Formula tal-enerġija elettrika u l-qawwa

Eżempji ta' mistoqsijiet u formuli għall-enerġija elettrika u l-qawwa

Enerġija u Qawwa Elettrika

1. Ir-rata tal-elettriku għal kull kWh hija Rp. 400. F'dar, TV ta' 100 Watt jaħdem għal medja ta' 4 sigħat kuljum, u żewġ lampi ta' 20 Watt kull waħda jintużaw għal 10 sigħat kuljum. L-ispiża tal-użu tal-elettriku fix-xahar (30 jum) hija….

A. Rp. 4.800,-
B. Rp. 9.600,-
Ċ. Rp. 19.200,-
D. Rp. 21.120,-

Diskussjoni

Huwa magħruf li:
It-tariffa tal-elettriku hija Rp. 400/kWh
Qawwa tat-TV = 1 x 100 Watt = 100 Watt u ħin ta' użu tat-TV = 4 sigħat x 30 = 120 siegħa
Qawwa tal-lampa = 2 x 20 Watt = 40 Watt u ħin tal-użu tal-lampa = 10 sigħat x 30 = 300 siegħa
Mistoqsi: Spiża tal-użu tal-elettriku kull xahar
Tweġiba:
Enerġija elettrika = qawwa elettrika x ħin ta' użu
Enerġija elettrika tat-TV = 100 Watt x 120 siegħa = 12.000 Watt siegħa
Enerġija tal-lampa = 40 Watt x 300 siegħa = 12.000 Watt siegħa

Enerġija totali = 12.000 Watt siegħa + 12.000 Watt siegħa = 24.000 Watt siegħa = 24 kilo Watt siegħa = 24 kilo Watt siegħa = 24 kWh
Spiża tal-użu tal-elettriku kull xahar = (24 kWh)(Rp. 400/kWh) = (24)(Rp. 400) = Rp. 9.600,-
It-tweġiba korretta hija B.

2. Żewġ lampi, kull waħda ttikkettjata 24 Watt / 12 Volt, huma konnessi b'mod parallel, imbagħad imqabbda f'serje b'reżistur ta' 2 Ohm. Dan iċ-ċirkwit imbagħad huwa konness ma' sors ta' vultaġġ sabiex iż-żewġ lampi jixegħlu biss b'25% tal-luminożità massima tagħhom. Jekk lampa waħda tinkiser f'daqqa waħda, il-lampa l-oħra tixgħel bl-enerġija...

A. 12-il Watt
B. 7,5 Watts
Ċ. 6 Watt
D. 3 Watt

Diskussjoni

Formula tal-qawwa:

P = VI
I = PV
jew
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P=V² /R
R = V² / P
jew
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = I² R
I² = P / R
Deskrizzjoni: P = enerġija elettrika, V = vultaġġ elettriku, I = kurrent elettriku, R = reżistenza tal-lampa

Ikkalkula r-reżistenza taċ-ċirkwit:

Żewġ lampi huma mmarkati 24 Watt / 12 Volt kull waħda, li jfisser li kull lampa tixgħel b'qawwa massima ta' 24 Watt meta tkun imqabbda ma' vultaġġ ta' 12 Volt.
Ir-reżistenza ta' kull lampa hija kkalkulata bl-użu tal-formula tal-qawwa:
R = V² / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ohms
Iż-żewġ lampi huma konnessi b'mod parallel u għalhekk ir-reżistenza ekwivalenti hija:
1 / R₁₂ = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/6 + 1/6 = 2/6
R₁₂ = 6/2 = 3 Ohms
Iż-żewġ lampi huma konnessi f'serje ma' reżistur ta' 2 Ohm u għalhekk ir-reżistenza ekwivalenti hija:
R = 3 Ohm + 2 Ohm = 5 Ohm
Għalhekk ir-reżistenza taċ-ċirkwit = R = 5 Ohm.

