Fòmil enèji elektrik ak pouvwa

Egzanp kesyon ak fòmil pou enèji elektrik ak puisans

Enèji ak pouvwa elektrik

1. Pri elektrisite pou chak kWh se 400 Rp. Nan yon kay, yon televizyon 100 Watt fonksyone an mwayèn 4 èdtan pa jou, epi de lanp 20 Watt chak itilize pandan 10 èdtan pa jou. Pri itilizasyon elektrisite pa mwa (30 jou) se...

A. Rp. 4.800,-
B. Rp. 9.600,-
C. Rp. 19.200,-
D. Rp. 21.120,-

Pembahasan

Li konnen ke:
Tarif elektrisite a se Rp. 400/kWh.
Puisans televizyon = 1 x 100 Watt = 100 Watt epi tan itilizasyon televizyon = 4 èdtan x 30 = 120 èdtan
Puisans lanp = 2 x 20 Watt = 40 Watt epi tan itilizasyon lanp = 10 èdtan x 30 = 300 èdtan
Mande: Pri itilizasyon elektrisite chak mwa
Repons:
Enèji elektrik = puisans elektrik x tan itilizasyon
Enèji elektrik televizyon = 100 Watt x 120 èdtan = 12.000 Watt èdtan
Enèji lanp = 40 Watt x 300 èdtan = 12.000 Watt èdtan

Enèji total = 12.000 Watt èdtan + 12.000 Watt èdtan = 24.000 Watt èdtan = 24 kilo Watt èdtan = 24 kilo Watt èdtan = 24 kWh
Pri itilizasyon elektrisite pa mwa = (24 kWh)(Rp. 400/kWh) = (24)(Rp. 400) = Rp. 9.600,-
Repons ki kòrèk la se B.

2. De lanp, chak make 24 Watt / 12 Volt, konekte an paralèl, answit konekte an seri ak yon rezistans 2 Ohm. Sikwi sa a konekte ak yon sous vòltaj pou tou de lanp yo limen sèlman a 25% nan klète maksimòm yo. Si youn nan lanp yo kraze sibitman, lòt lanp lan ap limen ak kouran...

A. 12 Watt
B. 7,5 Watt
C. 6 Watt
D. 3 Watt

Pembahasan

Fòmil pouvwa:

P = VI
Mwen = PV
oswa
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P = V² / R
R = V² /P
oswa
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = mwen² R
I² = P / R
Deskripsyon: P = puisans elektrik, V = vòltaj elektrik, I = kouran elektrik, R = rezistans lanp

Kalkile rezistans sikwi a:

De lanp yo chak make 24 Watt / 12 Volt, sa vle di chak lanp ap limen ak yon puisans maksimòm de 24 Watt lè yo konekte ak yon vòltaj 12 Volt.
Yo kalkile rezistans chak lanp avèk fòmil puisans lan:
R = V² / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ohm
De lanp yo konekte an paralèl, kidonk rezistans ekivalan an se:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/6 + 1/6 = 2/6
R₁₂ = 6/2 = 3 Ohm
De lanp yo konekte an seri ak yon rezistans 2 Ohm, kidonk rezistans ekivalan an se:
R = 3 Ohm + 2 Ohm = 5 Ohm
Kidonk rezistans sikwi a = R = 5 Ohm.

Kalkile kouran elektrik ki ap koule nan sikwi a:

Si tou de limyè yo limen ak yon nivo klète 25%, alò tou de limyè yo limen ak yon puisans 25/100 x 24 Watt = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Watt.
Yo kalkile kouran elektrik ki pase nan lanp lan avèk fòmil puisans lan:
I² = P / R = 6 Watt / 6 Ohm = 1 Ampè
Kouran elektrik ki ap koule nan chak lanp se 1 Ampè. De lanp yo konekte an paralèl, kidonk dapre premye lwa Kirchhoff la, kouran elektrik total ki ap koule nan tou de lanp yo se 2 Ampè. De lanp yo konekte an seri ak yon rezistans 2 Ohm, kidonk kouran elektrik ki ap koule nan rezistans 2 Ohm nan se 2 Ampè tou.
Kidonk kouran elektrik k ap koule nan sikwi a = I = 2 Ampè.

Kalkile vòltaj sous fòs elektromotè a:

Vòltaj elektrik la se:
V = IR = (2 Ampè)(5 Ohm) = 10 Vòlt
Sa a se vòltaj sous EMF la ki gen valè pa chanje ni anvan youn nan lanp yo kraze ni apre youn nan lanp yo kraze.

Kalkile rezistans sikwi a apre youn nan limyè yo limen:
Si youn nan limyè yo limen, lòt limyè ki toujou limen an konekte an seri ak yon rezistans 2 Ohm. Kidonk, rezistans sikwi a chanje pou l vin:
R = 6 Ohm + 2 Ohm = 8 Ohm

Kalkile kouran elektrik ki ap koule nan sikwi a apre youn nan limyè yo limen:

Kouran elektrik k ap koule nan sikwi a se:
I = V / R = 10 Vòlt / 8 Ohm = 1,25 Ampè
Lanp lan ak rezistans lan konekte an seri pou kouran elektrik k ap koule nan sikwi a = kouran elektrik k ap koule nan lanp lan = kouran elektrik k ap koule nan rezistans lan.

