மின் ஆற்றல் – பிரச்சனைகளும் தீர்வுகளும்

25 மின் ஆற்றல் – பிரச்சனைகளும் தீர்வுகளும்

1. ஒரு 220 V – 5 A மின்விளக்கு 30 நிமிடங்கள் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதற்கு எவ்வளவு ஆற்றல் தேவைப்படும்?

தீர்வு:

மின்னழுத்தம் (V) = 220 வோல்ட்

மின்னோட்டம் (I) = 5 ஆம்பியர்

நேரம் (t) = 30 நிமிடங்கள் = 30 x 60 வினாடிகள் = 1800 வினாடிகள்

மின் சக்தி (P) :

பி = VI = (220 வோல்ட்)(5 ஆம்பியர்) = 1100 வோல்ட் ஆம்பியர் = 1100 வாட் = 1100 ஜூல்/வினாடி

மின் ஆற்றல் = மின் திறன் x நேரம் = (1100 ஜூல்/வினாடி)(1800 வினாடி)

மின் ஆற்றல் = 1,980,000 ஜூல் = 1,980 கிலோஜூல்

2. 220 V – 60 W திறன் கொண்ட ஒரு பற்றவைப்பான் 4 நிமிடங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதற்கு எவ்வளவு ஆற்றல் தேவைப்படும்?

அறியப்பட்டது :

திறன் (P) = 60 வாட்ஸ் = 60 ஜூல்/வினாடி

மின்னழுத்தம் (V) = 220 வோல்ட்

நேரம் (t) = 4 நிமிடங்கள் = 4 x 60 வினாடிகள் = 240 வினாடிகள்

தேவை: மின்சாரம்

தீர்வு:

220 வோல்ட் – 60 வாட் என்பதன் பொருள், மின்னழுத்த வேறுபாடு அல்லது மின்னழுத்தம் 220 வோல்ட்டாக இருந்து, அதன் திறன் 60 வாட் = 60 ஜூல்/வினாடி எனில், மின் பற்றவைப்பு நன்றாக வேலை செய்யும் என்பதாகும். அதாவது, அந்த மின் பற்றவைப்பு ஒரு வினாடிக்கு 60 ஜூல் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது.

மின் ஆற்றல் = மின் திறன் x நேர இடைவெளி = (60 ஜூல்/வினாடி)(240 வினாடிகள்) = 14,400 ஜூல்.

3. 220 வோல்ட் மின்னழுத்தத்தில், இஸ்திரிப்பெட்டி 1 நிமிடத்திற்குப் பயன்படுத்தும் ஆற்றல் 33 kJ ஆகும். இஸ்திரிப்பெட்டியில் பாயும் மின்னோட்டம் எவ்வளவு?

அறியப்பட்டது :

நேர இடைவெளி (t) = 1 நிமிடம் = 60 வினாடிகள்

ஆற்றல் (W) = 33 கிலோஜூல்கள் = 33,000 ஜூல்கள்

மின்னழுத்தம் (V) = 220 வோல்ட்

தேவை: மின்னோட்டம் (I)

தீர்வு:

மின்சக்தி என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் பயன்படுத்தப்படும் மின் ஆற்றலாகும்.

P = W / t = 33,000 ஜூல் / 60 வினாடிகள்

P = 550 வாட்

மின்னோட்டம்:

I = P / V = ​​550 / 220 = 2.5 ஆம்பியர்

4. ஒருவர் ஒரு நாளைக்கு சராசரியாக 6 மணி நேரம் தொலைக்காட்சி பார்க்கிறார். தொலைக்காட்சி 220 வோல்ட் மின்னழுத்தத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அதனால் அதன் வழியே பாயும் மின்சாரம் 0.5 ஆம்பியர் ஆகும். மின்சார நிறுவனம் ஒரு kWh-க்கு $0.092 கட்டணம் வசூலித்தால், 1 மாதத்திற்கு (30 நாட்களுக்கு) தொலைக்காட்சிக்கு மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான செலவு…

அறியப்பட்டது :

நேர இடைவெளி = 6 மணிநேரம் x 30 = 180 மணிநேரம்

மின்னழுத்தம் (V) = 220 வோல்ட்

மின்னோட்டம் (I) = 0.5 ஆம்பியர்

தேவை: மாதத்திற்கான செலவு

தீர்வு:

தொலைக்காட்சியின் சக்தி:

