$\mathbf{a})$

 Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest wskazanie ilustracji przedstawiającej takie ustawienie baterii, które daje napięcie łączne równe $3\text{V}$. Z treści wynika, że każda z baterii ma napięcie $1,5\text{V}$, co oznacza, że aby uzyskać $3\text{V}$, należy połączyć je szeregowo – ponieważ tylko w połączeniu szeregowym sumujemy napięcia poszczególnych ogniw. Musimy jednak pamiętać o odpowiednim ułożeniu biegunów baterii. Aby prąd mógł płynąć przez obie baterie, plus jednego ogniwa musi być połączony z minusem drugiego, zgodnie z umownym kierunkiem przepływu prądu (od plusa do minusa). Spośród przedstawionych ilustracji, tylko ilustracja C przedstawia poprawne połączenie szeregowe oraz właściwe ułożenie biegunów, które umożliwia sumowanie napięć do wartości $3\text{V}$.

 Odpowiedź: 

Poprawną ilustracją jest ilustracja C.

 

$\mathbf{b})$

 Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest wskazanie ilustracji, na której napięcie między wolnymi końcami przewodów wynosi $1,5\text{V}$. Z treści zadania wiemy, że każda z baterii ma napięcie $1,5\text{V}$, dlatego szukamy takiego układu, w którym efektywnie działa tylko jedno ogniwo lub w którym napięcia się nie sumują. W takim przypadku napięcie między końcówkami przewodów będzie równe właśnie $1,5\text{V}$. Na ilustracji A widzimy, że tylko jedna bateria jest poprawnie włączona do obwodu – druga nie tworzy zamkniętego połączenia i nie bierze udziału w przepływie prądu. Oznacza to, że tylko jedna bateria wyznacza napięcie między wolnymi końcami przewodów. Pozostałe ilustracje przedstawiają połączenia, w których napięcia sumują się (jak w C), znoszą (jak w D), lub występuje połączenie równoległe (jak w B).

 Odpowiedź: 

Poprawną ilustracją jest ilustracja A.

 

$\mathbf{c})$

 Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest wskazanie ilustracji, na której sposób połączenia baterii spowoduje ich szybkie rozładowanie. Aby to ocenić, należy zastanowić się, które z połączeń prowadzi do sytuacji, w której między biegunami może popłynąć znaczny prąd, nawet bez podłączonego odbiornika (takiego jak żarówka). Na ilustracji B widzimy, że obie baterie są połączone równolegle, czyli ich dodatnie bieguny są połączone ze sobą, podobnie jak bieguny ujemne. W idealnym przypadku takie połączenie jest bezpieczne, jednak w praktyce, jeśli baterie mają, choć minimalnie różne napięcia (np. z powodu nierównego naładowania), popłynie między nimi prąd wyrównawczy. To prowadzi do wewnętrznego rozładowania baterii – często bardzo szybkiego i niekontrolowanego. W efekcie obie baterie mogą się silnie nagrzać i szybko wyczerpać, nawet bez zewnętrznego obciążenia. Pozostałe ilustracje (A, C i D) nie tworzą takiego zagrożenia – baterie są połączone szeregowo, w nieaktywny sposób lub z przeciwnie skierowanymi biegunami, co nie prowadzi do nadmiernego przepływu prądu wewnętrznego.

 Odpowiedź: 

Największe ryzyko szybkiego rozładowania baterii występuje na ilustracji B.