Energia elektrikoari eta potentziari buruzko galdera eta formula adibideak
Energia eta potentzia elektrikoa
1. kWh-ko elektrizitate-tarifa 400 Rp da. Etxe batean, 100 watteko telebista batek batez beste 4 orduz funtzionatzen du egunean, eta 20 watteko bi lanpara erabiltzen dira egunean 10 orduz. Hileko elektrizitate-kontsumoaren kostua (30 egun) hau da…
A. 4.800 errupia
B. 9.600 errupia
19.200 errupia
21.120 errupia
Eztabaida
Jakina da:
Elektrizitatearen tarifa 400 Rp/kWh da.
Telebistaren potentzia = 1 x 100 Watt = 100 Watt eta telebistaren erabilera-denbora = 4 ordu x 30 = 120 ordu
Lanpararen potentzia = 2 x 20 Watt = 40 Watt eta lanpararen erabilera-denbora = 10 ordu x 30 = 300 ordu
Galdetu zuen: Hileko elektrizitate-kontsumoaren kostua
Erantzuna:
Energia elektrikoa = potentzia elektrikoa x erabilera-denbora
Telebistaren energia elektrikoa = 100 Watt x 120 ordu = 12.000 Watt ordu
Lanpararen energia = 40 Watt x 300 ordu = 12.000 Watt ordu
Energia osoa = 12.000 Watt-ordu + 12.000 Watt-ordu = 24.000 Watt-ordu = 24 kilo Watt-ordu = 24 kilo Watt-ordu = 24 kWh
Hileko elektrizitate-kontsumoaren kostua = (24 kWh)(400 Rp/kWh) = (24)(400 Rp) = 9.600 Rp
Erantzun zuzena B da.
2. Bi lanpara, bakoitza 24 Watt / 12 Volt-ekoa, paraleloan konektatzen dira, eta ondoren seriean konektatzen dira 2 Ohm-eko erresistentzia batekin. Zirkuitu hau tentsio iturri batera konektatzen da, bi lanparak beren distira maximoaren % 25ean bakarrik pizteko. Lanpara bat bat-batean apurtzen bada, beste lanpara piztuko da energiarekin...
A. 12 watt
B. 7,5 watt
C. 6 watt
D. 3 watt
Eztabaida
Potentziaren formula:
P = VI
I = PV
edo
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P = V2 / R
R = V2 / P
edo
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = I2 R
I2 = P / R
Deskribapena: P = potentzia elektrikoa, V = tentsio elektrikoa, I = korronte elektrikoa, R = lanpara-erresistentzia
Kalkulatu zirkuituaren erresistentzia:
Bi lanpara bakoitzak 24 Watt / 12 Volt marka du, hau da, lanpara bakoitzak gehienez 24 Watt-eko potentzia izango du 12 Volt-eko tentsio batera konektatuta dagoenean.
Lanpara bakoitzaren erresistentzia potentzia-formula hau erabiliz kalkulatzen da:
R = V2 / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ohm
Bi lanparak paraleloan konektatuta daude, beraz, erresistentzia baliokidea hau da:
1 / R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ohm
Bi lanparak seriean konektatuta daude 2 Ohm-eko erresistentzia batekin, beraz, erresistentzia baliokidea hau da:
R = 3 Ohm + 2 Ohm = 5 Ohm
Beraz, zirkuituaren erresistentzia = R = 5 Ohm da.
Kalkulatu zirkuituan zehar doan korronte elektrikoa:
Bi argiak % 25eko distira-mailarekin piztuta badaude, bi argiak 25/100 x 24 Watt = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Watt-eko potentziarekin piztuta daude.
Lanparatik igarotzen den korronte elektrikoa potentzia-formula hau erabiliz kalkulatzen da:
I2 = P / R = 6 Watt / 6 Ohm = 1 Ampere
Lanpara bakoitzetik igarotzen den korronte elektrikoa 1 Ampere da. Bi lanparak paraleloan konektatuta daude, beraz, Kirchhoff-en lehen legearen arabera, bi lanparetatik igarotzen den korronte elektriko osoa 2 Ampere da. Bi lanparak seriean konektatuta daude 2 Ohm-eko erresistentzia batekin, beraz, 2 Ohm-eko erresistentziatik igarotzen den korronte elektrikoa ere 2 Ampere da.
Beraz, zirkuituan zehar doan korronte elektrikoa = I = 2 Ampere da.
Kalkulatu fem iturriaren tentsioa:
Tentsio elektrikoa hau da:
V = IR = (2 Ampere)(5 Ohm) = 10 Volt
Hau da EMF iturriaren tentsioa, eta bere balioa ez da aldatzen ez lanpara bat hautsi aurretik ezta lanpara bat hautsi ondoren ere.
Kalkulatu zirkuituaren erresistentzia argietako bat apurtu ondoren:
Argietako bat apurtzen bada, oraindik piztuta dagoen beste argia 2 Ohm-eko erresistentzia batekin seriean konektatzen da. Horrela, zirkuituaren erresistentzia honela aldatzen da:
R = 6 Ohm + 2 Ohm = 8 Ohm
Kalkulatu zirkuituan zehar doan korronte elektrikoa argi bat piztu ondoren:
Zirkuituan zehar doan korronte elektrikoa hau da:
I = V / R = 10 Volt / 8 Ohm = 1,25 Ampere
Lanpara eta erresistentzia seriean konektatuta daude, zirkuituan zehar doan korronte elektrikoa = lanparan zehar doan korronte elektrikoa = erresistentzian zehar doan korronte elektrikoa.
