Nimûneyên pirsan û formulan ji bo enerjî û hêzê elektrîkê
Enerjî û Hêza Elektrîkê
1. Nirxa elektrîkê ji bo her kWh 400 Rp ye. Di malekê de, televîzyonek 100 Watt rojê bi navînî 4 saetan dixebite, û du lampeyên 20 Watt her yek rojê 10 saetan tên bikaranîn. Mesrefa karanîna elektrîkê ya mehane (30 roj)… e.
A. Rp. 4.800,-
B. Rp. 9.600,-
C. Rp. 19.200,-
D. Rp. 21.120,-
Nîqaş
Tê zanîn ku:
Tarîfa elektrîkê 400 rupî/kWh ye.
Hêza TV = 1 x 100 Watt = 100 Watt û dema karanîna TV = 4 saet x 30 = 120 saet
Hêza çira = 2 x 20 Watt = 40 Watt û dema karanîna çira = 10 saet x 30 = 300 saet
Pirsî: Xerca karanîna elektrîkê ya mehane
Bersiv:
Enerjiya elektrîkê = hêza elektrîkê x dema bikaranînê
Enerjiya elektrîkê ya TV = 100 Watt x 120 saet = 12.000 Watt saet
Enerjiya çira = 40 Watt x 300 saet = 12.000 Watt saet
Enerjiya giştî = 12.000 Watt saet + 12.000 Watt saet = 24.000 Watt saet = 24 kîlo Watt saet = 24 kîlo Watt saet = 24 kWh
Mesrefa bikaranîna elektrîkê ya mehane = (24 kWh)(Rp. 400/kWh) = (24)(Rp. 400) = Rp. 9.600,-
Bersiva rast B ye.
٢. Du çira, ku her yek ji wan ٢٤ Watt / ١٢ Volt e, bi paralel ve têne girêdan, dû re bi berxwedêrek ٢ Ohm ve bi rêzê ve têne girêdan. Ev devre dû re bi çavkaniyek voltaja ve tê girêdan da ku her du çira tenê bi %٢٥ê geşiya xwe ya herî zêde ronî bibin. Ger çirayek ji nişkê ve bişewite, çiraya din dê bi hêz ronî bibe….
A. 12 Watt
B. 7,5 Watt
C. 6 Watt
D. 3 Watt
Nîqaş
Formula hêzê:
P = VI
Ez = PV
atau
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P = V2 /r
R = V2 /P
atau
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = I2 R
I2 = P / R
Terîf: P = hêza elektrîkê, V = voltaja elektrîkê, I = herika elektrîkê, R = berxwedana çira
Berxwedana çerxê hesab bike:
Du çira her yek bi 24 Watt / 12 Volt hatine nîşankirin, ev tê vê wateyê ku her çira dema ku bi voltaja 12 Volt ve girêdayî be, dê bi hêza herî zêde 24 Watt ronî bibe.
Berxwedana her lampê bi karanîna formula hêzê tê hesibandin:
R = V2 / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ohm
Herdu çira bi paralel ve girêdayî ne, ji ber vê yekê berxwedana wan wiha ye:
1 / R12 = 1/R1 +1/R2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ohm
Herdu çira bi berxwedêrek 2 Ohm ve girêdayî ne, ji ber vê yekê berxwedana wekhev ev e:
R = 3 Ohm + 2 Ohm = 5 Ohm
Ji ber vê yekê berxwedana çerxê = R = 5 Ohm.
Herika elektrîkê ya ku di çerxerêyê de diherike hesab bike:
Eger her du çira bi asta geşiya 25% vêkevin, wê demê her du çira bi hêza 25/100 x 24 Watt = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Watt vêkevin.
