28 الطاقة الكهربائية - المشاكل والحلول
1. احسب التيار الكهربائي لمصباح بقوة 10 وات مصمم للعمل بجهد 12 فولت.
معروف :
القدرة (P) = 10 واط
الجهد (فولت) = 220 فولت
مطلوب: تيار كهربائي
الحل:
قدرة المصباح = 10 واط = 10 جول/ثانية
توضح المعادلة أدناه العلاقة بين القدرة الكهربائية (P) والجهد الكهربائي (V) والتيار الكهربائي (I) المذكورة في الصيغة أدناه:
P = VI
التيار الكهربائي:
التيار = القدرة / الجهد = 10 / 220 = 1/22 = 0.045 أمبير
2. احسب القدرة الكهربائية وفقًا للدائرة الكهربائية أدناه.
معروف :
المقاومة 1 (R1 ) = 6 أوم
المقاومة 2 (R2 ) = 6 أوم
الجهد الكهربائي (V) = 24 فولت
مطلوب: طاقة كهربائية
الحل:
المقاومة المكافئة:
المقاومتان R1 وR2 موصولتان على التوالي. المقاومة المكافئة هي:
ر = ر 1 + ر 2 = 6 أوم + 6 أوم = 12 أوم
التيار الكهربائي:
التيار I = الجهد V/R = 24/12 = 2 أمبير
الطاقة الكهربائية:
القدرة = الجهد × السرعة = (24)(2) = 48 واط = 48 جول/ثانية
3. احسب التيار الكهربائي لجهاز بقدرة 3 كيلوواط مصمم للعمل بجهد 150 فولت.
معروف :
القدرة الكهربائية (P) = 3 كيلوواط = 3000 واط
الجهد الكهربائي (V) = 150 فولت
المطلوب: تيار كهربائي (I)
الحل:
تُوضح الصيغة التالية العلاقة بين القدرة الكهربائية (P) والجهد الكهربائي (V) والتيار الكهربائي (I):
P = VI
التيار الكهربائي:
أنا = P / V.
I = 3000 واط / 150 فولت
التيار = 20 أمبير
4. احسب القدرة اللازمة لمقاوم 10 أوم بتيار 5 أمبير.
الحل: \( P = I^2 R = 5^2 \times 10 = 250\,W \)
5. حدد القدرة الكهربائية لدائرة كهربائية ذات مقاومة 12 فولت ومقاومة 4 أوم.
الحل: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{12^2}{4} = 36\,W \)
6. مصباح بقدرة 60 واط يعمل لمدة 3 ساعات. احسب الطاقة المستهلكة.
الحل: \( E = Pt = 60 \times 3 = 180\,Wh = 0.18\,kWh \)
7. احسب التيار لجهاز كهربائي بقدرة 200 واط على مصدر طاقة بجهد 100 فولت.
الحل: \( I = \frac{P}{V} = \frac{200}{100} = 2\,A \)
8. أوجد مقاومة سخان يستخدم \(1200\,W\) عند \(240\,V\).
الحل: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{240^2}{1200} = 48\,\Omega \)
9. تم توصيل بطارية جهدها 9 فولت بمقاومة 3 أوم. أوجد القدرة المستهلكة.
الحل: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{9^2}{3} = 27\,W \)
10. احسب القدرة في مقاومة مقدارها 10 أوم مع مصدر جهد مقداره 100 فولت.
الحل: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{100^2}{10} = 1000\,W \)
11. حدد الجهد المطلوب لتبديد \(50\,W\) في مقاومة \(10\,\Omega\).
الحل: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{50 \times 10} = 22.36\,V \)
12. محرك يستهلك 1500 واط ويعمل لمدة 4 ساعات. احسب الطاقة المستهلكة.
الحل: \( E = Pt = 1500 \times 4 = 6000\,Wh = 6\,kWh \)
13. أوجد التيار لمصدر طاقة \(240\,V\) إذا كانت القدرة \(1200\,W\).
الحل: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1200}{240} = 5\,A \)
14. احسب المقاومة لمصباح \(100\,W\) يعمل عند \(200\,V\).
الحل: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{200^2}{100} = 400\,\Omega \)
15. حدد القدرة في دائرة كهربائية شدتها 3 أمبير مع مقاومة 15 أوم.
الحل: \( P = I^2 R = 3^2 \times 15 = 135\,W \)
16. احسب الجهد اللازم لتبديد 100 واط في مقاومة 20 أوم.
الحل: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{100 \times 20} = 44.72\,V \)
17. أوجد الطاقة المستهلكة بواسطة مروحة بقدرة 300 واط تعمل لمدة ساعتين.
الحل: \( E = Pt = 300 \times 2 = 600\,Wh = 0.6\,kWh \)
18. احسب التيار في دائرة كهربائية بقدرة 1000 واط وجهد 250 فولت.
الحل: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{250} = 4\,A \)
19. حدد مقاومة محمصة خبز بقدرة 400 واط تعمل بجهد 100 فولت.
الحل: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{100^2}{400} = 25\,\Omega \)
20. أوجد القدرة اللازمة لجهد مقداره 20 فولت عبر مقاومة مقدارها 5 أوم.
الحل: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{20^2}{5} = 80\,W \)
21. احسب الجهد اللازم لتوفير 200 واط لمقاومة 25 أوم.
الحل: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{200 \times 25} = 50\,V \)
22. حدد الطاقة المستهلكة بواسطة آلة \(500\,W\) تعمل لمدة \(5\,h\).
الحل: \( E = Pt = 500 \times 5 = 2500\,Wh = 2.5\,kWh \)
23. أوجد التيار لمصباح \(60\,W\) يعمل عند \(120\,V\).
الحل: \( I = \frac{P}{V} = \frac{60}{120} = 0.5\,A \)
24. احسب المقاومة لمصباح بقوة 40 واط يعمل بجهد 20 فولت.
الحل: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{20^2}{40} = 10\,\Omega \)
25. حدد القدرة في دائرة كهربائية شدتها 5 أمبير مع مقاومة 12 أوم.
الحل: \( P = I^2 R = 5^2 \times 12 = 300\,W \)
26. احسب الجهد المطلوب لتوصيل 150 واط إلى مقاومة 15 أوم.
الحل: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{150 \times 15} = 61.24\,V \)
27. أوجد الطاقة التي يستهلكها مكيف هواء بقدرة 800 واط يعمل لمدة 3 ساعات.
الحل: \( E = Pt = 800 \times 3 = 2400\,Wh = 2.4\,kWh \)
28. حدد التيار في دائرة كهربائية بقدرة 500 واط وجهد 125 فولت.
الحل: \( I = \frac{P}{V} = \frac{500}{125} = 4\,A \)
