Mga pananglitan sa mga pangutana ug pormula para sa enerhiya sa kuryente ug kuryente
Enerhiya ug Gahom sa Elektrisidad
1. Ang bayranan sa kuryente kada kWh kay Rp. 400. Sa usa ka balay, ang usa ka 100 Watt nga TV moandar sulod sa aberids nga 4 ka oras kada adlaw, ug duha ka lampara nga 20 Watts matag usa ang gigamit sulod sa 10 ka oras kada adlaw. Ang gasto sa paggamit sa kuryente kada bulan (30 ka adlaw) kay….
A. Rp. 4.800,-
B. Rp. 9.600,-
C. Rp. 19.200,-
D. Rp. 21.120,-
Panaghisgot
Nasayran nga:
Ang taripa sa kuryente kay Rp. 400/kWh
Gahum sa TV = 1 x 100 Watt = 100 Watt ug oras sa paggamit sa TV = 4 ka oras x 30 = 120 ka oras
Gahum sa lampara = 2 x 20 Watt = 40 Watt ug oras sa paggamit sa lampara = 10 ka oras x 30 = 300 ka oras
Nangutana: Gasto sa konsumo sa kuryente kada bulan
Tubag:
Enerhiya sa kuryente = gahom sa kuryente x oras sa paggamit
Enerhiya sa kuryente sa TV = 100 Watt x 120 ka oras = 12.000 Watt ka oras
Enerhiya sa lampara = 40 Watt x 300 ka oras = 12.000 Watt ka oras
Kinatibuk-ang enerhiya = 12.000 Watt oras + 12.000 Watt oras = 24.000 Watt oras = 24 kilo Watt oras = 24 kilo Watt oras = 24 kWh
Gasto sa paggamit sa kuryente kada bulan = (24 kWh)(Rp. 400/kWh) = (24)(Rp. 400) = Rp. 9.600,-
Ang saktong tubag kay B.
2. Duha ka lampara, ang matag usa gimarkahan og 24 Watt / 12 Volt, gikonektar nga parallel, dayon gikonektar nga series gamit ang 2 Ohm resistor. Kini nga sirkito gikonektar dayon sa usa ka tinubdan sa boltahe aron ang duha ka lampara mosiga sa 25% lang sa ilang pinakataas nga kahayag. Kon ang usa ka lampara kalit nga maguba, ang pikas lampara mosiga nga may kuryente….
A. 12 Watts
B. 7,5 Watts
C. 6 Watts
D. 3 Watts
Panaghisgot
Pormula sa gahom:
P = VI
Ako = PV
o
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P = V2 / R
R = V2 /P
o
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = Ako2 R
I2 = P / R
Deskripsyon: P = kuryente, V = boltahe sa kuryente, I = kuryente, R = resistensya sa lampara
Kalkulahin ang resistensya sa sirkito:
Duha ka lampara ang gimarkahan og 24 Watt / 12 Volt, buot ipasabot nga ang matag lampara mosiga sa pinakataas nga gahum nga 24 Watts kon ikonektar sa boltahe nga 12 Volts.
Ang resistensya sa matag lampara gikalkulo gamit ang pormula sa kuryente:
R = V2 / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ohms
Ang duha ka lampara konektado nga parallel busa ang katumbas nga resistensya mao ang:
1 / R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ohms
Ang duha ka lampara konektado nga serye gamit ang usa ka 2 Ohm resistor busa ang katumbas nga resistensya mao ang:
R = 3 Ohm + 2 Ohm = 5 Ohm
Mao nga ang resistensya sa sirkito = R = 5 Ohm.
Kalkulahin ang kuryente nga nagaagay sa sirkito:
Kon ang duha ka suga nagsiga nga adunay lebel sa kahayag nga 25%, nan ang duha ka suga nagsiga nga adunay gahum nga 25/100 x 24 Watts = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Watts.
