W obwodzie z rezystorami połączonymi szeregowo obowiązują dwie kluczowe zasady:
- Prąd jest taki sam w każdym elemencie połączenia szeregowego.
- Napięcie rozkłada się na poszczególne rezystory proporcjonalnie do ich rezystancji.
W treści podano trzy rezystory: 5 Ω, 10 Ω i 15 Ω oraz prąd w obwodzie: 2 A. Pytanie dotyczy napięcia na drugim rezystorze, czyli na rezystorze o wartości 10 Ω.
Stosujemy prawo Ohma dla pojedynczego elementu:
U = I · R
Dla drugiego rezystora:
Zatem:
U₂ = 2 A · 10 Ω = 20 V
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?
- 10 V – taki spadek napięcia byłby na rezystorze 5 Ω: U = 2 A · 5 Ω = 10 V.
- 30 V – taki spadek napięcia byłby na rezystorze 15 Ω: U = 2 A · 15 Ω = 30 V.
- 40 V – to częsty błąd polegający na liczeniu napięcia całkowitego na dwóch rezystorach (np. 5 Ω + 15 Ω = 20 Ω, wtedy U = 2 A · 20 Ω = 40 V) albo na przypadkowym sumowaniu bez sprawdzenia, o który element pytano.
Wskazówka egzaminacyjna: przy połączeniu szeregowym zawsze możesz szybko sprawdzić sens wyniku: większa rezystancja → większy spadek napięcia (przy tym samym prądzie). Dla 10 Ω wynik powinien leżeć pomiędzy 10 V (dla 5 Ω) a 30 V (dla 15 Ω), więc 20 V jest spójne.