Ikkalkula l-kurrent elettriku li jiċċirkola fiċ-ċirkwit:

Jekk iż-żewġ dwal huma mixgħula b'livell ta' luminożità ta' 25% allura ż-żewġ dwal huma mixgħula b'qawwa ta' 25/100 x 24 Watts = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Watts.
Il-kurrent elettriku li jgħaddi mill-lampa huwa kkalkulat bl-użu tal-formula tal-qawwa:
I² = P / R = 6 Watts / 6 Ohms = 1 Ampere
Il-kurrent elettriku li jgħaddi minn kull lampa huwa ta' Ampere wieħed. Iż-żewġ lampi huma konnessi b'mod parallel, għalhekk skont l-ewwel liġi ta' Kirchhoff, il-kurrent elettriku totali li jgħaddi miż-żewġ lampi huwa ta' 2 Ampere. Iż-żewġ lampi huma konnessi f'serje ma' reżistur ta' 2 Ohm, għalhekk il-kurrent elettriku li jgħaddi mir-reżistur ta' 2 Ohm huwa wkoll ta' 2 Ampere.
Għalhekk il-kurrent elettriku li jiċċirkola fiċ-ċirkwit = I = 2 Amperes.

Ikkalkula l-vultaġġ tas-sors tal-emf:

Il-vultaġġ elettriku huwa:
V = IR = (2 Ampere)(5 Ohm) = 10 Volts
Dan huwa l-vultaġġ tas-sors EMF li l-valur tiegħu ma jinbidilx la qabel ma tinkiser waħda mil-lampi u lanqas wara li tinkiser waħda mil-lampi.

Ikkalkula r-reżistenza taċ-ċirkwit wara li tinkiser waħda mid-dwal:
Jekk waħda mid-dwal tinkiser, id-dawl l-ieħor li jkun għadu mixgħul jiġi konness f'serje ma' reżistur ta' 2 Ohm. Għalhekk, ir-reżistenza taċ-ċirkwit tinbidel għal:
R = 6 Ohm + 2 Ohm = 8 Ohm

Ikkalkula l-kurrent elettriku li jiċċirkola fiċ-ċirkwit wara li tinxtegħel waħda mid-dwal:

Il-kurrent elettriku li jiċċirkola fiċ-ċirkwit huwa:
I = V / R = 10 Volts / 8 Ohms = 1,25 Amps
Il-lampa u r-reżistur huma konnessi f'serje sabiex il-kurrent elettriku li jiċċirkola fiċ-ċirkwit = il-kurrent elettriku li jiċċirkola fil-lampa = il-kurrent elettriku li jiċċirkola fir-reżistur.

Ikkalkula l-qawwa tal-lampa:
Wara li waħda mid-dwal tintefa, id-dwal l-oħra jixegħlu b'qawwa ta':
P = VI = (10 Volt) (1,25 Ampere) = 12,5 Watt

Moviment tal-elettroni

3. Il-massa ta' elettron hija magħrufa li hija 9,1 x 10^-31 kg u ċarġ tal-elettroni 1,6 x 10^-19 C. Id-differenza potenzjali meħtieġa biex taċċellera elettron minn rata ta' 1 x 10⁵ m/s isir 3 x 10⁵ m/s huwa….
A. 28,4375 mV
B. 56,875 mV
Ċ. 113,75 mV
D. 227,5 mV
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Massa tal-elettroni (m) = 9,1 x 10^-31 kg
Ċarġ tal-elettroni (q) = 1,6 x 10^-19 C
Veloċità inizjali (v_o) = 1 x 10⁵ m/s —> v_o² = 1x10¹⁰ m²/s²
Veloċità finali (v_t) = 3 x 10⁵ m/s —> v_t² = 9 x 1010 m²/s²
Mistoqsi: Id-differenza potenzjali (V) meħtieġa biex taċċellera elettron
Tweġiba:
Bidla fl-enerġija potenzjali elettrika = q V = (1,6 x 10^-19 Ċ) V
Bidla fl-enerġija kinetika = EK_t – EK_o = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 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

L-enerġija hija eterna u għalhekk l-enerġija potenzjali elettrika tinbidel f'enerġija kinetika:

L-EPL tilfet = EK dehret
(1,6x10^-19) V = 36,4 x 10^-21
V = 36,4 x 10^-21 / 1,6 x 10^-19
V = 22,75 x 10^-2 volt
V = 227,5 x 10^-3 volt
V = 227,5 milliVolt
It-tweġiba korretta hija D.

