25 ພະລັງງານໄຟຟ້າ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ
1. ໃຊ້ໂຄມໄຟໄຟຟ້າ 220 V – 5 A ເປັນເວລາ 30 ນາທີ. ມັນໃຊ້ພະລັງງານເທົ່າໃດ?
ວິທີແກ້ໄຂ:
ແຮງດັນ (V) = 220 ໂວນ
ກະແສໄຟຟ້າ (I) = 5 ແອມແປ
ເວລາ (t) = 30 ນາທີ = 30 x 60 ວິນາທີ = 1800 ວິນາທີ
ພະລັງງານໄຟຟ້າ (P):
P = VI = (220 Volt)(5 Ampere) = 1100 Volt Ampere = 1100 Watt = 1100 Joule/ວິນາທີ
ພະລັງງານໄຟຟ້າ = ພະລັງງານໄຟຟ້າ x ເວລາ = (1100 ຈູນ/ວິນາທີ) (1800 ວິນາທີ)
ພະລັງງານໄຟຟ້າ = 1,980,000 ຈູລ = 1,980 ກິໂລຈູລ
2. ໃຊ້ເຫຼັກສາງ 220 V – 60 W ເປັນເວລາ 4 ນາທີ. ມັນໃຊ້ພະລັງງານເທົ່າໃດ.
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ພະລັງງານ (P) = 60 ວັດ = 60 ຈູນ/ວິນາທີ
ແຮງດັນ (V) = 220 ໂວນ
ເວລາ (t) = 4 ນາທີ = 4 x 60 ວິນາທີ = 240 ວິນາທີ
ຕ້ອງການ: ພະລັງງານໄຟຟ້າ
ວິທີແກ້ໄຂ:
220 ໂວນ – 60 ວັດ ໝາຍຄວາມວ່າເຄື່ອງເຊື່ອມໄຟຟ້າເຮັດວຽກໄດ້ດີ ຖ້າຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີທ່າແຮງ ຫຼື ແຮງດັນໄຟຟ້າແມ່ນ 220 ໂວນ ແລະ ມີພະລັງງານ 60 ວັດ = 60 ຈູນ/ວິນາທີ, ໝາຍຄວາມວ່າເຄື່ອງເຊື່ອມໄຟຟ້າໃຊ້ພະລັງງານ 60 ຈູນຕໍ່ວິນາທີ.
ພະລັງງານໄຟຟ້າ = ພະລັງງານໄຟຟ້າ x ໄລຍະເວລາ = (60 ຈູນ/ວິນາທີ) (240 ວິນາທີ) = 14,400 ຈູນ.
3. ພະລັງງານທີ່ໃຊ້ໂດຍເຕົາລີດເປັນເວລາ 1 ນາທີແມ່ນ 33 kJ, ທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າ 220 ໂວນ. ກະແສໄຟຟ້າໃນເຕົາລີດມີປະລິມານເທົ່າໃດ.
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ຊ່ວງເວລາ (t) = 1 ນາທີ = 60 ວິນາທີ
ພະລັງງານ (W) = 33 ກິໂລຈູລ = 33,000 ຈູລ
ແຮງດັນ (V) = 220 ໂວນ
ຕ້ອງການ: ກະແສໄຟຟ້າ (I)
ວິທີແກ້ໄຂ:
ພະລັງງານໄຟຟ້າແມ່ນພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ໃນຊ່ວງເວລາໃດໜຶ່ງ.
P = W / t = 33,000 Joules / 60 ວິນາທີ
P = 550 ວັດ
ກະແສໄຟຟ້າ:
I = P / V = 550 / 220 = 2.5 ແອມແປຣ໌
4. ມີຄົນເບິ່ງໂທລະພາບໂດຍສະເລ່ຍ 6 ຊົ່ວໂມງຕໍ່ມື້. ໂທລະພາບເຊື່ອມຕໍ່ກັບແຮງດັນໄຟຟ້າ 220 ໂວນ ດັ່ງນັ້ນກະແສໄຟຟ້າຈຶ່ງໄຫຼຜ່ານໂທລະພາບແມ່ນ 0.5 ແອມແປ. ຖ້າບໍລິສັດໄຟຟ້າຄິດຄ່າບໍລິການ 0.092 ໂດລາຕໍ່ກິໂລວັດໂມງ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການໃຊ້ພະລັງງານໄຟຟ້າສຳລັບໂທລະພາບເປັນເວລາ 1 ເດືອນ (30 ມື້) ແມ່ນ...
