Էլեկտրական էներգիայի և հզորության բանաձև

Էլեկտրական էներգիայի և հզորության վերաբերյալ հարցերի և բանաձևերի օրինակներ

Էներգիա և էլեկտրական հզորություն

1. Էլեկտրաէներգիայի սակագինը մեկ կՎտ/ժ-ի համար կազմում է 400 ռուփի։ Տանը 100 վատտ հզորությամբ հեռուստացույցը աշխատում է միջինը օրական 4 ժամ, իսկ երկու 20 վատտ հզորությամբ լամպերն օգտագործվում են օրական 10 ժամ։ Էլեկտրաէներգիայի օգտագործման ամսական արժեքը (30 օր) կազմում է…

Ա. 4.800 ռուփի
Բ. 9.600 ռուփի
Գ. 19.200 ռուփի
Դ. 21.120 ռուփի

Քննարկում

Հայտնի է, որ՝
Էլեկտրաէներգիայի սակագինը կազմում է 400 ռուփի/կՎտժ
Հեռուստացույցի հզորությունը = 1 x 100 Վատտ = 100 Վատտ և հեռուստացույցի օգտագործման ժամանակը = 4 ժամ x 30 = 120 ժամ
Լամպի հզորությունը = 2 x 20 Վատտ = 40 Վատտ և լամպի օգտագործման ժամանակը = 10 ժամ x 30 = 300 ժամ
Հարցրեց. Էլեկտրաէներգիայի օգտագործման ամսական արժեքը
Պատասխան՝
Էլեկտրական էներգիա = էլեկտրական հզորություն x օգտագործման ժամանակ
Հեռուստացույցի էլեկտրական էներգիա = 100 Վատտ x 120 ժամ = 12.000 Վատտ ժամ
Լամպի էներգիա = 40 Վատտ x 300 ժամ = 12.000 Վատտ ժամ

Ընդհանուր էներգիա = 12.000 Վատտ ժամ + ​​12.000 Վատտ ժամ = 24.000 Վատտ ժամ = 24 կիլո Վատտ ժամ = 24 կիլո Վատտ ժամ = 24 կՎտժ
Էլեկտրաէներգիայի ամսական օգտագործման արժեքը = (24 կՎտժ)(400 ռուփի/կՎտժ) = (24)(400 ռուփի) = 9.600 ռուփի
Ճիշտ պատասխանը Բ-ն է։

2. Երկու լամպ, որոնցից յուրաքանչյուրը պիտակավորված է 24 Վատտ / 12 Վոլտ, միացված են զուգահեռաբար, ապա հաջորդաբար միացված են 2 Օհմ դիմադրության միջոցով: Այս շղթան այնուհետև միացված է լարման աղբյուրին, որպեսզի երկու լամպերն էլ լուսավորվեն իրենց առավելագույն պայծառության միայն 25%-ով: Եթե մեկ լամպը հանկարծակի այրվի, մյուս լամպը կլուսավորվի հզորությամբ…

Ա. 12 Վատտ
Բ. 7,5 Վատտ
Գ. 6 Վատտ
Դ. 3 Վատտ

Քննարկում

Հզորության բանաձև՝

P = VI
I = PV
կամ
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P = V² / Ռ
R = V² / Պ
կամ
P = VI —–> V = IR
P = (ԻԿ) I
P = I² R
I² = Պ / Ռ
Նկարագրություն՝ P = էլեկտրական հզորություն, V = էլեկտրական լարում, I = էլեկտրական հոսանք, R = լամպի դիմադրություն

Հաշվարկեք շղթայի դիմադրությունը.

Երկու լամպերի վրա նշված է 24 Վատտ / 12 Վոլտ, ինչը նշանակում է, որ յուրաքանչյուր լամպ 12 վոլտ լարման միացման դեպքում կլույսանա առավելագույնը 24 Վատտ հզորությամբ։
Յուրաքանչյուր լամպի դիմադրությունը հաշվարկվում է հզորության բանաձևով.
R = V² / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Օհմ
Երկու լամպերը միացված են զուգահեռաբար, ուստի համարժեք դիմադրությունը հավասար է.
1 / Ռ₁₂ = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/6 + 1/6 = 2/6
R₁₂ = 6/2 = 3 Օհմ
Երկու լամպերը հաջորդաբար միացված են 2 օհմ դիմադրության, ուստի համարժեք դիմադրությունը հավասար է.
R = 3 Օհմ + 2 Օհմ = 5 Օհմ
Այսպիսով, շղթայի դիմադրությունը = R = 5 Օհմ է։

Հաշվարկեք շղթայում հոսող էլեկտրական հոսանքը.