Kalkile puisans lanp lan:
Apre youn nan limyè yo limen, lòt limyè yo limen ak yon puisans ki egal a:
P = VI = (10 Volt) (1,25 Ampere) = 12,5 Watt

Mouvman elektwon

3. Yo konnen mas yon elektwon se 9,1 x 10^-31 kg ak chaj elektwon 1,6 x 10^-19 C. Diferans potansyèl ki nesesè pou akselere yon elektwon soti nan yon vitès 1 x 10⁵ m/s vin tounen 3 x 10⁵ m/s se….
A. 28,4375 mV
B. 56,875 mV
C. 113,75 mV
D. 227,5 mV
Pembahasan
Li konnen ke:
Mas elektwon (m) = 9,1 x 10^-31 kg
Chaj elektwon (q) = 1,6 x 10^-19 C
Vitès inisyal (v_o) = 1 x 10⁵ m/s —> v_o² = 1 x 10¹⁰ m²/s²
Vitès final (v_t) = 3 x 10⁵ m/s —> v_t² = 9 x 1010 mèt²/s²
Mande: Diferans potansyèl (V) ki nesesè pou akselere yon elektwon
Repons:
Chanjman nan enèji potansyèl elektrik = q V = (1,6 x 10^-19 C) V
Chanjman nan enèji sinetik = EK_t – EK_o = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 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

Enèji etènèl, kidonk enèji potansyèl elektrik transfòme an enèji sinetik:

EPL pèdi = EK parèt
(1,6x10^-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 milivòlt
Repons ki kòrèk la se D.

4. Kesyon pou Lekòl Segondè nan Nivo Regency/City pou Olenpik Syans Nasyonal 2011 yo No 56
Nan yon laboratwa, yo tire yon gwo bout elektwon nan direksyon nò. Soti anwo, yo obsève ke gwo bout la ap koube agoch. Apre sa, yo tire yon gwo bout elektwon nan direksyon sid. Soti anwo, yo obsève ke gwo bout la ap koube agoch. Sa vle di ke gen...
A. yon chan elektrik ki montre direksyon lwès la
B. chan elektrik ki montre direksyon lès la
C. chan mayetik ki dirije anlè
D. chan mayetik ki dirije anba
Pembahasan
Elektwon yo chaje elektrikman epi yo ka deplase pa fòs elektrik oswa mayetik lè yo nan yon chan elektrik oswa mayetik. Diferans lan se ke fòs elektrik yo ka deplase elektwon yo tou de lè yo an repo ak lè y ap deplase, alòske fòs mayetik yo ka sèlman deplase elektwon yo lè y ap deplase.
Yon lòt diferans se fòs elektrik la nan menm direksyon ak chan mayetik la, alòske fòs mayetik la pèpandikilè ak chan mayetik la. Kidonk, si yon elektwon deplase pa yon fòs elektrik, direksyon mouvman li se menm ak direksyon chan elektrik la. Okontrè, si yon elektwon deplase pa yon fòs mayetik, direksyon mouvman li se menm ak direksyon fòs mayetik la, ki pèpandikilè ak direksyon chan mayetik la.

Baze sou kesyon ki anwo a, li sanble ke lè yon elektwon tire nan direksyon nò, li devye agoch ​​(nan direksyon lwès), epi lè li tire nan direksyon sid, li devye agoch ​​(nan direksyon lès). Si yon elektwon devye pa yon fòs elektrik, Lè sa a, direksyon fòs elektrik la, ki se menm ak direksyon chan elektrik la, toujou ap chanje. Direksyon chan elektrik la ta dwe konstan. Se poutèt sa, elektwon an pa devye pa fòs elektrik la.

Nou ka konkli ke fòs mayetik la devye elektwon yo. Pou detèmine direksyon fòs mayetik la (direksyon elektwon yo devye), direksyon chan mayetik la, ak direksyon elektwon yo tire, sèvi ak règ men dwat la.
Aplike règ men dwat la jan yo eksplike anba a. Lonje men dwat ou, drese gwo pous ou epi fèmen kat lòt dwèt ou yo. Mete gwo pous ou yon fason pou l montre nò (direksyon mouvman elektwon an) epi kat dwèt ou yo montre lwès (direksyon fòs mayetik la = direksyon devyasyon elektwon an), apre sa, do men dwat ou ap montre anba (direksyon chan mayetik la). Okontrè, mete gwo pous ou yon fason pou l montre sid (direksyon mouvman elektwon an) epi kat dwèt ou yo montre lès (direksyon fòs mayetik la = direksyon devyasyon elektwon an), apre sa, do men dwat ou ap montre anba (direksyon chan mayetik la). Nou ka konkli ke elektwon an nan yon chan mayetik ki dirije anba.
Repons ki kòrèk la se D.

Sous kesyon an:

Kesyon OSN pou Fizik Lekòl Segondè