Nguvu, kama ilivyosomwa katika sehemu ya kazi na nishati , hufafanuliwa kama kazi inayofanywa kwa muda maalum. Kazi ni mchakato wa ubadilishaji wa nishati, kwa hivyo nguvu inaweza kueleweka kama mabadiliko ya nishati kwa muda maalum.
Nguvu ya umeme ni mabadiliko katika nishati ya umeme kwa muda maalum. Mapitio ya uwezo wa umeme yanaelezea kwamba mabadiliko katika nishati ya uwezo wa umeme hutokea wakati chaji ya umeme inapopita katika tofauti ya uwezo wa umeme.
Kipingamizi ni sehemu katika saketi ya umeme inayodhibiti kiasi cha mkondo wa umeme . Vipingamizi vinavyotumika katika saketi za kielektroniki kwa kawaida huwa na umbo la silinda huku waya zikiwa pande zote mbili. Thamani ya upinzani wa kipingamizi inaonyeshwa na msimbo wa rangi na kuonyeshwa kwenye uso wa kipingamizi.
Thamani ya upinzani ya kipingamizi inaweza kuamuliwa kwa kutafsiri msimbo wa rangi wa kipingamizi . Ili kuelewa hili, kwanza chunguza jedwali lifuatalo, kisha soma mfano wa tatizo la kubaini thamani ya upinzani ya kipingamizi.
Katika makala kuhusu sheria ya Ohm, fomula imetolewa ambayo inasema uhusiano kati ya volteji ya umeme (V), mkondo wa umeme (I) na upinzani wa umeme (R). Kihisabati, inaonyeshwa kupitia mlinganyo:
Mlinganyo huu unaonyesha kwamba upinzani wa umeme (R) unalingana moja kwa moja na volteji ya umeme (V) na unalingana kinyume na mkondo wa umeme (I). Kadiri volteji ya umeme inavyokuwa kubwa, ndivyo upinzani unavyoongezeka. Kinyume chake, kadiri mkondo wa umeme unavyokuwa mkubwa, ndivyo upinzani unavyoongezeka. Mlinganyo huu unaelezea sheria ya Ohm tu wakati upinzani (R) ni thabiti. Ikiwa upinzani si thabiti, mlinganyo huu hauelezi sheria ya Ohm bali unaelezea upinzani wa kondakta.
Mifano 5 ya Maswali ya Uwezekano wa Umeme
1. Amua uwezo wa umeme katika sehemu ya sentimita 1 kutoka kwa chaji q = 5,0 μC. Kigezo cha Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2C-2, 1 μC = 10-6 C.
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Umbali kutoka kwa chaji (r) = 1 cm = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
Chaji (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10-6 Coulomb
Aliuliza: Uwezo wa umeme (V)
Jibu:
Mifano 11 ya matatizo ya capacitor - saketi za mfululizo na sambamba
1. Tatu kapa imeunganishwa katika mfululizo-sambamba kama ilivyo kwenye picha hapa chini. Ikiwa C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 4 μF, basi uwezo wa kubadilisha ni…
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Kifaa cha Kuhifadhia Mizigo C1 = 2 μF
Kifaa cha Kuhifadhia Mizigo C2 = 4 μF
Kifaa cha Kuhifadhia Mizigo C3 = 4 μF
Aliuliza: Uwezo wa kubadilisha (C)
Mfano wa Maswali ya Nishati Inayowezekana kwa Umeme
1. Elektroni huharakishwa kutoka kwa mapumziko kupitia tofauti ya uwezo wa volti 12. Je, ni mabadiliko gani katika nishati ya uwezo wa elektroni?
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Mzigo Elektroni 1 (e) = -1,60 x 10-19 Coulomb
Tofauti ya uwezo wa umeme = volteji ya umeme (V) = Volti 12
Aliuliza: Mabadiliko katika nishati ya uwezo wa elektroni (ΔEP)
Jibu:
ΔEP = q V = (-1,60 x 10-19 C(12 V) = -19,2 x 10-19 Joule
Ishara hasi inamaanisha nishati inayowezekana ya umeme hupungua. Inapokuwa karibu na bamba lenye chaji hasi, nishati ya umeme ya elektroni huwa katika kiwango cha juu zaidi. Baada ya kufika karibu na bamba lenye chaji chanya, nishati ya umeme ya elektroni huwa katika kiwango cha chini zaidi.
Mifano 4 ya Matatizo ya Mtiririko wa Umeme
1. Sehemu ya umeme ya 8000 N/C iliyo sawa na uso wa mraba wenye eneo la uso la mita 102. Amua mkondo wa umeme inayopita kwenye uso wa mraba!
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Sehemu ya umeme (E) = 8000 N/C
Eneo la uso (A) = mita 102
θ = 0o (mistari ya umeme inaendana na mistari ya kawaida)
Aliuliza: Mtiririko wa umeme (Φ)
Jibu:
Mifano 7 ya Matatizo ya Kasi ya Angular
Kasi ya Angular
1. Kitu kina wakati wa hali ya kutokuwa na shughuli Kilo 2 m2 na huzunguka kwenye mhimili usiobadilika na kasi ya pembe Radi 1/s. Kiasi gani? kasi ya pembe kitu hicho?
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Wakati wa hali ya kutokuwa na shughuli (I) = kilo 2 m2
Kasi ya pembe (ω) = rad/s 1
Aliuliza: Kasi ya pembe (L)
Jibu:
Fomula ya kasi ya pembe:
1. Kitu kina muda wa hali ya chini wa kilo 1 m2 kinachozunguka kwenye mhimili usiobadilika na kasi ya pembe ya rad/s 2. Nishati ya kinetiki ya mzunguko wa kitu hicho ni nini?
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Wakati wa hali ya kutokuwa na shughuli (I) = kilo 1 m2
Kasi ya pembe (ω) = rad/s 2
Aliuliza: Nishati ya kinetiki ya mzunguko (EK)
Jibu:
Fomula ya nishati ya kinetiki ya mzunguko:
Mifano 5 ya sheria ya pili ya Newton ya mwendo wa mzunguko
1. Kamba huzungushwa kuzunguka ukingo wa silinda yenye uwazi na kisha ncha ya kamba huvutwa kwa nguvu F ili silinda izunguke kwenye mhimili wake. Ikiwa wakati wa mtindo ni 2 Nm na wakati wa hali ya kutokuwa na shughuli silinda ni kilo 1 m2, amua kasi ya pembe ya silinda!
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Wakati wa nguvu (τ) = 2 Nm
Wakati wa hali ya kutokuwa na shughuli (I) = kilo 1 m2
Aliuliza: Kuongeza kasi kwa silinda kwa pembe!
Jibu:
Fomula ya sheria ya pili ya Newton kwa mwendo wa mzunguko: