25 Enerġija elettrika – problemi u soluzzjonijiet
1. Lampa elettrika ta' 220 V – 5 A tintuża għal 30 minuta. Kemm teħtieġ enerġija?
Soluzzjoni:
Vultaġġ (V) = 220 Volt
Kurrent elettriku (I) = 5 Ampere
Ħin (t) = 30 minuta = 30 x 60 sekonda = 1800 sekonda
Qawwa elettrika (P):
P = VI = (220 Volt)(5 Ampere) = 1100 Volt Ampere = 1100 Watt = 1100 Joule/sekonda
Enerġija elettrika = Qawwa elettrika x ħin = (1100 Joule/sekonda)(1800 sekonda)
Enerġija elettrika = 1,980,000 Joules = 1,980 kiloJoules
2. Ħadid tal-issaldjar ta' 220 V – 60 W jintuża għal 4 minuti. Kemm teħtieġ enerġija.
Magħruf:
Qawwa (P) = 60 Watts = 60 Joules/sekonda
Vultaġġ (V) = 220 Volt
Ħin (t) = 4 minuta = 4 x 60 sekonda = 240 sekonda
Meħtieġa: Enerġija elettrika
Soluzzjoni:
220 Volt – 60 Watt tfisser li l-istann elettriku jaħdem tajjeb jekk id-differenza potenzjali jew il-vultaġġ hija ta' 220 volt u għandu qawwa ta' 60 Watt = 60 Joules/sekonda, li jfisser li l-istann elettriku juża l-enerġija ta' 60 Joules kull sekonda.
Enerġija elettrika = qawwa elettrika x intervall ta' ħin = (60 Joules/sekonda)(240 sekonda) = 14,400 Joules.
3. L-enerġija użata mill-ħadid għal minuta hija ta' 33 kJ, f'vultaġġ ta' 220 volt. Kemm hi kbira l-kurrent fil-ħadid.
Magħruf:
Intervall ta' ħin (t) = minuta waħda = 60 sekonda
Enerġija (W) = 33 kiloJoules = 33,000 Joules
Vultaġġ (V) = 220 Volt
Meħtieġ: Kurrent elettriku (I)
Soluzzjoni:
L-enerġija elettrika hija l-enerġija elettrika użata matul ċertu intervall ta' żmien.
P = W / t = 33,000 Joules / 60 sekonda
P = 550 Watt
Kurrent elettriku:
I = P / V = 550 / 220 = 2.5 Amperes
4. Xi ħadd jara t-TV bħala medja 6 sigħat kuljum. It-TV huwa konness ma' vultaġġ ta' 220 Volt sabiex il-kurrent elettriku li jgħaddi mit-TV ikun ta' 0.5 Amperes. Jekk il-kumpanija tal-elettriku titlob $0.092 għal kull kWh, allura l-ispiża tal-użu tal-enerġija elettrika għat-TV għal xahar (30 jum) hija...
Magħruf:
Intervall ta' ħin = 6 sigħat x 30 = 180 siegħa
Vultaġġ (V) = 220 Volt
Kurrent elettriku (I) = 0.5 Ampere
Meħtieġ: L-ispiża fix-xahar
Soluzzjoni:
Il-Qawwa tat-TV:
P = VI = (220 Volt)(0.5 Ampere) = 110 Volt Ampere = 110 Watt
Enerġija elettrika = qawwa elettrika x intervall ta' ħin
Enerġija elettrika tat-TV = 110 Watt x 180 siegħa = 19800 Watt siegħa = 19.8 kilo Watt siegħa = 19.8 kilo Watt siegħa = 19.8 kWh
L-ispiża tal-użu tal-enerġija elettrika għat-TV għal xahar:
19.8 kWh x $0.092/kWh = $1.8216
5. F’dar hemm 4 lampi ta’ 20 Watt, 2 lampi ta’ 10 Watt, 3 lampi ta’ 40 Watt, li jintużaw 5 sigħat kuljum. Jekk il-ħlas tal-kumpanija tal-elettriku huwa ta’ 0.092 għal kull kWh, allura l-ispiża tal-użu tal-enerġija elettrika għal xahar (30 jum) hija ….
Magħruf:
4 lampi ta' 20 Watt = 4 x 20 Watt = 80 Watt
2 lampi ta' 10 Watt = 2 x 10 Watt = 20 Watt
3 lampi ta' 40 Watt = 3 x 40 Watt = 120 Watt
Qawwa totali (W) = 80 Watt + 20 Watt + 120 Watt = 220 Watt
Intervall ta' ħin (t) = 5 sigħat x 30 = 150 siegħa
Meħtieġ: L-ispiża tal-użu tal-enerġija elettrika għal xahar (30 jum)
Soluzzjoni:
Enerġija elettrika = qawwa elettrika x intervall ta' ħin = 220 Watt x 150 siegħa = 33,000 Watt siegħa = 33 kilo Watt siegħa = 33 kilo Watt siegħa = 33 kWh
L-ispiża tal-użu tal-enerġija elettrika għal xahar wieħed (30 jum)
(33 kWh)(0.092/kWh) = $3.036
6. Ċirkwit għandu reżistenza ta' \(5\Omega\) u kurrent ta' \(2A\). Sib l-enerġija elettrika.
Soluzzjoni: (P = IV = 2A × 5Ω = 10W)
7. Batterija ta' \(10V\) hija konnessa ma' reżistur ta' \(2\Omega\). Ikkalkula l-kurrent.
Soluzzjoni: (I = \frac{V}{R} = \frac{10V}{2\Omega} = 5A)
8. Bozza tad-dawl b'qawwa ta' \(60W\) taħdem fuq provvista ta' \(120V\). Sib ir-reżistenza.
Soluzzjoni: (R = \frac{V^2}{P} = \frac{120^2}{60} = 240\Omega)
9. Ikkalkula l-enerġija kkunsmata minn bozza ta' \(100W\) f'\(2\) sigħat.
Soluzzjoni: (E = Pt = 100W × 2h = 200Wh = 0.2kWh)
10. Kondensatur ta' \(20\mu F\) jiġi ċċarġjat għal \(50V\). Sib l-enerġija maħżuna.
Soluzzjoni: (E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-6}F \times 50^2 = 25mJ)
11. Iddetermina l-kurrent f'induttur ta' \(10mH\) meta r-rata tal-bidla tal-kurrent hija \(5A/s\).
Soluzzjoni: (V = L\frac{di}{dt} = 10 × 10^{-3}H × 5A/s = 50mV)
12. Sib it-telf tal-qawwa f'linja ta' trasmissjoni b'reżistenza ta' \(8\Omega\) u kurrent ta' \(3A\).
Soluzzjoni: (P = I^2R = 3^2 × 8\Omega = 72W)
13. Transformer għandu vultaġġ primarju ta' \(120V\) u vultaġġ sekondarju ta' \(240V\). Jekk il-kurrent primarju huwa \(2A\), sib il-kurrent sekondarju.
Soluzzjoni: Kurrent sekondarju = ( \frac{{\text{{Vultaġġ primarju}}}}{{\text{{Vultaġġ sekondarju}}}} \times \text{{Kurrent primarju}} = \frac{{120V}}{{240V}} \times 2A = 1A \)
14. Ikkalkula r-reattanza ta' induttur ta' \(50Hz\), \(0.2H\).
Soluzzjoni: \(
15. Sib il-kapaċitanza totali ta' tliet capacitors ta' \(10\mu F\) konnessi f'serje.
Soluzzjoni: ( \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. Superkapaċitatur ta' \(0.1F\) huwa ċċarġjat għal \(5V\). Sib l-enerġija maħżuna.
Soluzzjoni: (E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 5^2 = 1.25J)
17. Ikkalkula l-fattur tal-qawwa ta' ċirkwit b'qawwa reali ta' \(60W\) u qawwa apparenti ta' \(75VA\).
Soluzzjoni: Fattur tal-qawwa = \( \frac{{\text{{Qawwa Reali}}}}{{\text{{Qawwa Apparenti}}}} = \frac{{60W}}{{75VA}} \approx 0.8 \)
18. Sib ir-reżistenza ekwivalenti ta' żewġ reżisturi \(4\Omega\) f'parallel.
Soluzzjoni: ( \( \frac{1}{{R_{\text{{eq}}}}} = \frac{1}{{R_1}} + \frac{1}{{R_2}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} = \frac{1}{2}, R_{\text{{eq}}} = 2\Omega \)
19. Iddetermina l-impedenza ta' ċirkwit b'reżistenza ta' \(5\Omega\) u reattanza ta' \(12\Omega\).
Soluzzjoni: (Z = R² + X² = 5² + 12² madwar 13.34Ω)
15. Ikkalkula l-valur RMS ta' vultaġġ sinusoidali b'valur massimu ta' \(120V\).
Soluzzjoni: (V_{\text{{RMS}}} = \frac{{V_{\text{{peak}}}}}{\sqrt{2}} \approx 84.85V)
16. Sib il-qawwa dissipata f'reżistur ta' \(5\Omega\) b'kurrent ta' \(4A\).
Soluzzjoni: (P = I^2R = 4^2 × 5\Omega = 80W)
17. Ikkalkula l-frekwenza ta' induttur ta' \(25mH\) b'reattanza ta' \(50\Omega\).
Soluzzjoni: (f = \frac{{X_L}}{{2\pi L}} = \frac{50}{{2\pi \times 25 \times 10^{-3}}} \approx 31.83Hz)
18. Iddetermina l-kurrent f'reżistur ta' \(20\Omega\) b'provvista ta' \(100V\).
Soluzzjoni: (I = \frac{V}{R} = \frac{100V}{20\Omega} = 5A)
19. Sib l-induttanza totali ta' żewġ indutturi ta' \(10mH\) konnessi b'mod parallel.
Soluzzjoni: ( \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. Ikkalkula l-enerġija kkunsmata minn ħadid ta' \(1500W\) użat għal \(0.5\) sigħat.
Soluzzjoni: (E = Pt = 1500W × 0.5h = 750Wh = 0.75kWh)
