28 Rafmagn – vandamál og lausnir
1. Reiknaðu rafstrauminn í 10 watta lampa sem er hönnuð fyrir 12 volt.
Þekkt:
Afl (P) = 10 vött
Spenna (V) = 220 volt
Óskað eftir: Rafstraumi
Lausn:
Lampafl = 10 vött = 10 joule/sekúndu
Jafnan hér að neðan sýnir samband rafafls (P), rafspennu (V) og rafstraums (I) eins og fram kemur í formúlunni hér að neðan:
P = VI
Rafstraumur:
I = P / V = 10 / 220 = 1/22 = 0.045 Amper
2. Reiknið rafmagnið samkvæmt rafrásinni hér að neðan.
Þekkt:
Viðnám 1 (R1 ) = 6 Ω
Viðnám 2 (R2 ) = 6 Ω
Rafspenna (V) = 24 volt
Óskað er eftir: Rafmagn
Lausn:
Jafngild viðnám:
R1 og R2 eru tengd í röð . Jafngildisviðnámið:
R = R 1 + R 2 = 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω
Rafstraumurinn:
I = V/R = 24/12 = 2 Amper
Rafmagn:
P = VI = (24)(2) = 48 vött = 48 joular/sekúnda
3. Reiknið rafstrauminn í 3 kílóvatta rafmagni sem er hannað fyrir 150 volt.
Þekkt:
Rafmagn (P) = 3 kílóvött = 3000 vött
Rafspenna (V) = 150 volt
Óskað eftir: Rafstraumi (I)
Lausn:
Samband rafafls (P), rafspennu (V) og rafstraums (I) er sett fram í formúlunni hér að neðan:
P = VI
Rafstraumurinn:
Ég = P / V
I = 3000 vött / 150 volt
I = 20 amper
4. Reiknið út aflið fyrir 10Ω viðnám með 5 A straumi.
Lausn: \( P = I^2 R = 5^2 \times 10 = 250\,W \)
5. Ákvarðið aflið fyrir rás með 12 V og 4 Omega viðnám.
Lausn: (P = V²/R = 12²/4 = 36 W)
6. Pera með 60 W ljósaperu virkar í 3 klst. Reiknaðu orkunotkunina.
Lausn: (E = Pt = 60 x 3 = 180 Wh = 0.18 kWh)
7. Reiknið strauminn fyrir 200 W tæki sem er með 100 V spennu.
Lausn: \( I = \frac{P}{V} = \frac{200}{100} = 2\,A \)
8. Finndu viðnám hitara sem notar 1200 W við 240 V.
Lausn: (R = \frac{V^2}{P} = \frac{240^2}{1200} = 48Ω)
9. Rafhlaða (9 V) er tengd við (3 Omega) viðnám. Finndu orkudreifinguna.
Lausn: (P = V²/R = 9²/3 = 27 W)
10. Reiknið út aflið í 10Ω viðnámi með 100 V spennu.
Lausn: (P = V²/R = 100²/10 = 1000 W)
11. Ákvarðið spennuna sem þarf til að dreifa 50 W í 10 Omega viðnámi.
Lausn: (V = PR = 50 x 10 = 22.36 V)
12. Mótor notar 1500 W og gengur í 4 klst. Finndu orkunotkunina.
Lausn: (E = Pt = 1500 x 4 = 6000 Wh = 6 kWh)
13. Finndu strauminn í 240 V spennugjafa ef aflið er 1200 W.
Lausn: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1200}{240} = 5\,A \)
14. Reiknið út viðnámið fyrir 100 W peru sem virkar á 200 V.
Lausn: (R = \frac{V^2}{P} = \frac{200^2}{100} = 400Ω)
15. Ákvarðið aflið í 3 A rás með 15 Omega viðnámi.
Lausn: \( P = I^2 R = 3^2 \times 15 = 135\,W \)
16. Reiknið út spennuna sem þarf til að dreifa 100 W í 20 Omega viðnámi.
Lausn: (V = PR = 100 x 20 = 44.72 V)
17. Finndu orkunotkun 300 W viftu sem gengur í 2 klst.
Lausn: (E = Pt = 300 x 2 = 600 Wh = 0.6 kWh)
18. Reiknið strauminn í rás með 1000 W afli og 250 V spennu.
Lausn: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{250} = 4\,A \)
19. Ákvarðið viðnám brauðristar sem starfar við 400 W og 100 V.
Lausn: (R = \frac{V^2}{P} = \frac{100^2}{400} = 25Ω)
20. Finndu aflið fyrir 20 V spennu yfir 5 Omega viðnám.
Lausn: (P = V²/R = 20²/5 = 80 W)
21. Reiknið út spennuna sem þarf til að veita 200 W til 25 Omega viðnáms.
Lausn: (V = PR = 200 x 25 = 50 V)
22. Ákvarðið orkunotkun vélar sem notar 500 W þegar þær eru í gangi í 5 klst.
Lausn: (E = Pt = 500 x 5 = 2500 Wh = 2.5 kWh)
23. Finndu strauminn fyrir 60 W peru sem virkar við 120 V.
Lausn: \( I = \frac{P}{V} = \frac{60}{120} = 0.5\,A \)
24. Reiknið út viðnámið fyrir 40 W lampa sem gengur á 20 V.
Lausn: (R = \frac{V^2}{P} = \frac{20^2}{40} = 10Ω)
25. Ákvarðið aflið í 5 A rás með 12 Omega viðnámi.
Lausn: \( P = I^2 R = 5^2 \times 12 = 300\,W \)
26. Reiknið út spennuna sem þarf til að afhenda 150 W til 15 Omega viðnáms.
Lausn: (V = PR = 150 x 15 = 61.24 V)
27. Finndu orkunotkun 800 W loftkælingar sem er í gangi í 3 klst.
Lausn: (E = Pt = 800 x 3 = 2400 Wh = 2.4 kWh)
28. Ákvarðið strauminn í rás með 500 W afli og 125 V spennu.
Lausn: \( I = \frac{P}{V} = \frac{500}{125} = 4\,A \)
