വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിന്റെയും ശക്തിയുടെയും സൂത്രവാക്യം

വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിനും ശക്തിക്കും ഉദാഹരണ ചോദ്യങ്ങളും സൂത്രവാക്യങ്ങളും

ഊർജ്ജവും വൈദ്യുതിയും

1. ഒരു kWh ന് വൈദ്യുതി നിരക്ക് 400 രൂപയാണ്. ഒരു വീട്ടിൽ, 100 വാട്ട് ടിവി ഒരു ദിവസം ശരാശരി 4 മണിക്കൂർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ 20 വാട്ട് വീതമുള്ള രണ്ട് വിളക്കുകൾ ഒരു ദിവസം 10 മണിക്കൂർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രതിമാസം (30 ദിവസം) വൈദ്യുതി ഉപയോഗ ചെലവ്....

എ. ആർപി. 4.800,-
ബി. ആർപി. 9.600,-
സി. ആർപി. 19.200,-
ഡി. ആർപി. 21.120,-

ചർച്ച

ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:
വൈദ്യുതി നിരക്ക് 400 രൂപ/kWh ആണ്.
ടിവി പവർ = 1 x 100 വാട്ട് = 100 വാട്ട്, ടിവി ഉപയോഗ സമയം = 4 മണിക്കൂർ x 30 = 120 മണിക്കൂർ
വിളക്കിന്റെ പവർ = 2 x 20 വാട്ട് = 40 വാട്ട്, വിളക്കിന്റെ ഉപയോഗ സമയം = 10 മണിക്കൂർ x 30 = 300 മണിക്കൂർ
ചോദിച്ചു: പ്രതിമാസം വൈദ്യുതി ഉപയോഗ ചെലവ്
ഉത്തരം :
വൈദ്യുതോർജ്ജം = വൈദ്യുതോർജ്ജം x ഉപയോഗ സമയം
ടിവി വൈദ്യുതി = 100 വാട്ട് x 120 മണിക്കൂർ = 12.000 വാട്ട് മണിക്കൂർ
വിളക്കിന്റെ ഊർജ്ജം = 40 വാട്ട് x 300 മണിക്കൂർ = 12.000 വാട്ട് മണിക്കൂർ

ആകെ ഊർജ്ജം = 12.000 വാട്ട് മണിക്കൂർ + 12.000 വാട്ട് മണിക്കൂർ = 24.000 വാട്ട് മണിക്കൂർ = 24 കിലോ വാട്ട് മണിക്കൂർ = 24 കിലോവാട്ട് മണിക്കൂർ = 24 kWh
പ്രതിമാസം വൈദ്യുതി ഉപയോഗച്ചെലവ് = (24 kWh)(Rp. 400/kWh) = (24)(Rp. 400) = Rp. 9.600,-
ശരിയായ ഉത്തരം ബി ആണ്.

2. 24 വാട്ട് / 12 വോൾട്ട് എന്ന് ലേബൽ ചെയ്തിരിക്കുന്ന രണ്ട് വിളക്കുകൾ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, തുടർന്ന് 2 ഓം റെസിസ്റ്റർ ഉപയോഗിച്ച് പരമ്പരയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ സർക്യൂട്ട് പിന്നീട് ഒരു വോൾട്ടേജ് സ്രോതസ്സുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, അങ്ങനെ രണ്ട് വിളക്കുകളും അവയുടെ പരമാവധി തെളിച്ചത്തിന്റെ 25% മാത്രം പ്രകാശിക്കുന്നു. ഒരു വിളക്ക് പെട്ടെന്ന് പൊട്ടിയാൽ, മറ്റേ വിളക്ക് വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് പ്രകാശിക്കും....

എ. 12 വാട്ട്
ബി. 7,5 വാട്ട്സ്
സി. 6 വാട്ട്
ഡി. 3 വാട്ട്

ചർച്ച

പവർ ഫോർമുല:

പി = VI
ഐ = പിവി
അല്ലെങ്കിൽ
പി = VI —–> ഐ = വി / ആർ
പി = വി (വി / ആർ)
പി = വി² / ആർ
ആർ = വി² / പി
അല്ലെങ്കിൽ
പി = VI —–> വി = IR
പി = (IR) I
പി = ഐ² R
I² = പി / ആർ
വിവരണം: P = വൈദ്യുതോർജ്ജം, V = വൈദ്യുത വോൾട്ടേജ്, I = വൈദ്യുത പ്രവാഹം, R = വിളക്ക് പ്രതിരോധം

സർക്യൂട്ട് പ്രതിരോധം കണക്കാക്കുക:

രണ്ട് വിളക്കുകൾ ഓരോന്നിനും 24 വാട്ട് / 12 വോൾട്ട് എന്ന് അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, അതായത് 12 വോൾട്ട് വോൾട്ടേജിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഓരോ വിളക്കും പരമാവധി 24 വാട്ട് പവറിൽ പ്രകാശിക്കും.
ഓരോ വിളക്കിന്റെയും പ്രതിരോധം പവർ ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:
ആർ = വി² / പി = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 ഓംസ്
രണ്ട് വിളക്കുകളും സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ തുല്യമായ പ്രതിരോധം:
1 / R₁₂ = 1/ആർ₁ + 1/ആർ₂ = 1/6 + 1/6 = 2/6
R₁₂ = 6/2 = 3 ഓംസ്
രണ്ട് വിളക്കുകളും ഒരു 2 ഓം റെസിസ്റ്റർ ഉപയോഗിച്ച് ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ തത്തുല്യമായ പ്രതിരോധം:
ആർ = 3 ഓം + 2 ഓം = 5 ഓം
അപ്പോൾ സർക്യൂട്ട് പ്രതിരോധം = R = 5 ഓം.

സർക്യൂട്ടിൽ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം കണക്കാക്കുക:

രണ്ട് ലൈറ്റുകളും 25% തെളിച്ച നിലയോടെ ഓണാണെങ്കിൽ, രണ്ട് ലൈറ്റുകളും 25/100 x 24 വാട്ട്സ് = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 വാട്ട്സ് പവറിൽ ഓണായിരിക്കും.
വിളക്കിലൂടെ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം പവർ ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:
I² = P / R = 6 വാട്ട്സ് / 6 ഓംസ് = 1 ആമ്പിയർ
ഓരോ വിളക്കിലൂടെയും പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം 1 ആമ്പിയർ ആണ്. രണ്ട് വിളക്കുകളും സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ കിർച്ചോഫിന്റെ ആദ്യ നിയമം അനുസരിച്ച്, രണ്ട് വിളക്കുകളിലൂടെയും പ്രവഹിക്കുന്ന ആകെ വൈദ്യുത പ്രവാഹം 2 ആമ്പിയർ ആണ്. രണ്ട് വിളക്കുകളും 2 ഓം റെസിസ്റ്ററുമായി പരമ്പരയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ 2 ഓം റെസിസ്റ്ററിലൂടെ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹവും 2 ആമ്പിയർ ആണ്.
അപ്പോൾ സർക്യൂട്ടിൽ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം = I = 2 ആമ്പിയർ.

emf ഉറവിടത്തിന്റെ വോൾട്ടേജ് കണക്കാക്കുക:

വൈദ്യുത വോൾട്ടേജ് ഇതാണ്:
V = IR = (2 ആമ്പിയർ)(5 ഓം) = 10 വോൾട്ട്
വിളക്കുകളിൽ ഒന്ന് പൊട്ടുന്നതിനു മുമ്പോ വിളക്കുകളിൽ ഒന്ന് പൊട്ടുന്നതിനു ശേഷമോ മൂല്യം മാറാത്ത EMF ഉറവിടത്തിന്റെ വോൾട്ടേജാണിത്.

ഒരു ലൈറ്റ് പൊട്ടിയതിനുശേഷം സർക്യൂട്ട് പ്രതിരോധം കണക്കാക്കുക:
ഒരു വിളക്ക് പൊട്ടിയാൽ, ഇപ്പോഴും ഓണായിരിക്കുന്ന മറ്റേ ലൈറ്റ് ഒരു 2 ഓം റെസിസ്റ്ററുമായി ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. അങ്ങനെ, സർക്യൂട്ട് പ്രതിരോധം ഇതിലേക്ക് മാറുന്നു:
ആർ = 6 ഓം + 2 ഓം = 8 ഓം

ഒരു ലൈറ്റ് പൊട്ടിയതിനുശേഷം സർക്യൂട്ടിൽ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം കണക്കാക്കുക:

സർക്യൂട്ടിൽ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം:
I = V / R = 10 വോൾട്ട് / 8 ഓംസ് = 1,25 ആംപ്സ്
സർക്യൂട്ടിൽ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം = വിളക്കിൽ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം = റെസിസ്റ്ററിൽ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം എന്ന ക്രമത്തിൽ ലാമ്പും റെസിസ്റ്ററും ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