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ຊ່ວງເວລາ = 6 ຊົ່ວໂມງ x 30 = 180 ຊົ່ວໂມງ
ແຮງດັນ (V) = 220 ໂວນ
ກະແສໄຟຟ້າ (I) = 0.5 ແອມແປ
ຕ້ອງການ: ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່ເດືອນ
ວິທີແກ້ໄຂ:
ພະລັງຂອງໂທລະພາບ:
P = VI = (220 Volt)(0.5 Ampere) = 110 Volt Ampere = 110 ວັດ
ພະລັງງານໄຟຟ້າ = ພະລັງງານໄຟຟ້າ x ໄລຍະເວລາ
ພະລັງງານໄຟຟ້າຂອງໂທລະພາບ = 110 ວັດ x 180 ຊົ່ວໂມງ = 19800 ວັດຊົ່ວໂມງ = 19.8 ກິໂລ ວັດຊົ່ວໂມງ = 19.8 ກິໂລ ວັດຊົ່ວໂມງ = 19.8 ກິໂລ ວັດຊົ່ວໂມງ = 19.8 ກິໂລວັດຊົ່ວໂມງ = 19.8 ກິໂລວັດຊົ່ວໂມງ
ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການໃຊ້ພະລັງງານໄຟຟ້າສຳລັບໂທລະພາບເປັນເວລາ 1 ເດືອນ:
19.8 kWh x $0.092/kWh = $1.8216
5. ໃນເຮືອນຫຼັງໜຶ່ງມີໂຄມໄຟ 20 ວັດ 4 ດວງ, ໂຄມໄຟ 10 ວັດ 2 ດວງ, ແລະ ໂຄມໄຟ 40 ວັດ 3 ດວງ, ໃຊ້ໄຟ 5 ຊົ່ວໂມງທຸກໆມື້. ຖ້າຄ່າບໍລິການຂອງບໍລິສັດໄຟຟ້າແມ່ນ 0.092 ຕໍ່ກິໂລວັດໂມງ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການໃຊ້ພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນເວລາ 1 ເດືອນ (30 ມື້) ແມ່ນ ....
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
ໂຄມໄຟ 4 ໜ່ວຍ 20 ວັດ = 4 x 20 ວັດ = 80 ວັດ
ໂຄມໄຟ 2 ໜ່ວຍ 10 ວັດ = 2 x 10 ວັດ = 20 ວັດ
ໂຄມໄຟ 3 ໜ່ວຍ 40 ວັດ = 3 x 40 ວັດ = 120 ວັດ
ພະລັງງານທັງໝົດ (W) = 80 ວັດ + 20 ວັດ + 120 ວັດ = 220 ວັດ
ຊ່ວງເວລາ (t) = 5 ຊົ່ວໂມງ x 30 = 150 ຊົ່ວໂມງ
ຕ້ອງການ: ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການໃຊ້ພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນເວລາ 1 ເດືອນ (30 ມື້)
ວິທີແກ້ໄຂ:
ພະລັງງານໄຟຟ້າ = ພະລັງງານໄຟຟ້າ x ໄລຍະເວລາ = 220 ວັດ x 150 ຊົ່ວໂມງ = 33,000 ວັດຊົ່ວໂມງ = 33 ກິໂລ ວັດຊົ່ວໂມງ = 33 ກິໂລ ວັດຊົ່ວໂມງ = 33 ກິໂລ ວັດຊົ່ວໂມງ = 33 ກິໂລວັດຊົ່ວໂມງ = 33 ກິໂລວັດຊົ່ວໂມງ
ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການໃຊ້ພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນເວລາ 1 ເດືອນ (30 ມື້)
(33 ກິໂລວັດໂມງ) (0.092/ກິໂລວັດໂມງ) = $3.036
6. ວົງຈອນມີຄວາມຕ້ານທານ \(5\Omega\) ແລະກະແສໄຟຟ້າ \(2A\). ຈົ່ງຊອກຫາພະລັງງານໄຟຟ້າ.