Եթե ​​երկու լույսերն էլ միացված են 25% պայծառության մակարդակով, ապա երկու լույսերն էլ միացված են 25/100 x 24 Վատտ = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Վատտ հզորությամբ։
Լամպի միջով անցնող էլեկտրական հոսանքի ուժը հաշվարկվում է հզորության բանաձևով.
I² = P / R = 6 Վատտ / 6 Օհմ = 1 Ամպեր
Յուրաքանչյուր լամպով անցնող էլեկտրական հոսանքը 1 Ամպեր է։ Երկու լամպերը միացված են զուգահեռաբար, ուստի Կիրխհոֆի առաջին օրենքի համաձայն, երկու լամպերով անցնող ընդհանուր էլեկտրական հոսանքը 2 Ամպեր է։ Երկու լամպերը միացված են հաջորդաբար 2 Օհմ դիմադրության միջոցով, ուստի 2 Օհմ դիմադրության միջոցով անցնող էլեկտրական հոսանքը նույնպես 2 Ամպեր է։
Այսպիսով, շղթայում հոսող էլեկտրական հոսանքը = I = 2 Ամպեր է։

Հաշվարկեք emf աղբյուրի լարումը.

Էլեկտրական լարումը հետևյալն է.
Վ = ԻԿ = (2 Ամպեր)(5 Օհմ) = 10 Վոլտ
Սա էլեկտրամագնիսական դաշտի աղբյուրի լարումն է, որի արժեքը չի փոխվում ո՛չ լամպերից մեկի կոտրվելուց առաջ, ո՛չ էլ լամպերից մեկի կոտրվելուց հետո։

Հաշվարկեք շղթայի դիմադրությունը լամպերից մեկի անջատվելուց հետո՝
Եթե ​​լամպերից մեկը մարում է, մյուս լամպը, որը դեռ վառվում է, հաջորդաբար միանում է 2 օհմ դիմադրությանը։ Այսպիսով, շղթայի դիմադրությունը փոխվում է հետևյալի՝
R = 6 Օհմ + 2 Օհմ = 8 Օհմ

Հաշվարկեք լամպերից մեկի անջատվելուց հետո շղթայում հոսող էլեկտրական հոսանքը։

Շղթայում հոսող էլեկտրական հոսանքը հետևյալն է.
I = V / R = 10 վոլտ / 8 օհմ = 1,25 ամպեր
Լամպը և դիմադրությունը միացված են հաջորդաբար այնպես, որ շղթայում հոսող էլեկտրական հոսանքը = լամպում հոսող էլեկտրական հոսանքը = դիմադրության մեջ հոսող էլեկտրական հոսանքը։

Հաշվարկեք լամպի հզորությունը.
Լամպերից մեկը մարելուց հետո մյուս լամպերը վառվում են հետևյալ հզորությամբ.
P = VI = (10 վոլտ) (1,25 Ամպեր) = 12,5 Վտ

Էլեկտրոնի շարժում

3. Էլեկտրոնի զանգվածը հայտնի է որպես 9,1 x 10^{31 -} կգ և էլեկտրոնային լիցք՝ 1,6 x 10^{19 -} Գ. 1 x 10 արագությամբ էլեկտրոնը արագացնելու համար անհրաժեշտ պոտենցիալների տարբերությունը⁵ մ/վ դառնում է 3 x 10⁵ մ/վ է…
Ա. 28,4375 մՎ
Բ. 56,875 մՎ
C. 113,75 մՎ
Դ. 227,5 մՎ
Քննարկում
Հայտնի է, որ՝
Էլեկտրոնի զանգվածը (մ) = 9,1 x 10^{31 -} kg
Էլեկտրոնի լիցքը (q) = 1,6 x 10^{19 -} C
Սկզբնական արագություն (v_o) = 1 x 10⁵ մ/վ —> v_o² = 1 x 10¹⁰ m²/s²
Վերջնական արագություն (v_t) = 3 x 10⁵ մ/վ —> v_t² = 9 x 1010 մ²/s²
Հարցրեց. Էլեկտրոնը արագացնելու համար անհրաժեշտ պոտենցիալների տարբերությունը (V)
Պատասխան՝
Էլեկտրական պոտենցիալի էներգիայի փոփոխություն = q V = (1,6 x 10^{19 -} Գ) Վ
Կինետիկ էներգիայի փոփոխություն = EK_t – ԷԿ_o = 1/2 մ (v_t² - գ_o²) = 1/2 (9,1 x 10^{31 -} կգ)(9 x 10¹⁰ m²/s² - 1 x 10¹⁰ m²/s²) = (4,55 x 10^{31 -} կգ)(8 x 10¹⁰ m²/s²) = 36,4 x 10^{21 -} կգ մ²/s²

Էներգիան անվերջ է, ուստի էլեկտրական պոտենցիալ էներգիան փոխակերպվում է կինետիկ էներգիայի՝

Անգլիայի Պրեմիեր լիգան պարտվեց = Անգլիայի Պրեմիեր լիգան հայտնվեց
(1,6 x 10)^{19 -}) Վ = 36,4 x 10^{21 -}
Վ = 36,4 x 10^{21 -} / 1,6 x 10^{19 -}
Վ = 22,75 x 10^-2 Վոլտ
Վ = 227,5 x 10^-3 Վոլտ
Վ = 227,5 միլիվոլտ
Ճիշտ պատասխանը Դ-ն է։