വിളക്കിന്റെ ശക്തി കണക്കാക്കുക:
ഒരു വിളക്ക് കേടായതിനുശേഷം, മറ്റേ വിളക്കുകൾ ഇനിപ്പറയുന്ന ശക്തിയോടെ പ്രകാശിക്കുന്നു:
പി = VI = (10 വോൾട്ട്)(1,25 ആമ്പിയർ) = 12,5 വാട്ട്

ഇലക്ട്രോൺ ചലനം

3. ഒരു ഇലക്ട്രോണിന്റെ പിണ്ഡം 9,1 x 10 ആണെന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു.^-31 കിലോയും ഇലക്ട്രോൺ ചാർജും 1,6 x 10^-19 സി. 1 x 10 എന്ന നിരക്കിൽ നിന്ന് ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ ആവശ്യമായ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം⁵ m/s 3 x 10 ആയി മാറുന്നു⁵ m/s ആണ്….
എ. 28,4375 എംവി
ബി. 56,875 എംവി
സി. 113,75 എംവി
ഡി. 227,5 എംവി
ചർച്ച
ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:
ഇലക്ട്രോൺ പിണ്ഡം (m) = 9,1 x 10^-31 kg
ഇലക്ട്രോൺ ചാർജ് (q) = 1,6 x 10^-19 C
പ്രാരംഭ പ്രവേഗം (v_o) = 1 x 10⁵ m/s —> v_o² = 1x10¹⁰ m²/s²
അന്തിമ പ്രവേഗം (v_t) = 3 x 10⁵ m/s —> v_t² = 9 x 1010 മീ²/s²
ചോദിച്ചു: ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ ആവശ്യമായ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം (V)
ഉത്തരം :
വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജിയിലെ മാറ്റം = q V = (1,6 x 10^-19 സിവി
ഗതികോർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം = EK_t – ഇ.കെ._o = 1/2 മീ (v_t² - വി_o²) = 1/2 (9,1 x 10^-31 കിലോ)(9 x 10¹⁰ m²/s² - 1 x 10¹⁰ m²/s²) = (4,55 x 10^-31 കിലോ)(8 x 10¹⁰ m²/s²) = 36,4 x 10^-21 കിലോഗ്രാം മീ²/s²

ഊർജ്ജം ശാശ്വതമായതിനാൽ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജി ഗതികോർജ്ജമായി മാറുന്നു:

EPL നഷ്ടപ്പെട്ടു = EK പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു
(1,6x10)^-19) വി = 36,4 x 10^-21
വി = 36,4 x 10^-21 / 1,6 x 10^-19
വി = 22,75 x 10^-2 വോൾട്ട്
വി = 227,5 x 10^-3 വോൾട്ട്
V = 227,5 മില്ലി വോൾട്ട്
ശരിയായ ഉത്തരം D ആണ്.

4. റീജൻസി/സിറ്റി ലെവൽ നമ്പർ 56 ലെ ജൂനിയർ ഹൈസ്കൂളുകൾക്കായുള്ള 2011 നാഷണൽ സയൻസ് ഒളിമ്പ്യാഡ് ചോദ്യങ്ങൾ
ഒരു ലബോറട്ടറിയിൽ, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒരു ബീം വടക്കോട്ട് എറിയുന്നു. മുകളിൽ നിന്ന്, ബീം ഇടതുവശത്തേക്ക് വളയുന്നതായി നിരീക്ഷിക്കുന്നു. തുടർന്ന്, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒരു ബീം തെക്കോട്ട് എറിയുന്നു. മുകളിൽ നിന്ന്, ബീം ഇടതുവശത്തേക്ക് വളയുന്നതായി നിരീക്ഷിക്കുന്നു. ഇതിനർത്ഥം ... ഉണ്ട് എന്നാണ്.
A. പടിഞ്ഞാറോട്ട് ചൂണ്ടുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലം
ബി. കിഴക്കോട്ട് ചൂണ്ടുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലം
സി. മുകളിലേക്ക് നയിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം
ഡി. താഴേക്ക് നയിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം
ചർച്ച
ഇലക്ട്രോണുകൾ വൈദ്യുത ചാർജുള്ളവയാണ്, അവ ഒരു വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ കാന്തിക മണ്ഡലത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ കാന്തിക ശക്തികളാൽ അവയെ ചലിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. വ്യത്യാസം എന്തെന്നാൽ, വൈദ്യുത ശക്തികൾക്ക് ഇലക്ട്രോണുകൾ വിശ്രമത്തിലായിരിക്കുമ്പോഴും ചലിക്കുമ്പോഴും ചലിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതേസമയം കാന്തിക ശക്തികൾക്ക് ഇലക്ട്രോണുകൾ ചലിക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ ചലിപ്പിക്കാൻ കഴിയൂ.
മറ്റൊരു വ്യത്യാസം, വൈദ്യുതശക്തി വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്തിന്റെ അതേ ദിശയിലായിരിക്കുമ്പോൾ, കാന്തികശക്തി കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് ലംബമായിരിക്കും എന്നതാണ്. അതിനാൽ, ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ ഒരു വൈദ്യുതശക്തി ചലിപ്പിച്ചാൽ, അതിന്റെ ചലനത്തിന്റെ ദിശ വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശയ്ക്ക് തുല്യമായിരിക്കും. നേരെമറിച്ച്, ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ഒരു കാന്തികശക്തിയാൽ ചലിപ്പിക്കപ്പെട്ടാൽ, അതിന്റെ ചലനത്തിന്റെ ദിശ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശയ്ക്ക് തുല്യമായിരിക്കും, അത് കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശയ്ക്ക് ലംബമാണ്.