Ang kuryente nga moagi sa lampara gikalkulo gamit ang power formula:
I2 = P / R = 6 Watts / 6 Ohms = 1 Ampere
Ang kuryente nga moagi sa matag lampara kay 1 Ampere. Ang duha ka lampara konektado nga parallel, busa sumala sa unang balaod ni Kirchhoff, ang kinatibuk-ang kuryente nga moagi sa duha ka lampara kay 2 Ampere. Ang duha ka lampara konektado nga series gamit ang 2 Ohm resistor, busa ang kuryente nga moagi sa 2 Ohm resistor kay 2 Ampere usab.
Busa ang kuryente nga nagaagos sa sirkito = I = 2 Amperes.
Kalkulahin ang boltahe sa tinubdan sa emf:
Ang boltahe sa kuryente mao ang:
V = IR = (2 Ampere)(5 Ohm) = 10 Boltahe
Kini ang boltahe sa tinubdan sa EMF kansang bili dili mausab sa dili pa mabuak ang usa sa mga lampara o human mabuak ang usa sa mga lampara.
Kalkulahin ang resistensya sa sirkito human maputol ang usa sa mga suga:
Kon ang usa sa mga suga maguba, ang laing suga nga nagsiga pa ikonektar nga serye gamit ang 2 Ohm resistor. Busa, ang resistensya sa sirkito mausab ngadto sa:
R = 6 Ohm + 2 Ohm = 8 Ohm
Kwentaha ang kuryente nga modagayday sa sirkito human mapalong ang usa sa mga suga:
Ang kuryente nga nagaagos sa sirkito mao ang:
I = V / R = 10 Boltahe / 8 Ohms = 1,25 Amps
Ang lampara ug resistor konektado nga serye aron ang kuryente nga nagaagos sa sirkito = ang kuryente nga nagaagos sa lampara = ang kuryente nga nagaagos sa resistor.
Kalkulahin ang gahum sa lampara:
Human mabuak ang usa sa mga suga, ang ubang mga suga mosiga nga adunay gahum nga:
P = VI = (10 Volt)(1,25 Ampere) = 12,5 Watt
Paglihok sa elektron
3. Ang masa sa usa ka electron nailhan nga 9,1 x 10-31 kg ug karga sa elektron 1,6 x 10-19 C. Ang potensyal nga kalainan nga gikinahanglan aron mapadali ang usa ka elektron gikan sa rate nga 1 x 105 ang m/s mahimong 3 x 105 ang m/s kay….
A. 28,4375 mV
B. 56,875 mV
C. 113,75 mV
D. 227,5 mV
Panaghisgot
Nasayran nga:
Mass sa elektron (m) = 9,1 x 10-31 kg
Karga sa elektron (q) = 1,6 x 10-19 C
Inisyal nga katulin (v)o) = 1 x 105 m/s —> vo2 = 1x1010 m2/s2
Katapusang katulin (v)t) = 3 x 105 m/s —> vt2 = 9 x 1010 m2/s2
Nangutana: Ang potensyal nga kalainan (V) nga gikinahanglan aron mapadali ang usa ka elektron
Tubag:
Pagbag-o sa enerhiya sa potensyal nga elektrikal = q V = (1,6 x 10-19 C) V
Pagbag-o sa kinetic energy = EKt – EKo = 1/2 m (vt2 -vo2) = 1/2 (9,1 x 10-31 kg)(9 x 1010 m2/s2 - 1 x 1010 m2/s2) = (4,55 x 10-31 kg)(8 x 1010 m2/s2) = 36,4 x 10-21 kg m2/s2
Ang enerhiya walay katapusan mao nga ang enerhiya sa kuryente mausab ngadto sa kinetic energy:
Napildi ang EPL = nigawas ang EK
(1,6 x 10-19) V = 36,4 x 10-21
V = 36,4 x 10-21 / 1,6 x 10-19
V = 22,75 x 10-2 volt
V = 227,5 x 10-3 volt
V = 227,5 milliVolts
Ang saktong tubag kay D.