ວິທີແກ້ໄຂ: \( P = IV = 2A \ຄູນ 5 \Omega = 10W \)
7. ແບັດເຕີຣີ \(10V\) ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕົວຕ້ານທານ \(2\Omega\). ຄິດໄລ່ກະແສໄຟຟ້າ.
ວິທີແກ້ໄຂ: \( I = \frac{V}{R} = \frac{10V}{2\Omega} = 5A \)
8. ຫລອດໄຟທີ່ມີລະດັບໄຟຟ້າ \(60W\) ເຮັດວຽກດ້ວຍແຫຼ່ງຈ່າຍໄຟຟ້າ \(120V\). ຈົ່ງຊອກຫາຄວາມຕ້ານທານ.
ວິທີແກ້ໄຂ: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{120^2}{60} = 240\Omega \)
9. ຄິດໄລ່ພະລັງງານທີ່ໃຊ້ໂດຍຫລອດໄຟ 100W ໃນເວລາ 2 ຊົ່ວໂມງ.
ວິທີແກ້ໄຂ: \( E = Pt = 100W \ ຄູນ 2 ຊົ່ວໂມງ = 200Wh = 0.2kWh \)
10. ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າ \(20\mu F\) ຖືກສາກໄຟໃຫ້ກັບ \(50V\). ຈົ່ງຊອກຫາພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້.
ຄຳຕອບ: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \ຄູນ 20 \ຄູນ 10^{-6}F \ຄູນ 50^2 = 25mJ \)
11. ກຳນົດກະແສໄຟຟ້າໃນຕົວນຳໄຟຟ້າ \(10mH\) ເມື່ອອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງກະແສໄຟຟ້າແມ່ນ \(5A/s\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \( V = L\frac{di}{dt} = 10 \ຄູນ 10^{-3}H \ຄູນ 5A/s = 50mV \)
12. ຈົ່ງຊອກຫາການສູນເສຍພະລັງງານໃນສາຍສົ່ງທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານ \(8\Omega\) ແລະກະແສໄຟຟ້າ \(3A\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \( P = I^2R = 3^2 \ຄູນ 8 \Omega = 72W \)
13. ໝໍ້ແປງໄຟຟ້າມີແຮງດັນໄຟຟ້າປະຖົມເປັນ \(120V\) ແລະແຮງດັນໄຟຟ້າສຳຮອງເປັນ \(240V\). ຖ້າກະແສໄຟຟ້າປະຖົມເປັນ \(2A\), ໃຫ້ຊອກຫາກະແສໄຟຟ້າສຳຮອງ.
ວິທີແກ້ໄຂ: ກະແສໄຟຟ້າສຳຮອງ = \( \frac{{\text{{ແຮງດັນໄຟຟ້າຕົ້ນຕໍ}}}}{{\text{{ແຮງດັນໄຟຟ້າສຳຮອງ}}}}} \times \text{{ກະແສໄຟຟ້າຕົ້ນຕໍ}} = \frac{{120V}}{{240V}} \times 2A = 1A \)
14. ຄິດໄລ່ຄ່າຣີອາແກັນຂອງຕົວນຳໄຟຟ້າ \(50Hz\), \(0.2H\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(
15. ຈົ່ງຊອກຫາຄວາມຈຸທັງໝົດຂອງຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າ ∙(10∙Mu F∙) ສາມຕົວທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນເປັນຊຸດ.