മുകളിലുള്ള ചോദ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, ഒരു ഇലക്ട്രോൺ വടക്കോട്ട് വെടിവയ്ക്കുമ്പോൾ അത് ഇടതുവശത്തേക്ക് (പടിഞ്ഞാറോട്ട്) വ്യതിചലിക്കപ്പെടുന്നുവെന്നും, തെക്കോട്ട് വെടിവയ്ക്കുമ്പോൾ അത് ഇടതുവശത്തേക്ക് (കിഴക്ക്) വ്യതിചലിക്കപ്പെടുന്നുവെന്നും തോന്നുന്നു. ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ഒരു വൈദ്യുത ബലത്താൽ വ്യതിചലിക്കുകയാണെങ്കിൽ, വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശയ്ക്ക് തുല്യമായ വൈദ്യുത ബലത്തിന്റെ ദിശ എല്ലായ്പ്പോഴും മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കും. വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ സ്ഥിരമായിരിക്കണം. അതിനാൽ, വൈദ്യുത ബലത്താൽ ഇലക്ട്രോൺ വ്യതിചലിക്കപ്പെടുന്നില്ല.

കാന്തികബലം ഇലക്ട്രോണുകളെ വ്യതിചലിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം. കാന്തികബലത്തിന്റെ ദിശ (ഇലക്ട്രോണുകൾ വ്യതിചലിക്കുന്ന ദിശ), കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശ, ഇലക്ട്രോണുകൾ ജ്വലിക്കുന്ന ദിശ എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കാൻ, വലതുകൈ നിയമം ഉപയോഗിക്കുക.
താഴെ വിശദീകരിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ വലതുകൈ നിയമം പ്രയോഗിക്കുക. നിങ്ങളുടെ വലതുകൈ നീട്ടി, തള്ളവിരൽ നിവർത്തി, മറ്റ് നാല് വിരലുകൾ അടയ്ക്കുക. നിങ്ങളുടെ തള്ളവിരൽ വടക്കോട്ടും (ഇലക്ട്രോൺ ചലനത്തിന്റെ ദിശ) നിങ്ങളുടെ നാല് വിരലുകൾ പടിഞ്ഞാറോട്ടും (കാന്തികബലത്തിന്റെ ദിശ = ഇലക്ട്രോൺ വ്യതിയാനത്തിന്റെ ദിശ) ചൂണ്ടുന്ന തരത്തിൽ വയ്ക്കുക, തുടർന്ന് നിങ്ങളുടെ വലതുകൈയുടെ പിൻഭാഗം താഴേക്ക് ചൂണ്ടും (കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശ). നേരെമറിച്ച്, നിങ്ങളുടെ തള്ളവിരൽ തെക്കോട്ടും (ഇലക്ട്രോൺ ചലനത്തിന്റെ ദിശ) നിങ്ങളുടെ നാല് വിരലുകൾ കിഴക്കോട്ടും (കാന്തികബലത്തിന്റെ ദിശ = ഇലക്ട്രോൺ വ്യതിയാനത്തിന്റെ ദിശ) ചൂണ്ടുന്ന തരത്തിൽ വയ്ക്കുക, തുടർന്ന് നിങ്ങളുടെ വലതുകൈയുടെ പിൻഭാഗം താഴേക്ക് ചൂണ്ടും (കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ദിശ). ഇലക്ട്രോൺ താഴേക്ക് നയിക്കുന്ന ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിലാണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം.
ശരിയായ ഉത്തരം D ആണ്.

ചോദ്യ ഉറവിടം:

ജൂനിയർ ഹൈസ്കൂൾ ഫിസിക്സ് OSN ചോദ്യങ്ങൾ