Kalkulatu lanpararen potentzia:
Argi bat itzali ondoren, beste argiak pizten dira honako potentzia honekin:
P = VI = (10 Volt) (1,25 Ampere) = 12,5 Watt
Elektroi mugimendua
3. Elektroi baten masa 9,1 x 10 dela ezagutzen da-31 kg eta elektroiaren karga 1,6 x 10-19 C. Elektroi bat 1 x 10-ko abiaduratik azeleratzeko behar den potentzial-diferentzia5 m/s 3 x 10 bihurtzen da5 m/s-koa da…
A. 28,4375 mV
B. 56,875 mV
C. 113,75 mV
D. 227,5 mV
Eztabaida
Jakina da:
Elektroiaren masa (m) = 9,1 x 10-31 kg
Elektroiaren karga (q) = 1,6 x 10-19 C
Hasierako abiadura (vo) = 1 x 105 m/s —> vo2 = 1 x 1010 m2/s2
Azken abiadura (vt) = 3 x 105 m/s —> vt2 = 9 x 1010 m2/s2
Galdetu zuen: Elektroi bat azeleratu ahal izateko behar den potentzial-diferentzia (V)
Erantzuna:
Energia potentzial elektrikoaren aldaketa = q V = (1,6 x 10-19 C) V
Energia zinetikoaren aldaketa = 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
Energia betikoa da, beraz, energia potentzial elektrikoa energia zinetiko bihurtzen da:
EPL galdu = EK agertu zen
(1,6 x 10-19V = 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 milivolt
Erantzun zuzena D da.
4. 2011ko Zientzia Olinpiar Joko Nazionaleko Galderak Bigarren Hezkuntzako Eskola Nagusientzat, Hiri Mailakoentzat. 56. zk.
Laborategi batean, elektroi sorta bat iparralderantz jaurtitzen da. Goitik, sorta ezkerrera okertzen dela ikusten da. Ondoren, elektroi sorta bat hegoalderantz jaurtitzen da. Goitik, sorta ezkerrera okertzen dela ikusten da. Horrek esan nahi du...
Mendebaldera begira dagoen eremu elektrikoa
B. ekialdera begira dagoen eremu elektrikoa
C. gora zuzendutako eremu magnetikoa
D. beherantz zuzendutako eremu magnetikoa
Eztabaida
Elektroiak karga elektrikoa dute eta indar elektriko edo magnetikoen bidez mugi daitezke eremu elektriko edo magnetiko batean daudenean. Aldea da indar elektrikoek elektroiak mugi ditzaketela bai geldirik daudenean bai mugitzen ari direnean, eta indar magnetikoek, berriz, elektroiak mugitzen ari direnean bakarrik.
Beste desberdintasun bat da indar elektrikoa eremu elektrikoaren norabide berean dagoela, eta indar magnetikoa, berriz, eremu magnetikoarekiko perpendikularra dela. Beraz, elektroi bat indar elektriko batek mugitzen badu, bere mugimenduaren norabidea eremu elektrikoaren norabidearen berdina da. Alderantziz, elektroi bat indar magnetiko batek mugitzen badu, bere mugimenduaren norabidea indar magnetikoaren norabidearen berdina da, eta hau eremu magnetikoaren norabidearekiko perpendikularra da.
Goiko galderan oinarrituta, badirudi elektroi bat iparralderantz jaurtitzen denean, ezkerrera desbideratzen dela (mendebalderantz), eta hegoalderantz jaurtitzen denean, ezkerrera desbideratzen dela (ekialderantz). Elektroi bat indar elektriko batek desbideratzen badu, orduan indar elektrikoaren norabidea, eremu elektrikoaren norabidearen berdina dena, beti aldatzen ari da. Eremu elektrikoaren norabidea konstantea izan behar da. Beraz, elektroia ez du indar elektrikoak desbideratzen.
Indar magnetikoak elektroiak desbideratzen dituela ondoriozta daiteke. Indar magnetikoaren norabidea (elektroiak desbideratzen diren norabidea), eremu magnetikoaren norabidea eta elektroiak jaurtitzen diren norabidea zehazteko, erabili eskuineko eskuaren araua.
Aplikatu eskuineko eskuaren araua behean azaltzen den bezala. Luzatu eskuineko eskua, zuzendu erpurua eta itxi beste lau hatzak. Jarri erpurua iparraldera begira (elektroiaren mugimenduaren norabidea) eta zure lau hatzak mendebaldera begira (indar magnetikoaren norabidea = elektroiaren desbideratze-norabidea), orduan eskuineko eskuaren atzealdea behera begira egongo da (eremu magnetikoaren norabidea). Alderantziz, jarri erpurua hegoaldera begira (elektroiaren mugimenduaren norabidea) eta zure lau hatzak ekialdera begira (indar magnetikoaren norabidea = elektroiaren desbideratze-norabidea), orduan eskuineko eskuaren atzealdea behera begira egongo da (eremu magnetikoaren norabidea). Ondorioztatu daiteke elektroia beherantz zuzendutako eremu magnetiko batean dagoela.
Erantzun zuzena D da.
Galderaren iturria:
Batxilergoko Fisikako OSN Galderak