ວິທີແກ້ໄຂ: \( \frac{1}{{C_{\text{{total}}}} = \frac{1}{{C_1}} + \frac{1}{{C_2}} + \frac{1}{{C_3}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{3}{10}, C_{\text{{total}}} = \frac{10}{3} \mu F \approx 3.33\mu F \)
16. ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າຊຸບເປີຄາປາຊິເຕີ (0.1F) ຖືກສາກໄຟໃຫ້ກັບ (5V). ຈົ່ງຊອກຫາພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້.
ຄຳຕອບ: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 5^2 = 1.25J \)
17. ຄິດໄລ່ຕົວຄູນພະລັງງານຂອງວົງຈອນທີ່ມີພະລັງງານຕົວຈິງ \(60W\) ແລະພະລັງງານປາກົດ \(75VA\).
ວິທີແກ້ໄຂ: ຕົວຄູນພະລັງງານ = \( \frac{{\text{{ພະລັງງານທີ່ແທ້ຈິງ}}}}{{\text{{ພະລັງງານປາກົດ}}}} = \frac{{60W}}{{75VA}} \approx 0.8 \)
18. ຈົ່ງຊອກຫາຄວາມຕ້ານທານທຽບເທົ່າຂອງຕົວຕ້ານທານ ₁₂ (4₄Omega) ສອງຕົວທີ່ຂະໜານກັນ.
ວິທີແກ້ໄຂ: \( \frac{1}{{R_{\text{{eq}}}}} = \frac{1}{{R_1}} + \frac{1}{{R_2}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} = \frac{1}{2}, R_{\text{{eq}}} = 2\Omega \)
19. ກຳນົດຄວາມຕ້ານທານຂອງວົງຈອນທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານ ∙(5∙Omega∙) ແລະ ປະຕິກິລິຍາ ∙(12∙Omega∙).
ວິທີແກ້ໄຂ: Z = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{5^2 + 12^2} \ປະມານ 13.34 \Omega \)
15. ຄິດໄລ່ຄ່າ RMS ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າແບບ sinusoidal ທີ່ມີຄ່າສູງສຸດ \(120V\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \( V_{\text{{RMS}}} = \frac{{V_{\text{{peak}}}}}{\sqrt{2}} \approx 84.85V \)
16. ຈົ່ງຊອກຫາພະລັງງານທີ່ກະຈາຍໄປໃນຕົວຕ້ານທານ \(5\Omega\) ທີ່ມີກະແສໄຟຟ້າ \(4A\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \( P = I^2R = 4^2 \ຄູນ 5 \Omega = 80W \)
17. ຄິດໄລ່ຄວາມຖີ່ຂອງຕົວນຳໄຟຟ້າ \(25mH\) ທີ່ມີຄວາມຣີແອັກແທນສ໌ \(50\Omega\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \( f = \frac{{X_L}}{{2\pi L}} = \frac{50}{{2\pi \times 25 \times 10^{-3}}} \approx 31.83Hz \)
18. ກຳນົດກະແສໄຟຟ້າໃນຕົວຕ້ານທານ \(20\Omega\) ດ້ວຍແຫຼ່ງຈ່າຍໄຟຟ້າ \(100V\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \( I = \frac{V}{R} = \frac{100V}{20\Omega} = 5A \)
19. ຈົ່ງຊອກຫາຄວາມດຸ່ນດ່ຽງທັງໝົດຂອງສອງຕົວນຳໄຟຟ້າ \(10mH\) ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ຂະໜານກັນ.
ວິທີແກ້ໄຂ: \( \frac{1}{{L_{\text{{total}}}}} = \frac{1}{{L_1}} + \frac{1}{{L_2}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{1}{5}, L_{\text{{total}}} = 5mH \)
20. ຄິດໄລ່ພະລັງງານທີ່ໃຊ້ໂດຍເຕົາລີດ 1500W ເປັນເວລາ 0.5 ຊົ່ວໂມງ.
ວິທີແກ້ໄຂ: \( E = Pt = 1500W \ ຄູນ 0.5 ຊົ່ວໂມງ = 750Wh = 0.75kWh \)
