25 Enerhiya sa kuryente – mga problema ug solusyon
1. Usa ka 220 V – 5 ka de-kuryenteng lampara ang gigamit sulod sa 30 ka minuto. Pila ka enerhiya ang gikinahanglan niini?
Solusyon:
boltahe (V) = 220 Boltahe
Kasaysayan sa koryente (I) = 5 Amperes
Oras (t) = 30 minutos = 30 x 60 segundos = 1800 segundos
Gahum sa kuryente (P) :
P = VI = (220 Volt)(5 Ampere) = 1100 Volt Ampere = 1100 Watt = 1100 Joule/segundo
Enerhiya sa kuryente = Gahom sa kuryente x oras = (1100 Joules/segundo)(1800 segundos)
Enerhiya sa kuryente = 1,980,000 Joules = 1,980 kiloJoules
2. Usa ka 220 V – 60 W nga soldering iron ang gigamit sulod sa 4 ka minuto. Pila ka enerhiya ang gikinahanglan niini.
Nailhan:
Gahum (P) = 60 Watts = 60 Joules/segundo
Boltahe (V) = 220 Boltahe
Oras (t) = 4 minutos = 4 x 60 segundos = 240 segundos
Nangita: Gahum sa kuryente
Solusyon:
Ang 220 Volt – 60 Watt nagpasabot nga ang electric solder mogana og maayo kon ang potential difference o boltahe kay 220 volts ug adunay gahom nga 60 Watt = 60 Joules/segundo, nagpasabot nga ang electric solder mogamit og enerhiya nga 60 Joules kada segundo.
Enerhiya sa kuryente = gahom sa kuryente x lat-ang sa oras = (60 Joules/segundo)(240 segundos) = 14,400 Joules.
3. Ang enerhiya nga gigamit sa plantsa sulod sa 1 ka minuto kay 33 kJ, sa boltahe nga 220 volts. Unsa kadako ang kuryente sa plantsa.
Nailhan:
Interval sa oras (t) = 1 minuto = 60 segundos
Enerhiya (W) = 33 kiloJoules = 33,000 Joules
Boltahe (V) = 220 Boltahe
Gipangita: Kuryenteng kuryente (I)
Solusyon:
Ang gahom sa kuryente mao ang enerhiya sa kuryente nga gigamit sulod sa usa ka gitakdang oras.
P = W / t = 33,000 Joules / 60 segundos
P = 550 Watts
Kuryenteng kuryente:
I = P / V = 550 / 220 = 2.5 Amperes
4. Adunay usa ka tawo nga nagtan-aw og TV sa aberids nga 6 ka oras kada adlaw. Ang TV konektado sa 220 Volt nga boltahe mao nga ang kuryente nga moagi sa TV kay 0.5 Amperes. Kung ang kompanya sa kuryente maningil og $0.092 kada kWh, nan ang gasto sa paggamit sa enerhiya sa kuryente para sa TV sulod sa 1 ka bulan (30 ka adlaw) kay…
Nailhan:
Interval sa oras = 6 ka oras x 30 = 180 ka oras
Boltahe (V) = 220 Boltahe
Kuryenteng kuryente (I) = 0.5 Ampere
Gipangita: Ang gasto kada bulan
Solusyon:
Gahom sa TV:
P = VI = (220 Volt)(0.5 Ampere) = 110 Volt Ampere = 110 Watt
Enerhiya sa kuryente = gahom sa kuryente x interval sa oras
Enerhiya sa kuryente sa TV = 110 Watt x 180 ka oras = 19800 Watt ka oras = 19.8 kilo Watt ka oras = 19.8 kilo Watt ka oras = 19.8 kWh
Ang gasto sa paggamit sa kuryente para sa TV sulod sa 1 ka bulan:
19.8 kWh x $0.092/kWh = $1.8216
5. Sa usa ka balay, adunay 4 ka lampara nga 20 Watt, 2 ka lampara nga 10 Watt, 3 ka lampara nga 40 Watt, nga gigamit sulod sa 5 ka oras kada adlaw. Kon ang singil sa kompanya sa kuryente kay 0.092 kada kWh, nan ang gasto sa paggamit sa enerhiya sa kuryente sulod sa 1 ka bulan (30 ka adlaw) kay ….
Nailhan:
4 ka lampara 20 Watts = 4 x 20 Watts = 80 Watts
2 ka lampara 10 Watts = 2 x 10 Watts = 20 Watts
3 ka lampara 40 Watts = 3 x 40 Watts = 120 Watts
Kinatibuk-ang gahum (W) = 80 Watts + 20 Watts + 120 Watts = 220 Watts
Interval sa oras (t) = 5 ka oras x 30 = 150 ka oras
Gipangita: Ang gasto sa paggamit sa kuryente sulod sa 1 ka bulan (30 ka adlaw)
Solusyon:
Enerhiya sa kuryente = gahom sa kuryente x lat-ang sa oras = 220 Watt x 150 ka oras = 33,000 Watt oras = 33 kilo Watt oras = 33 kilo Watt oras = 33 kWh
Ang gasto sa paggamit sa kuryente sulod sa 1 ka bulan (30 ka adlaw)
