cu un alt consumator avand rezistenta electrica R
2. Puterea disipata in acest caz pe
consumatorul R
2 este P
2 = 62,5W, iar tensiunea la bornele bateriei este U
2 = 25V.
a. Calculati rezistentele electrice ale celor doi consumatori.
Rezolvare;
P
1 = U
21/R
1, R
1 = U
21/P
1 = 18Ω.
P
2 = U
22/R
2, R
2 = U
22/P
2 = 10Ω. → (4p)
b. Determinati tensiunea electromotoare si rezistenta interioara a bateriei.
Rezolvare;
P
1 = U
1·I
1 = U
1·E/(R
1 + r),
P
1/U
1 = E/(R
1 + r)
P
2 = U
2·I
2 = U
2·E/(R
2 + r),
P
2/U
2 = E/(R
2 + r)
r = (P
1·U
2·R
1 - P
2·U
1·R
2)/(P
2·U
1 - P
1·U
2) =
2Ω E = (P
1/U
1)·(R
1 + r) = 30V. → (4p)
c. Se leaga cei doi consumatori in serie, iar gruparea astfel formata se conecteaza la bornele bateriei.
Calculati puterea disipata pe gruparea serie formata din cei doi consumatori.
d. Determinaþi randamentul circuitului în condiþiile punctului c.
P = I'
2·(R
1 + R
2) = [E
2/(R
1 + R
2 + r)]·(R
1 + R
2) = 28W.
→ (4p)
d. Determinati randamentul circuitului în conditiile punctului c.
Rezolvare;
η = U·I/E·I = I·(R
1 + R
2)/I·(R
1 + R
2 + r) =
(R
1 + R
2)/(R
1 + R
2 + r) =
= 28/30 ≅ 93%. → (3p)
