Unit 3 ­ Electricity Exam Review

Slightly different format then last test.  There will be 3­4 knowledge/theory based questions (could be definitions or compare/contrast type questions.) And then the standard calculation type questions. 

3.1 ­ Electrostatics and Coulomb's Law

Three Laws of Electric Charges:

1) Opposite charges attract

2) Like charges repel

3) Charged objects attract neutral objects

Key Formulas:

Q = Ne

F = kQ1Q2         d2

Remember there are two different k values: 8.99 x 109  if the question is in Coulombs     2.31 x 10­28 if the question is in Elementary Charges

Ex. What is the force of attraction/repulsion between a 5.00 C charge and 10.0 el ch that are placed 2.00 m apart?

.

Try a few of the questions on the following pages: Ask me for the answers if you want to check.

3.2 ­ Electric Current

Electric current is the analysis of moving charges.  

Therefore, current is the amount of charges that pass by a given point every second.

It is measured in Amps.

There are two types of current: AC and DC

AC is alternating current and is how power is transported from power plants to our homes.

DC is direct current and is what most of our electronic devices use.  (Batteries)

Key Formulas:

I =  Q t

Ex. Find the current in a circuit if 50.0 coulombs pass by a point in 12.0 seconds.

3.3 ­ Potential Difference

Potential difference is the amount of work that each coulomb of charge can do as it passes through a circuit.

Therefore the higher the voltage, the more energy each charge can provide.

Ex. A 12 volt battery with 100 coulombs of charge could produce 8 times as much energy as a 1.5 volt battery with 100 coulombs of charge.

Key Formulas:

V = WQ

V =  Fd

V =  Fd V =  mad V =  mad

 

V = W

 

Ex. What is the potential difference if 35.0 coulombs of charge are passed by a force of 16.0 N over a distance of 3.00 m?

.

Q

It Q It It

3.4 Ohm's Law and Power

4 Properties that determine Resistance:

1) Length

2) Cross Sectional Area

3) Temperature

4) Natural properties of the substance

V = IR is Ohm's Law.  This will be used in 3.5 ­ 3.7 extensively.

Key Formulas for Power: 

Unit for Power is Watts (J/s)

P =  E t

P = VI

P = I2R

P =  V2

R

E = Pt  is used when you are calculating the cost for power.  Energy will be in the form of kw hr. A kw hr is actually 3.6 million Joules of energy.  Power companies do this so that they do not need to keep track of each individual Joule of energy that has been used.

Ex. How many Watts are used by a 9.00 Amp hair dryer if it is plugged into a 120.0 volt outlet?

Ex. How much would it cost for a year to use that same hair dryer for 30 minutes a day, 5 times a week? SaskPower charges 11.5 cents/kw hr.

.

3.5 ­ 3.7 Circuits

Series Parallel Combination

How do I Tell? Multiple paths for electrons to follow

Series and parallel branches in the same circuit

Current Same everywhereWork from the furthest from the battery back to the battery to find equivalent resistance.

Voltage Add up the voltage Same Everywhere

Resistance Add up the resistance Rt = (1/R1 + 1/R2 ... )­1

Ex. What is It? What is R3?

12.0 V

R1 = 2.00 

V1 = 2.00 V

R2 = 3.00 

R3 = ?

Ex. What is Vt? What is R1? What is I2?

12.0 VR2 = 3.00

2.00 A

R1

.

Try Questions 1­7, 11­13, 16, 22, 23 on the circuit worksheet attached.   

Ex. What is the total current of the following circuit?

24.0 V

1.00

3.00

2.00

5.00 6.00

7.00

5.00

.

a) What is RT?

b) What is IT?

c) What is I1?

d) What is V5?

e) What is V7?

Answer the following questions about the circuit below:

24.0 V

R1

R2 R3 R4R5

R6

R7

R1 = 10.

R2 = 7.0

R3 = 3.0

R4 = 3.0

R5 = 16

R6 = 8.0

R7 = 16

.

Conversions 

Mega (M) =  x 106

ex) 46 MA =

kilo (k) =  x 103

ex) 53 kA =

milli (m) = x 10 ­3 

ex) 125 mA = 

micro ( ) = x 10­6 

ex) 3200  A = 

Rules for Significant Figures

1. All non­zero digits are significant.

Ex. 384 has 3 sig figs.

2. All zeroes between non­zero digits are significant.

Ex. 1003 has 4 sig figs

3. Zeroes before the first non­zero digit are NOT significant.

Ex. 0.000234 has 3 sig figs

4. Zeroes after the last non­zero digit may be significant.  **They are only significant if the number has a decimal.

Ex. 0.0000002000 has 4 sig figs

.