28 Kuasa elektrik – masalah dan penyelesaian
1. Kira arus elektrik bagi lampu 10 Watt yang direka bentuk untuk 12 Volt.
Diketahui:
Kuasa (P) = 10 Watt
Voltan (V) = 220 Volt
Dikehendaki: Arus elektrik
Penyelesaian:
Kuasa lampu = 10 Watt = 10 Joule/saat
Persamaan di bawah menunjukkan hubungan antara kuasa elektrik (P), keupayaan elektrik (V) dan arus elektrik (I) yang dinyatakan dalam formula di bawah:
P = VI
Arus elektrik:
I = P / V = 10 / 220 = 1/22 = 0.045 Ampere
2. Kira kuasa elektrik mengikut litar elektrik di bawah.
Diketahui:
Perintang 1 (R1 ) = 6 Ω
Perintang 2 (R2 ) = 6 Ω
Voltan elektrik (V) = 24 Volt
Dikehendaki: Kuasa elektrik
Penyelesaian:
Perintang setara:
R1 dan R2 disambungkan secara bersiri. Perintang setara :
R = R 1 + R 2 = 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω
Arus elektrik:
I = V/R = 24/12 = 2 Ampere
Kuasa elektrik:
P = VI = (24)(2) = 48 Watt = 48 Joule/saat
3. Kira arus elektrik bagi 3 kiloWatt yang direka bentuk untuk 150 Volt.
Diketahui:
Kuasa elektrik (P) = 3 kiloWatt = 3000 Watt
Voltan elektrik (V) = 150 Volt
Dikehendaki: Arus elektrik (I)
Penyelesaian:
Hubungan kuasa elektrik (P), keupayaan elektrik (V) dan arus elektrik (I) dinyatakan dalam formula di bawah:
P = VI
Arus elektrik:
I = P / V
I = 3000 Watt / 150 Volt
I = 20 Ampere
4. Kira kuasa untuk perintang \(10\,\Omega\) dengan arus \(5\,A\).
Penyelesaian: \( P = I^2 R = 5^2 \darab 10 = 250\,W \)
5. Tentukan kuasa untuk litar dengan rintangan \(12\,V\) dan \(4\,Omega\).
Penyelesaian: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{12^2}{4} = 36\,W \)
6. Sebuah mentol \(60\,W\) beroperasi selama \(3\,j\). Kirakan tenaga yang digunakan.
Penyelesaian: \( E = Pt = 60 \darab 3 = 180\,Wh = 0.18\,kWh \)
7. Kira arus untuk perkakas \(200\,W\) pada bekalan \(100\,V\).
Penyelesaian: \( I = \frac{P}{V} = \frac{200}{100} = 2\,A \)
8. Cari rintangan pemanas yang menggunakan \(1200\,W\) pada \(240\,V\).
Penyelesaian: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{240^2}{1200} = 48\,\Omega \)
9. Bateri \(9\,V\) disambungkan kepada perintang \(3\,\Omega\). Cari kuasa yang dilesapkan.
Penyelesaian: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{9^2}{3} = 27\,W \)
10. Kira kuasa dalam perintang \(10\,\Omega\) dengan bekalan \(100\,V\).
Penyelesaian: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{100^2}{10} = 1000\,W \)
11. Tentukan voltan yang diperlukan untuk melesapkan \(50\,W\) dalam perintang \(10\,\Omega\).
Penyelesaian: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{50 \times 10} = 22.36\,V \)
12. Sebuah motor menggunakan \(1500\,W\) dan berjalan selama \(4\,j\). Cari tenaga yang digunakan.
Penyelesaian: \( E = Pt = 1500 \darab 4 = 6000\,Wh = 6\,kWh \)
13. Cari arus bekalan \(240\,V\) jika kuasanya ialah \(1200\,W\).
Penyelesaian: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1200}{240} = 5\,A \)
14. Kirakan rintangan untuk mentol \(100\,W\) yang beroperasi pada \(200\,V\).
Penyelesaian: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{200^2}{100} = 400\,\Omega \)
15. Tentukan kuasa dalam litar \(3\,A\) dengan perintang \(15\,Omega\).
Penyelesaian: \( P = I^2 R = 3^2 \darab 15 = 135\,W \)
16. Kira voltan yang diperlukan untuk melesapkan \(100\,W\) dalam perintang \(20\,\Omega\).
Penyelesaian: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{100 \times 20} = 44.72\,V \)
17. Cari tenaga yang digunakan oleh kipas \(300\,W\) yang berjalan selama \(2\,j\).
Penyelesaian: \( E = Pt = 300 \darab 2 = 600\,Wh = 0.6\,kWh \)
18. Kira arus dalam litar dengan kuasa \(1000\,W\) dan voltan \(250\,V\).
Penyelesaian: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{250} = 4\,A \)
19. Tentukan rintangan pembakar roti \(400\,W\) yang beroperasi pada \(100\,V\).
Penyelesaian: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{100^2}{400} = 25\,\Omega \)
20. Cari kuasa untuk voltan \(20\,V\) merentasi perintang \(5\,\Omega\).
Penyelesaian: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{20^2}{5} = 80\,W \)
21. Kira voltan yang diperlukan untuk membekalkan \(200\,W\) kepada perintang \(25\,\Omega\).
Penyelesaian: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{200 \times 25} = 50\,V \)
22. Tentukan tenaga yang digunakan oleh mesin \(500\,W\) yang berjalan selama \(5\,j\).
Penyelesaian: \( E = Pt = 500 \darab 5 = 2500\,Wh = 2.5\,kWh \)
23. Cari arus untuk mentol \(60\,W\) yang beroperasi pada \(120\,V\).
Penyelesaian: \( I = \frac{P}{V} = \frac{60}{120} = 0.5\,A \)
24. Kirakan rintangan untuk lampu \(40\,W\) yang berjalan pada \(20\,V\).
Penyelesaian: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{20^2}{40} = 10\,\Omega \)
25. Tentukan kuasa dalam litar \(5\,A\) dengan perintang \(12\,Omega\).
Penyelesaian: \( P = I^2 R = 5^2 \darab 12 = 300\,W \)
26. Kira voltan yang diperlukan untuk menghantar \(150\,W\) kepada perintang \(15\,\Omega\).
Penyelesaian: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{150 \times 15} = 61.24\,V \)
27. Cari tenaga yang digunakan oleh penghawa dingin \(800\,W\) yang beroperasi selama \(3\,j\).
Penyelesaian: \( E = Pt = 800 \darab 3 = 2400\,Wh = 2.4\,kWh \)
28. Tentukan arus dalam litar dengan kuasa \(500\,W\) dan voltan \(125\,V\).
Penyelesaian: \( I = \frac{P}{V} = \frac{500}{125} = 4\,A \)