4. 2011 National Science Olympiad Mga Pangutana para sa mga Junior High School sa Regency/City Level Numero 56
Sa usa ka laboratoryo, usa ka silaw sa mga electron ang gipabuto padulong sa amihanan. Gikan sa ibabaw, makita nga ang silaw moliko padulong sa wala. Dayon, usa ka silaw sa mga electron ang gipabuto padulong sa habagatan. Gikan sa ibabaw, makita nga ang silaw moliko padulong sa wala. Kini nagpasabot nga adunay…
A. natad sa kuryente nga nagtudlo sa kasadpan
B. natad sa kuryente nga nagtudlo sa sidlakan
C. magnetic field nga gipunting pataas
D. magnetic field nga gipunting paubos
Panaghisgot
Ang mga electron kay may karga nga kuryente ug mahimong ibalhin sa mga pwersa nga de-kuryente o magnetiko kung kini anaa sa usa ka electric o magnetikong natad. Ang kalainan mao nga ang mga pwersa nga de-kuryente makalihok sa mga electron kung kini nagpahulay ug kung kini naglihok, samtang ang mga pwersa nga magnetiko makalihok lamang sa mga electron kung kini naglihok.
Laing kalainan mao nga ang puwersa sa kuryente naa sa parehas nga direksyon sa natad sa kuryente, samtang ang puwersa sa magnetiko perpendikular sa natad sa magnetiko. Busa, kung ang usa ka elektron gipalihok sa usa ka puwersa sa kuryente, ang direksyon sa paglihok niini parehas sa direksyon sa natad sa kuryente. Sa kasukwahi, kung ang usa ka elektron gipalihok sa usa ka puwersa sa magnetiko, ang direksyon sa paglihok niini parehas sa direksyon sa puwersa sa magnetiko, nga perpendikular sa direksyon sa natad sa magnetiko.
Base sa pangutana sa ibabaw, makita nga kon ang usa ka elektron gipabuto paingon sa amihanan, kini moliko paingon sa wala (padulong sa kasadpan), ug kon kini gipabuto paingon sa habagatan, kini moliko paingon sa wala (padulong sa sidlakan). Kon ang usa ka elektron gipaliko sa usa ka puwersa sa kuryente, nan ang direksyon sa puwersa sa kuryente, nga parehas sa direksyon sa natad sa kuryente, kanunay nga nagbag-o. Ang direksyon sa natad sa kuryente kinahanglan nga makanunayon. Busa, ang elektron dili mapaliko sa puwersa sa kuryente.
Mahimong mahinunod nga ang puwersa sa magnetiko mopasimang sa mga electron. Aron mahibal-an ang direksyon sa puwersa sa magnetiko (ang direksyon sa pagsimang sa mga electron), ang direksyon sa magnetic field, ug ang direksyon sa pagpabuto sa mga electron, gamita ang tuo nga lagda.
Ipadapat ang right-hand rule sama sa gipasabot sa ubos. Iunat ang imong tuo nga kamot, tul-ira ang imong kumagko ug isira ang imong laing upat ka tudlo. Ibutang ang imong kumagko aron kini motudlo sa amihanan (ang direksyon sa paglihok sa electron) ug ang imong upat ka tudlo motudlo sa kasadpan (ang direksyon sa magnetic force = ang direksyon sa electron deflection), dayon ang likod sa imong tuo nga kamot motudlo paubos (ang direksyon sa magnetic field). Sa laing bahin, ibutang ang imong kumagko aron kini motudlo sa habagatan (ang direksyon sa paglihok sa electron) ug ang imong upat ka tudlo motudlo sa sidlakan (ang direksyon sa magnetic force = ang direksyon sa electron deflection), dayon ang likod sa imong tuo nga kamot motudlo paubos (ang direksyon sa magnetic field). Mahimong mahinulsulan nga ang electron anaa sa usa ka magnetic field nga gipunting paubos.
Ang saktong tubag kay D.
Tinubdan sa pangutana:
Mga Pangutana sa OSN sa Pisika sa Junior High School
