28 Ηλεκτρική ενέργεια – προβλήματα και λύσεις
1. Υπολογίστε το ηλεκτρικό ρεύμα μιας λάμπας 10 Watt σχεδιασμένης για 12 Volt.
Γνωστό:
Ισχύς (P) = 10 Watt
Τάση (V) = 220 Volt
Ζητείται: Ηλεκτρικό ρεύμα
Λύση:
Ισχύς λάμπας = 10 Watt = 10 Joules/δευτερόλεπτο
Η παρακάτω εξίσωση δείχνει τη σχέση μεταξύ της ηλεκτρικής ισχύος (P), του ηλεκτρικού δυναμικού (V) και του ηλεκτρικού ρεύματος (I) που αναφέρεται στον παρακάτω τύπο:
P = VI
Ηλεκτρικό ρεύμα:
I = P / V = 10 / 220 = 1/22 = 0.045 Αμπέρ
2. Υπολογίστε την ηλεκτρική ισχύ σύμφωνα με το παρακάτω ηλεκτρικό κύκλωμα.
Γνωστό:
Αντίσταση 1 (R1 ) = 6 Ω
Αντίσταση 2 (R2 ) = 6 Ω
Ηλεκτρική τάση (V) = 24 Volt
Ζητείται: Ηλεκτρική ενέργεια
Λύση:
Ισοδύναμη αντίσταση:
Τα R1 και R2 συνδέονται σε σειρά. Η ισοδύναμη αντίσταση:
R = R 1 + R 2 = 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω
Το ηλεκτρικό ρεύμα:
I = V/R = 24/12 = 2 Αμπέρ
Ηλεκτρική ενέργεια:
P = VI = (24)(2) = 48 Watt = 48 Joules/δευτερόλεπτο
3. Υπολογίστε το ηλεκτρικό ρεύμα μιας μπαταρίας 3 κιλοβάτ σχεδιασμένης για 150 βολτ.
Γνωστό:
Ηλεκτρική ισχύς (P) = 3 κιλοβάτ = 3000 Watt
Ηλεκτρική τάση (V) = 150 Volt
Ζητείται: Ηλεκτρικό ρεύμα (I)
Λύση:
Η σχέση μεταξύ της ηλεκτρικής ισχύος (P), του ηλεκτρικού δυναμικού (V) και του ηλεκτρικού ρεύματος (I) δίνεται στον παρακάτω τύπο:
P = VI
Το ηλεκτρικό ρεύμα:
I = P/V
I = 3000 Watt / 150 Volt
I = 20 Αμπέρ
4. Υπολογίστε την ισχύ για μια αντίσταση \(10\,\Ω\) με ρεύμα \(5\,Α\).
Λύση: \( P = I^2 R = 5^2 \times 10 = 250 \,W \)
5. Προσδιορίστε την ισχύ για ένα κύκλωμα με αντίσταση \(12 \,V \) και \(4 \,Ω \).
Λύση: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{12^2}{4} = 36\,W \)
6. Μια λάμπα \(60\,W\) λειτουργεί για \(3\,h\). Υπολογίστε την ενέργεια που καταναλώνεται.
Λύση: \( E = Pt = 60 \times 3 = 180 \, Wh = 0.18 \, kWh \)
7. Υπολογίστε το ρεύμα για μια συσκευή \(200\,W\) σε παροχή \(100\,V\).
Λύση: \( I = \frac{P}{V} = \frac{200}{100} = 2\,A \)
8. Βρείτε την αντίσταση ενός θερμαντήρα που χρησιμοποιεί \(1200\,W\) στα \(240\,V\).
Λύση: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{240^2}{1200} = 48\,\Ωμέγα \)
9. Μια μπαταρία \(9\,V\) είναι συνδεδεμένη σε μια αντίσταση \(3\,Omega\). Βρείτε την ισχύ που διαχέεται.
Λύση: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{9^2}{3} = 27\,W \)
10. Υπολογίστε την ισχύ σε μια αντίσταση \(10\,\Ω\) με τροφοδοσία \(100\,V\).
