28 Sähkövoima – ongelmat ja ratkaisut
1. Laske 10 watin lampun sähkövirta , joka on suunniteltu 12 voltille.
Tunnettu:
Teho (P) = 10 wattia
Jännite (V) = 220 volttia
Etsitään: Sähkövirta
ratkaisu:
Lampun teho = 10 wattia = 10 joulea/sekunti
Alla oleva yhtälö näyttää sähkötehon (P), sähköpotentiaalin (V) ja sähkövirran (I) välisen suhteen alla olevan kaavan mukaisesti:
P = VI
Sähkövirta:
I = P / V = 10 / 220 = 1/22 = 0.045 ampeeria
2. Laske sähköteho alla olevan sähkökytkentäkaavion mukaisesti.
Tunnettu:
Vastus 1 (R1 ) = 6 Ω
Vastus 2 (R2 ) = 6 Ω
Sähköjännite (V) = 24 volttia
Etsitään: Sähkövoimaa
ratkaisu:
Vastaava vastus:
R1 ja R2 on kytketty sarjaan. Vastaava vastus :
R = R 1 + R 2 = 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω
Sähkövirta:
I = V/R = 24/12 = 2 ampeeria
Sähköteho:
P = VI = (24)(2) = 48 wattia = 48 joulea/sekunti
3. Laske 150 voltille suunnitellun 3 kilowatin laitteen sähkövirta.
Tunnettu:
Sähköteho (P) = 3 kilowattia = 3000 wattia
Sähköjännite (V) = 150 volttia
Etsitään: Sähkövirta (I)
ratkaisu:
Sähkötehon (P), sähköpotentiaalin (V) ja sähkövirran (I) välinen suhde esitetään alla olevassa kaavassa:
P = VI
Sähkövirta:
I = P/V
I = 3000 wattia / 150 volttia
I = 20 ampeeria
4. Laske \(10\,\Omega\) vastuksen teho, kun virta on \(5\,A\).
Ratkaisu: \(P = I^2 R = 5^2 \x 10 = 250\,W \)
5. Määritä piirin teho, jonka resistanssi on \(12\,V\) ja \(4\,\Omega\).
Ratkaisu: \(P = \frac{V^2}{R} = \frac{12^2}{4} = 36\,W \)
6. 60 W:n lamppu palaa 3 tuntia. Laske kuluttama energia.
Ratkaisu: (E = Pt = 60 kertaa 3 = 180, Wh = 0.18, kWh)
7. Laske 200 W:n laitteen virta 100 V:n syötöllä.
Ratkaisu: \(I = \frac{P}{V} = \frac{200}{100} = 2\,A \)
8. Laske lämmittimen resistanssi, kun se käyttää 1200 W jännitteellä 240 V.
Ratkaisu: \(R = \frac{V^2}{P} = \frac{240^2}{1200} = 48\,\Omega \)
9. 9 V:n paristo on kytketty 3 Omega-vastukseen. Laske häviöteho.
Ratkaisu: \(P = \frac{V^2}{R} = \frac{9^2}{3} = 27\,W \)
10. Laske \(10\,\Omega\) vastuksen teho, kun syöttöjännite on \(100\,V\).
Ratkaisu: \(P = \frac{V^2}{R} = \frac{100^2}{10} = 1000\,W \)
11. Määritä jännite, joka tarvitaan 50 W:n haihduttamiseen 10 Omega-vastuksessa.
Ratkaisu: \(V = \sqrt{PR} = \sqrt{50 \times 10} = 22.36\,V \)
12. Moottori kuluttaa 1500 W ja käy 4 h. Laske kuluttama energia.
Ratkaisu: (E = Pt = 1500 kertaa 4 = 6000, Wh = 6, kWh)
13. Laske 240 V:n syötön virta, jos teho on 1200 W.
Ratkaisu: \(I = \frac{P}{V} = \frac{1200}{240} = 5\,A \)
14. Laske 100 W:n lampun resistanssi, kun lamppu toimii 200 V:n jännitteellä.
Ratkaisu: \(R = \frac{V^2}{P} = \frac{200^2}{100} = 400\,\Omega \)
15. Määritä teho \(3\,A\)-virtapiirissä, jossa on \(15\,\Omega\)-vastus.
Ratkaisu: \(P = I^2 R = 3^2 \x 15 = 135\,W \)
16. Laske jännite, joka tarvitaan 100 W:n haihduttamiseen 20 Omega-vastuksessa.
Ratkaisu: \(V = \sqrt{PR} = \sqrt{100 \times 20} = 44.72\,V \)
17. Laske \(300\,W\) tuulettimen kuluttama energia sen käydessä \(2\,h\).
Ratkaisu: (E = Pt = 300 kertaa 2 = 600, Wh = 0.6, kWh)
18. Laske virta piirissä, jonka teho on 1000 W ja jännite 250 V.
Ratkaisu: \(I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{250} = 4\,A \)
19. Määritä 400 W:n leivänpaahtimen resistanssi, kun leivänpaahtimen jännite on 100 V.
Ratkaisu: \(R = \frac{V^2}{P} = \frac{100^2}{400} = 25\,\Omega \)
20. Laske teho, kun jännite on 20 V ja vastus 5 Omega.
Ratkaisu: \(P = \frac{V^2}{R} = \frac{20^2}{5} = 80\,W \)
21. Laske jännite, joka tarvitaan syöttämään 200 W:n virtaa 25 Omega-vastukselle.
Ratkaisu: \(V = \sqrt{PR} = \sqrt{200 \times 25} = 50\,V \)
22. Määritä 500 W:n koneen kuluttama energia sen käydessä 5 tuntia.
Ratkaisu: (E = Pt = 500 kertaa 5 = 2500, Wh = 2.5, kWh)
23. Laske \(60\,W\)-lampun virta, joka toimii \(120\,V\)-virralla.
Ratkaisu: \(I = \frac{P}{V} = \frac{60}{120} = 0.5\,A \)
24. Laske 40 W:n lampun resistanssi, kun lamppu toimii 20 V:n jännitteellä.
Ratkaisu: \(R = \frac{V^2}{P} = \frac{20^2}{40} = 10\,\Omega \)
25. Määritä teho \(5\,A\)-virtapiirissä, jossa on \(12\,\Omega\)-vastus.
Ratkaisu: \(P = I^2 R = 5^2 \x 12 = 300\,W \)
26. Laske jännite, joka tarvitaan syöttämään 150 W:n teho 15 Omega-vastukselle.
Ratkaisu: \(V = \sqrt{PR} = \sqrt{150 \times 15} = 61.24\,V \)
27. Laske \(800\,W\) ilmastointilaitteen energiankulutus sen käydessä \(3\,h\).
Ratkaisu: (E = Pt = 800 kertaa 3 = 2400, Wh = 2.4, kWh)
28. Määritä virta virtapiirissä, jonka teho on 500 W ja jännite 125 V.
Ratkaisu: \(I = \frac{P}{V} = \frac{500}{125} = 4\,A \)
