Áramerősség változásai a háztartásban: mindennapi fizika

Az alábbi feladat a 2023-as (NAT 2012) októberi, középszintű fizika érettségi első részének ötödik feladata volt. A feladat kulcsa az áramerősség és a feszültség.

Egy alkalommal lakásunkban egymást követően több elektromos fogyasztót kapcsoltunk be, mosógépet, porszívót, majd sütőt.  Hogyan változott az újabb és újabb eszközök bekapcsolásával a hálózati feszültség és a villanyórán átfolyó áram erőssége? 

• A) Az áramerősség csökken, a feszültség megnő.   
• B) Az áramerősség megnő, a feszültség is megnő.   
• C) Az áramerősség megnő, a feszültség állandó marad.
• D) Az áramerősség lecsökken, a feszültség állandó marad.

Mielőtt megnéznéd a helyes választ, érdemes elkalandozni az általános iskolai tananyagok között, azon belül az „Elektromos alapjelenségek”  c fejezetben. Itt nem csak erre a kérdésre, hanem sokmásra is választ kaphatsz.

A középiskolás diákok és fizikából érettségizők számára sok hasznos dolgot tartogat ez ügyben az „Elektromosság a környezetünkben” c. fejezet.

Helyes válasz: C

A fizikai alapok megértése

A válasz megértéséhez tisztában kell lennünk néhány alapfogalommal: az áramerősség, amely az egységnyi idő alatt az áramkör egy pontján áthaladó töltésmennyiséget jelenti, és a feszültség, ami az elektromos potenciálkülönbséget jelenti két pont között.

Hogyan befolyásolják az eszközök ezeket a paramétereket?

A helyes válasz a C) opció volt, miszerint az áramerősség megnő, míg a feszültség állandó marad. Az eszközök bekapcsolása során az elektromos hálózatot terhelő összterhelés megnő, ami az áramerősség növekedését eredményezi. Ugyanakkor a hálózati feszültség – amelyet a szolgáltató szabályoz – ideális esetben állandó értéken marad.

Ez azt jelenti, hogy amikor bekapcsoljuk a mosógépet, a porszívót, és végül a sütőt, a villanyóra egyre több áram áthaladását fogja regisztrálni, mivel minden egyes eszköz áramfelvétele hozzáadódik az előzőekhez.

Miért marad állandó a feszültség?

A feszültség állandóságának oka, hogy a villamos energia szolgáltatók rendszerei úgy vannak kialakítva, hogy a feszültséget stabilan tartják, függetlenül az egyes háztartásokban lévő fogyasztók számától. Ez biztosítja, hogy az otthoni készülékek biztonságosan és hatékonyan működjenek. Másrészt az otthoni monofázist használó elektromos gépeink is 230 V, 50 Hz- re vannak hitelesítve. Ha bármelyik megváltozik, akkor a gép kevésbé jól, vagy egyáltalán nem fog működni.

• Ingyenes tananyagok – Eduking
• Általános Iskolás Fizika Tananyag – Eduking
• Középiskolás Fizika Tananyag – Eduking