Λύση: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{100^2}{10} = 1000\,W \)
11. Προσδιορίστε την τάση που απαιτείται για να διαχυθεί η τάση \(50\,W\) σε μια αντίσταση \(10\,\Ω\).
Λύση: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{50 \times 10} = 22.36\,V \)
12. Ένας κινητήρας χρησιμοποιεί \(1500\,W\) και λειτουργεί για \(4\,h\). Βρείτε την ενέργεια που καταναλώνεται.
Λύση: \( E = Pt = 1500 \times 4 = 6000 \, Wh = 6 \, kWh \)
13. Βρείτε το ρεύμα μιας παροχής \(240\,V\) αν η ισχύς είναι \(1200\,W\).
Λύση: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1200}{240} = 5\,A \)
14. Υπολογίστε την αντίσταση για μια λάμπα \(100\,W\) που λειτουργεί στα \(200\,V\).
Λύση: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{200^2}{100} = 400\,\Ωμέγα \)
15. Προσδιορίστε την ισχύ σε ένα κύκλωμα \(3 \,A \) με αντίσταση \(15 \,Omega \).
Λύση: \( P = I^2 R = 3^2 \times 15 = 135 \,W \)
16. Υπολογίστε την τάση που απαιτείται για να διαχυθεί η τάση \(100\,W\) σε μια αντίσταση \(20\,\Ω\).
Λύση: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{100 \times 20} = 44.72\,V \)
17. Βρείτε την ενέργεια που καταναλώνει ένας ανεμιστήρας \(300\,W\) που λειτουργεί για \(2\,h\).
Λύση: \( E = Pt = 300 \times 2 = 600 \, Wh = 0.6 \, kWh \)
18. Υπολογίστε το ρεύμα σε ένα κύκλωμα με ισχύ \(1000\,W\) και τάση \(250\,V\).
Λύση: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{250} = 4\,A \)
19. Προσδιορίστε την αντίσταση μιας τοστιέρας \(400\,W\) που λειτουργεί στα \(100\,V\).
Λύση: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{100^2}{400} = 25\,\Ωμέγα \)
20. Βρείτε την ισχύ για μια τάση \(20\,V\) σε μια αντίσταση \(5\,Ω\).
Λύση: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{20^2}{5} = 80\,W \)
21. Υπολογίστε την τάση που απαιτείται για την παροχή \(200\,W\) σε μια αντίσταση \(25\,Omega\).
Λύση: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{200 \times 25} = 50\,V \)
22. Προσδιορίστε την ενέργεια που καταναλώνεται από μια μηχανή \(500\,W\) που λειτουργεί για \(5\,h\).
Λύση: \( E = Pt = 500 \times 5 = 2500 \, Wh = 2.5 \, kWh \)
23. Βρείτε το ρεύμα για μια λάμπα \(60\,W\) που λειτουργεί στα \(120\,V\).
Λύση: \( I = \frac{P}{V} = \frac{60}{120} = 0.5\,A \)
24. Υπολογίστε την αντίσταση για μια λάμπα \(40\,W\) που λειτουργεί στα \(20\,V\).
Λύση: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{20^2}{40} = 10\,\Ωμέγα \)
25. Προσδιορίστε την ισχύ σε ένα κύκλωμα \(5 \,A \) με αντίσταση \(12 \,Omega \).
Λύση: \( P = I^2 R = 5^2 \times 12 = 300 \,W \)
26. Υπολογίστε την τάση που απαιτείται για την παροχή \(150\,W\) σε μια αντίσταση \(15\,\Ω\).
Λύση: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{150 \times 15} = 61.24\,V \)
27. Να βρείτε την ενέργεια που καταναλώνει ένα κλιματιστικό \(800\,W\) που λειτουργεί για \(3\,h\).
Λύση: \( E = Pt = 800 \times 3 = 2400 \, Wh = 2.4 \, kWh \)
28. Προσδιορίστε το ρεύμα σε ένα κύκλωμα με ισχύ \(500\,W\) και τάση \(125\,V\).
Λύση: \( I = \frac{P}{V} = \frac{500}{125} = 4\,A \)