Herika elektrîkê ya ku di çirayê re derbas dibe bi karanîna formula hêzê tê hesibandin:
I2 = P / R = 6 Watt / 6 Ohm = 1 Amper
Herika elektrîkê ya ku di her çirayekê re derbas dibe 1 Amper e. Herdu çira bi paralel ve girêdayî ne, ji ber vê yekê li gorî qanûna yekem a Kirchhoff, tevahî herika elektrîkê ya ku di her du çirayan re derbas dibe 2 Amper e. Herdu çira bi berxwedêrek 2 Ohm ve bi rêzê ve girêdayî ne, ji ber vê yekê herika elektrîkê ya ku di berxwedêra 2 Ohm re derbas dibe jî 2 Amper e.
Ji ber vê yekê herika elektrîkê ya di çerxê de diherike = I = 2 Amper e.
Voltaja çavkaniya emf hesab bike:
Voltaja elektrîkê ev e:
V = IR = (2 Amper)(5 Ohm) = 10 Volt
Ev voltaja çavkaniya EMF ye ku nirxa wê ne berî ku yek ji çirayan bişkê û ne jî piştî ku yek ji çirayan bişkê naguhere.
Berxwedana çerxê piştî ku yek ji çirayan vedimire hesab bike:
Eger yek ji çirayan biteqe, çiraya din a ku hîn jî vêketî ye bi rêzê ve bi berxwedêrek 2 Ohm ve tê girêdan. Bi vî awayî, berxwedêriya devreyê diguhere bo:
R = 6 Ohm + 2 Ohm = 8 Ohm
Herika elektrîkê ya ku piştî vemirandina yek ji çirayan di çerxê de diherike hesab bike:
Herika elektrîkê ya di çerxerêyê de diherike ev e:
I = V / R = 10 Volt / 8 Ohm = 1,25 Amper
Çira û berxwedêr bi rêzê ve girêdayî ne, da ku herika elektrîkê ya di devreyê de diherike = herika elektrîkê ya di çirayê de diherike = herika elektrîkê ya di berxwedêr de diherike.
Hêza lampa hesab bike:
Piştî ku yek ji çirayan vedimire, çirayên din bi hêza jêrîn vêdikevin:
P = VI = (10 Volt) (1,25 Amper) = 12,5 Watt
Tevgera elektronan
3. Giraniya elektronê wekî 9,1 x 10 tê zanîn-31 kg û barkirina elektronê 1,6 x 10-19 C. Cudahiya potansiyelê ya pêwîst ji bo lezandina elektronekê ji rêjeya 1 x 105 m/s dibe 3 x 105 m/s ye…
A. 28,4375 mV
B. 56,875 mV
C. 113,75 mV
D. 227,5 mV
Nîqaş
Tê zanîn ku:
Giraniya elektronê (m) = 9,1 x 10-31 kg
Barê elektronê (q) = 1,6 x 10-19 C
Leza destpêkê (vo) = 1 x 105 m/s —> vo2 = 1 x 1010 m2/s2
Leza dawî (vt) = 3 x 105 m/s —> vt2 = 9 x 1010 m2/s2
Pirsî: Cudahiya potansiyelê (V) ya pêwîst ji bo lezandina elektronekê
Bersiv:
Guherîna enerjiya potansiyel a elektrîkê = q V = (1,6 x 10-19 C) V
Guherîna enerjiya kînetîk = 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
Enerjî herheyî ye, ji ber vê yekê enerjiya potansiyel a elektrîkê vediguhere enerjiya kînetîk:
EPL winda kir = EK xuya bû
(1,6 x 10-19) V = 36,4 x 10-21
V = 36,4 x 10-21 / 1,6 x 10-19
V = 22,75 x 10-2 Wolt
V = 227,5 x 10-3 Wolt
V = 227,5 mîlîVolt
Bersiva rast D ye.