4. 2011 թվականի Ազգային գիտական ​​օլիմպիադայի հարցեր Ռեգենսի/քաղաքային մակարդակի թիվ 56 կրտսեր ավագ դպրոցների համար
Լաբորատորիայում էլեկտրոնների փունջ է արձակվում դեպի հյուսիս։ Վերևից նկատվում է, որ փունջը թեքվում է դեպի ձախ։ Այնուհետև էլեկտրոնների փունջ է արձակվում դեպի հարավ։ Վերևից նկատվում է, որ փունջը թեքվում է դեպի ձախ։ Սա նշանակում է, որ կա…
Ա. դեպի արևմուտք ուղղված էլեկտրական դաշտ
Բ. էլեկտրական դաշտ, որը ուղղված է դեպի արևելք
Գ. մագնիսական դաշտ, որը ուղղված է դեպի վեր
Դ. ներքև ուղղված մագնիսական դաշտ
Քննարկում
Էլեկտրոնները էլեկտրականորեն լիցքավորված են և կարող են շարժվել էլեկտրական կամ մագնիսական ուժերի ազդեցությամբ, երբ գտնվում են էլեկտրական կամ մագնիսական դաշտում: Տարբերությունն այն է, որ էլեկտրական ուժերը կարող են շարժել էլեկտրոնները և՛ հանգստի վիճակում, և՛ շարժման մեջ, մինչդեռ մագնիսական ուժերը կարող են շարժել էլեկտրոնները միայն շարժման մեջ:
Մեկ այլ տարբերությունն այն է, որ էլեկտրական ուժը նույն ուղղությամբ է, ինչ էլեկտրական դաշտը, մինչդեռ մագնիսական ուժը ուղղահայաց է մագնիսական դաշտին։ Այսպիսով, եթե էլեկտրոնը շարժվում է էլեկտրական ուժով, նրա շարժման ուղղությունը նույնն է, ինչ էլեկտրական դաշտի ուղղությունը։ Եվ հակառակը, եթե էլեկտրոնը շարժվում է մագնիսական ուժով, նրա շարժման ուղղությունը նույնն է, ինչ մագնիսական ուժի ուղղությունը, որը ուղղահայաց է մագնիսական դաշտի ուղղությանը։

Վերոնշյալ հարցի հիման վրա, թվում է, թե երբ էլեկտրոնը ուղղվում է դեպի հյուսիս, այն շեղվում է դեպի ձախ (դեպի արևմուտք), իսկ երբ այն ուղղվում է դեպի հարավ, այն շեղվում է դեպի ձախ (դեպի արևելք): Եթե էլեկտրոնը շեղվում է էլեկտրական ուժով, ապա էլեկտրական ուժի ուղղությունը, որը նույնն է, ինչ էլեկտրական դաշտի ուղղությունը, միշտ փոխվում է: Էլեկտրական դաշտի ուղղությունը պետք է լինի հաստատուն: Հետևաբար, էլեկտրոնը չի շեղվում էլեկտրական ուժով:

Կարելի է եզրակացնել, որ մագնիսական ուժը շեղում է էլեկտրոնները: Մագնիսական ուժի ուղղությունը (էլեկտրոնների շեղման ուղղությունը), մագնիսական դաշտի ուղղությունը և էլեկտրոնների արձակման ուղղությունը որոշելու համար օգտագործեք աջ ձեռքի կանոնը:
Կիրառեք աջ ձեռքի կանոնը, ինչպես բացատրվում է ստորև։ Բարձրացրեք ձեր աջ ձեռքը, ուղղեք ձեր բութ մատը և փակեք մյուս չորս մատները։ Տեղադրեք ձեր բութ մատը այնպես, որ այն ուղղված լինի դեպի հյուսիս (էլեկտրոնների շարժման ուղղությունը), իսկ չորս մատները՝ դեպի արևմուտք (մագնիսական ուժի ուղղությունը = էլեկտրոնների շեղման ուղղությունը), այդ դեպքում ձեր աջ ձեռքի հետևի մասը ուղղված կլինի դեպի ներքև (մագնիսական դաշտի ուղղությունը)։ Հակառակը, տեղադրեք ձեր բութ մատը այնպես, որ այն ուղղված լինի դեպի հարավ (էլեկտրոնների շարժման ուղղությունը), իսկ չորս մատները՝ դեպի արևելք (մագնիսական ուժի ուղղությունը = էլեկտրոնների շեղման ուղղությունը), այդ դեպքում ձեր աջ ձեռքի հետևի մասը ուղղված կլինի դեպի ներքև (մագնիսական դաշտի ուղղությունը)։ Կարելի է եզրակացնել, որ էլեկտրոնը գտնվում է մագնիսական դաշտում, որն ուղղված է դեպի ներքև։
Ճիշտ պատասխանը Դ-ն է։

Հարցի աղբյուրը՝

Կրտսեր ավագ դպրոցի ֆիզիկայի OSN հարցեր