(33 kWh)(0.092/kWh) = $3.036
6. Ang usa ka sirkito adunay resistensya nga \(5\Omega\) ug kuryente nga \(2A\). Pangitaa ang kuryente.
Solusyon: \( P = IV = 2A \times 5\Omega = 10W \)
7. Usa ka \(10V\) nga baterya ang konektado sa usa ka \(2\Omega\) nga resistor. Kwentaha ang kuryente.
Solusyon: \( I = \frac{V}{R} = \frac{10V}{2\Omega} = 5A \)
8. Usa ka bombilya nga adunay rating nga \(60W\) nag-andar sa usa ka \(120V\) nga suplay. Pangitaa ang resistensya.
Solusyon: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{120^2}{60} = 240\Omega \)
9. Kwentaha ang enerhiya nga nakonsumo sa usa ka \(100W\) nga bombilya sulod sa \(2\) ka oras.
Solusyon: \( E = Pt = 100W \times 2h = 200Wh = 0.2kWh \)
10. Usa ka \(20\mu F\) nga kapasitor ang gi-charge ngadto sa \(50V\). Pangitaa ang natipig nga enerhiya.
Solusyon: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-6}F \times 50^2 = 25mJ \)
11. Tinoa ang kuryente sa usa ka \(10mH\) inductor kung ang rate sa pagbag-o sa kuryente kay \(5A/s\).
Solusyon: \( V = L\frac{di}{dt} = 10 \times 10^{-3}H \times 5A/s = 50mV \)
12. Pangitaa ang pagkawala sa kuryente sa usa ka linya sa transmisyon nga adunay resistensya nga \(8\Omega\) ug kuryente nga \(3A\).
Solusyon: \( P = I^2R = 3^2 \times 8\Omega = 72W \)
13. Ang usa ka transformer adunay pangunang boltahe nga 120V ug ikaduhang boltahe nga 240V. Kon ang pangunang kuryente kay 2A, pangitaa ang ikaduhang kuryente.
Solusyon: Sekondaryang kuryente = \( \frac{{\text{{Panguna nga boltahe}}}}{{\text{{Sekondaryang boltahe}}}} \times \text{{Panguna nga kuryente}} = \frac{{120V}}{{240V}} \times 2A = 1A \)
14. Kwentaha ang reactance sa usa ka \(50Hz\), \(0.2H\) inductor.
Solusyon: \(
15. Pangitaa ang kinatibuk-ang kapasidad sa tulo ka \(10\mu F\) nga mga kapasitor nga konektado sa serye.
Solusyon: \( \frac{1}{{C_{\text{{total}}}} = \frac{1}{{C_1}} + \frac{1}{{C_2}} + \frac{1}{{C_3}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{3}{10}, C_{\text{{total}}} = \frac{10}{3} \mu F \approx 3.33\mu F \)
16. Usa ka \(0.1F\) supercapacitor ang gi-charge sa \(5V\). Pangitaa ang natipig nga enerhiya.
Solusyon: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 5^2 = 1.25J \)
17. Kwentaha ang power factor sa usa ka sirkito nga adunay tinuod nga gahum nga \(60W\) ug usa ka makita nga gahum nga \(75VA\).
Solusyon: Power factor = \( \frac{{\text{{Tinuod nga Gahom}}}}{{\text{{Dayag nga Gahom}}}} = \frac{{60W}}{{75VA}} \approx 0.8 \)
18. Pangitaa ang katumbas nga resistensya sa duha ka \(4\Omega\) nga resistor nga gi-parallel.
Solusyon: \( \frac{1}{{R_{\text{{eq}}}}} = \frac{1}{{R_1}} + \frac{1}{{R_2}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} = \frac{1}{2}, R_{\text{{eq}}} = 2\Omega \)
19. Tinoa ang impedance sa usa ka sirkito nga adunay resistensya nga \(5\Omega\) ug reactance nga \(12\Omega\).
Solusyon: \( Z = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{5^2 + 12^2} \approx 13.34\Omega \)
15. Kwentaha ang RMS value sa usa ka sinusoidal voltage nga adunay peak value nga \(120V\).
Solusyon: \( V_{\text{{RMS}}} = \frac{{V_{\text{{peak}}}}}{\sqrt{2}} \approx 84.85V \)
16. Pangitaa ang gahum nga natunaw sa usa ka \(5\Omega\) resistor nga adunay kuryente nga \(4A\).
Solusyon: \( P = I^2R = 4^2 \times 5\Omega = 80W \)
17. Kwentaha ang frequency sa usa ka \(25mH\) inductor nga adunay reactance nga \(50\Omega\).
Solusyon: \( f = \frac{{X_L}}{{2\pi L}} = \frac{50}{{2\pi \times 25 \times 10^{-3}}} \approx 31.83Hz \)
18. Tinoa ang kuryente sa usa ka \(20\Omega\) resistor nga adunay \(100V\) supply.
Solusyon: \( I = \frac{V}{R} = \frac{100V}{20\Omega} = 5A \)
19. Pangitaa ang kinatibuk-ang inductance sa duha ka \(10mH\) inductors nga konektado nga parallel.
Solusyon: \( \frac{1}{{L_{\text{{total}}}}} = \frac{1}{{L_1}} + \frac{1}{{L_2}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{1}{5}, L_{\text{{total}}} = 5mH \)
20. Kwentaha ang enerhiya nga nakonsumo sa usa ka \(1500W\) nga plantsa nga gigamit sulod sa \(0.5\) ka oras.
Solusyon: \( E = Pt = 1500W \times 0.5h = 750Wh = 0.75kWh \)