4. Pirsên Olîmpiyada Zanistê ya Neteweyî ya 2011an ji bo Dibistanên Navîn ên li Asta Regency/Bajar Hejmar 56
Di laboratuwarekê de, tîrêjek elektronan ber bi bakur ve tê avêtin. Ji jor ve, tê dîtin ku tîrêj ber bi çepê ve ditewe. Piştre, tîrêjek elektronan ber bi başûr ve tê avêtin. Ji jor ve, tê dîtin ku tîrêj ber bi çepê ve ditewe. Ev tê vê wateyê ku…
A. zeviya elektrîkê ku ber bi rojava ve nîşan dide
B. zeviya elektrîkê ya ku ber bi rojhilat ve nîşan dide
C. zeviya magnetîkî ya ku ber bi jor ve ye
D. zeviya magnetîkî ya ku ber bi jêr ve ye
Nîqaş
Elektron barkeke elektrîkî ne û dema ku di zeviyeke elektrîkî an magnetîkî de ne, dikarin ji hêla hêzên elektrîkî an magnetîkî ve werin tevgerandin. Cûdahî ev e ku hêzên elektrîkî dikarin elektronan hem dema ku ew bêhna xwe vedidin û hem jî dema ku ew diçin û tên, bigerînin, lê hêzên magnetîkî tenê dikarin elektronan dema ku ew diçin û tên, bigerînin.
Cûdahiyek din jî ew e ku hêza elektrîkê di heman arasteyê de ye ku qada elektrîkê ye, lê hêza magnetîkî li gorî qada magnetîkî perpendîkular e. Ji ber vê yekê, heke elektronek ji hêla hêzek elektrîkê ve were tevgerandin, arasteya tevgera wê bi arasteya qada elektrîkê re wekhev e. Berevajî vê, heke elektronek ji hêla hêzek magnetîkî ve were tevgerandin, arasteya tevgera wê bi arasteya hêza magnetîkî re wekhev e, ku perpendîkular li gorî arasteya qada magnetîkî ye.
Li gorî pirsa jorîn, xuya dike ku dema elektronek ber bi bakur ve tê avêtin, ew ber bi çepê (ber bi rojava) ve tê xwarê, û dema ku ew ber bi başûr ve tê avêtin, ew ber bi çepê (ber bi rojhilat) ve tê xwarê. Ger elektronek ji hêla hêzek elektrîkê ve were xwarê, wê hingê rêça hêza elektrîkê, ku bi rêça qada elektrîkê re wekhev e, her gav diguhere. Divê rêça qada elektrîkê sabît be. Ji ber vê yekê, elektron ji hêla hêza elektrîkê ve nayê xwarê.
Dikare were encam kirin ku hêza manyetîk elektronan diguherîne. Ji bo diyarkirina arasteya hêza manyetîk (arasteya ku elektron têne guheztin), arasteya qada manyetîk û arasteya ku elektron têne avêtin, qaîdeya destê rastê bikar bînin.
Qanûna destê rastê wekî ku li jêr hatiye ravekirin bicîh bîne. Destê xwe yê rastê dirêj bike, tiliya xwe rast bike û çar tiliyên xwe yên din bigire. Tiliya xwe bi cih bike ku ber bi bakur ve (aliyê tevgera elektronan) û çar tiliyên te ber bi rojava ve (aliyê hêza magnetîkî = aliyê xwarbûna elektronan) nîşan bide, paşê pişta destê te yê rastê ber bi jêr ve (aliyê qada magnetîkî) nîşan bide. Berevajî vê, tiliya xwe bi cih bike ku ber bi başûr ve (aliyê tevgera elektronan) û çar tiliyên te ber bi rojhilat ve (aliyê hêza magnetîkî = aliyê xwarbûna elektronan) nîşan bide, paşê pişta destê te yê rastê ber bi jêr ve (aliyê qada magnetîkî) nîşan bide. Dikare were encam kirin ku elektron di qadeke magnetîkî de ye ku ber bi jêr ve ye.
Bersiva rast D ye.
Çavkaniya pirsê:
Pirsên OSN yên Fîzîkê yên Dibistana Navîn
