$\mathbf{a})$

Rysujemy schemat obwodu:

 

$\mathbf{b})$

Dane:

Z żarówki odczytujemy informacje:

$U_1=2,5\mathrm{V}$

$I_1=0,3\mathrm{A}$

Szukane:

$U_{\text{baterii}}=\text{?}$

Rozwiązanie:

Mamy trzy takie same żarówki, które połączone są szeregowo, zatem napięcie na całym obwodzie wynosi:

$U=U_1+U_1+U_1$

$U=3U_1$

$U=3\cdot 2,5\mathrm{V}=7,5\mathrm{V}$

Odpowiedź: Najodpowiedniejsza będzie bateria 4,5 V. Bateria 1,5 V mogłaby spowodować, że żarówki będą bardzo słabo świecić, a bateria 9 V mogłaby spowodować ich przepalenie. 

 

$\mathbf{c})$

Dane:

$n=6$

$U_1=2,5\mathrm{V}$

$U_{\text{bateria}}=1,5\mathrm{V}$

Szukane:

$n_{\text{baterii}}=\text{?}$

Rozwiązanie:

Jeżeli połączymy szeregowo $n$ żarówek to napięcie potrzebne do ich zasilenia opisuje wzór:

$U=n{U}_1$

gdzie:

$n$ - ilość żarówek,

$U_1$ - napięcie potrzebne do zasilenia jednej żarówki.

Wówczas:

$U=6\cdot 2,5\mathrm{V}=15\mathrm{V}$

Jeżeli mamy do dyspozycji tylko baterie o napięciu 1,5 V to musimy połączyć je szeregowo, ponieważ wtedy napięcie wytworzone po połączeniu takich baterii jest równe sumie napięć na każdej baterii oddzielnie:

$U=\underset{n_{\text{baterii}}}{\underbrace{U_{\text{bateria}}+...+U_{\text{bateria}}}}$

$U=n_{\text{baterii}}{U}_{\text{bateria}}$

Interesuje nas jaka liczba baterii o napięciu 1,5 V potrzebna do zasilenia 6 żarówek, które potrzebuję napięcia:

$U=15\mathrm{V}$

Przekształcamy powyższy wzór:

$n_{\text{baterii}}{U}_{\text{bateria}}=U|:U_{\text{bateria}}$

$n_{\text{baterii}}=\frac{U}{U_{\text{bateria}}}$

Wprowadzamy dane i obliczamy:

$n_{\text{baterii}}=\frac{15\mathrm{V}}{1,5\mathrm{V}}=10$

Odpowiedź: Aby zasilić 6 żarówek potrzeba 10 baterii o napięciu 1,5 V.