Spirala grzejna w typowym elektrycznym grzejniku jednofazowym jest w przybliżeniu odbiornikiem rezystancyjnym (opornikiem), a zasilanie z sieci traktujemy jako źródło napięciowe, czyli w rozważaniu kierunkowym przyjmujemy U = const.
Jeżeli po naprawie rezystancja spirali zmalała, to z prawa Ohma:
I = U/R → gdy R maleje, to I rośnie (bo dzielimy to samo napięcie przez mniejszą wartość).
Następnie rozpatrujemy moc czynną pobieraną przez odbiornik. Dla odbiornika rezystancyjnego:
- P = U · I – przy stałym U większy I oznacza większą P,
- równoważnie: P = U2/R – przy stałym U mniejsza rezystancja R daje większą moc.
Zatem poprawny wniosek brzmi: moc wzrośnie i prąd wzrośnie.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Moc wzrośnie, a prąd zmaleje – sprzeczne z prawem Ohma przy zasilaniu napięciowym: spadek R nie może zmniejszyć I.
- Moc zmaleje, a prąd wzrośnie – przy stałym U wzrost I oznacza wzrost P (P=U·I), więc teza o spadku mocy jest nielogiczna dla odbiornika rezystancyjnego.
- Moc zmaleje i prąd zmaleje – oba kierunki są odwrotne do wynikających z zależności I=U/R i P=U2/R.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze ustal, czy w zadaniu bardziej naturalne jest założenie U=const (sieć energetyczna) czy I=const (źródło prądowe). Dla urządzeń podłączanych do gniazda prawie zawsze rozumujemy jak dla U=const.