4. Mistoqsijiet tal-Olimpjadi Nazzjonali tax-Xjenza 2011 għall-Iskejjel Sekondarji Junior fil-Livell Regency/Belt Nru. 56
F'laboratorju, raġġ ta' elettroni jintbagħat lejn it-tramuntana. Minn fuq, jiġi osservat li r-raġġ jitgħawweġ lejn ix-xellug. Imbagħad, raġġ ta' elettroni jintbagħat lejn in-nofsinhar. Minn fuq, jiġi osservat li r-raġġ jitgħawweġ lejn ix-xellug. Dan ifisser li hemm...
A. kamp elettriku li jipponta lejn il-punent
B. kamp elettriku li jipponta lejn il-lvant
Ċ. kamp manjetiku li huwa dirett 'il fuq
D. kamp manjetiku li huwa dirett 'l isfel
Diskussjoni
L-elettroni huma ċċarġjati bl-elettriku u jistgħu jiġu mċaqalqa minn forzi elettriċi jew manjetiċi meta jkunu f'kamp elettriku jew manjetiku. Id-differenza hija li l-forzi elettriċi jistgħu jċaqalqu l-elettroni kemm meta jkunu mistrieħa kif ukoll meta jkunu qed jiċċaqalqu, filwaqt li l-forzi manjetiċi jistgħu jċaqalqu l-elettroni biss meta jkunu qed jiċċaqalqu.
Differenza oħra hija li l-forza elettrika hija fl-istess direzzjoni bħall-kamp elettriku, filwaqt li l-forza manjetika hija perpendikolari għall-kamp manjetiku. Għalhekk, jekk elettron jiġi mċaqlaq minn forza elettrika, id-direzzjoni tal-moviment tiegħu hija l-istess bħad-direzzjoni tal-kamp elettriku. Bil-maqlub, jekk elettron jiġi mċaqlaq minn forza manjetika, id-direzzjoni tal-moviment tiegħu hija l-istess bħad-direzzjoni tal-forza manjetika, li hija perpendikolari għad-direzzjoni tal-kamp manjetiku.

Abbażi tal-mistoqsija ta' hawn fuq, jidher li meta elettron jiġi sparat lejn it-tramuntana, jiġi devjat lejn ix-xellug (lejn il-punent), u meta jiġi sparat lejn in-nofsinhar, jiġi devjat lejn ix-xellug (lejn il-lvant). Jekk elettron jiġi devjat minn forza elettrika, allura d-direzzjoni tal-forza elettrika, li hija l-istess bħad-direzzjoni tal-kamp elettriku, dejjem tinbidel. Id-direzzjoni tal-kamp elettriku għandha tkun kostanti. Għalhekk, l-elettron ma jiġix devjat mill-forza elettrika.

Jista' jiġi konkluż li l-forza manjetika tiddevja l-elettroni. Biex tiddetermina d-direzzjoni tal-forza manjetika (id-direzzjoni li fiha jiġu devjati l-elettroni), id-direzzjoni tal-kamp manjetiku, u d-direzzjoni li fiha jiġu sparati l-elettroni, uża r-regola tal-lemin.
Applika r-regola tal-id il-leminija kif spjegat hawn taħt. Estendi idek il-leminija, iddritta s-saba' l-kbir u agħlaq l-erba' swaba' l-oħra tiegħek. Pożizzjona s-saba' l-kbir sabiex jipponta lejn it-tramuntana (id-direzzjoni tal-moviment tal-elettroni) u l-erba' swaba' tiegħek jippontaw lejn il-punent (id-direzzjoni tal-forza manjetika = id-direzzjoni tad-deflessjoni tal-elettroni), allura d-dahar ta' idek il-leminija tiegħek jipponta 'l isfel (id-direzzjoni tal-kamp manjetiku). Bil-maqlub, poġġi s-saba' l-kbir sabiex jipponta lejn in-nofsinhar (id-direzzjoni tal-moviment tal-elettroni) u l-erba' swaba' tiegħek jippontaw lejn il-lvant (id-direzzjoni tal-forza manjetika = id-direzzjoni tad-deflessjoni tal-elettroni), allura d-dahar ta' idek il-leminija tiegħek jipponta 'l isfel (id-direzzjoni tal-kamp manjetiku). Jista' jiġi konkluż li l-elettron jinsab f'kamp manjetiku li huwa dirett 'l isfel.
It-tweġiba korretta hija D.

Sors tal-mistoqsija:

Mistoqsijiet tal-OSN dwar il-Fiżika tal-Iskola Sekondarja