பி = VI = (220 வோல்ட்)(0.5 ஆம்பியர்) = 110 வோல்ட் ஆம்பியர் = 110 வாட்

மின் ஆற்றல் = மின் திறன் x நேர இடைவெளி

தொலைக்காட்சியின் மின் ஆற்றல் = 110 வாட் x 180 மணிநேரம் = 19800 வாட் மணிநேரம் = 19.8 கிலோ வாட் மணிநேரம் = 19.8 கிலோ வாட் மணிநேரம் = 19.8 kWh

ஒரு மாதத்திற்கு தொலைக்காட்சிக்கு மின்சாரம் பயன்படுத்துவதற்கான செலவு:

19.8 kWh x $0.092/kWh = $1.8216

5. ஒரு வீட்டில் 4 விளக்குகள் (20 வாட்), 2 விளக்குகள் (10 வாட்), 3 விளக்குகள் (40 வாட்) உள்ளன. இவை தினமும் 5 மணி நேரம் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின்சார நிறுவனத்தின் கட்டணம் ஒரு kWh-க்கு 0.092 எனில், 1 மாதத்திற்கு (30 நாட்களுக்கு) மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான செலவு … ஆகும்.

அறியப்பட்டது :

4 விளக்குகள் 20 வாட்ஸ் = 4 x 20 வாட்ஸ் = 80 வாட்ஸ்

2 விளக்குகள் 10 வாட்ஸ் = 2 x 10 வாட்ஸ் = 20 வாட்ஸ்

3 விளக்குகள் 40 வாட்ஸ் = 3 x 40 வாட்ஸ் = 120 வாட்ஸ்

மொத்தத் திறன் (W) = 80 வாட்ஸ் + 20 வாட்ஸ் + 120 வாட்ஸ் = 220 வாட்ஸ்

நேர இடைவெளி (t) = 5 மணிநேரம் x 30 = 150 மணிநேரம்

தேவை : ஒரு மாதத்திற்கு (30 நாட்களுக்கு) மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான செலவு

தீர்வு:

மின் ஆற்றல் = மின் திறன் x நேர இடைவெளி = 220 வாட் x 150 மணிநேரம் = 33,000 வாட் மணி = 33 கிலோ வாட் மணி = 33 கிலோ வாட் மணி = 33 kWh

ஒரு மாதத்திற்கு (30 நாட்களுக்கு) மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான செலவு

(33 kWh)(0.092/kWh) = $3.036

6. ஒரு மின்சுற்றில் \(5\Omega\) மின்தடையும் \(2A\) மின்னோட்டமும் உள்ளது. அதன் மின் திறனைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு: \( P = IV = 2A \times 5\Omega = 10W \)

7. ஒரு 10V மின்கலம் 2 Ω மின்தடையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. மின்னோட்டத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு: \( I = \frac{V}{R} = \frac{10V}{2\Omega} = 5A \)

8. 60W திறன் கொண்ட ஒரு மின்விளக்கு 120V மின்னழுத்தத்தில் இயங்குகிறது. அதன் மின்தடையைக் காண்க.
தீர்வு: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{120^2}{60} = 240\Omega \)

9. ஒரு 100W மின்விளக்கு 2 மணி நேரத்தில் பயன்படுத்தும் ஆற்றலைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு: \( E = Pt = 100W \times 2h = 200Wh = 0.2kWh \)

10. ஒரு \(20\mu F\) மின்தேக்கி \(50V\) அளவிற்கு மின்னேற்றப்படுகிறது. சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-6}F \times 50^2 = 25mJ \)

11. மின்னோட்ட மாற்றத்தின் வீதம் \(5A/s\) ஆக இருக்கும்போது, ​​ஒரு \(10mH\) மின்தூண்டியில் பாயும் மின்னோட்டத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு: \( V = L\frac{di}{dt} = 10 \times 10^{-3}H \times 5A/s = 50mV \)

12. \(8\Omega\) மின்தடை மற்றும் \(3A\) மின்னோட்டம் கொண்ட ஒரு மின் செலுத்துத் தடத்தில் ஏற்படும் திறன் இழப்பைக் காண்க.
தீர்வு: \( P = I^2R = 3^2 \times 8\Omega = 72W \)

13. ஒரு மின்மாற்றியின் முதன்மை மின்னழுத்தம் \(120V\) மற்றும் இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம் \(240V\) ஆகும். முதன்மை மின்னோட்டம் \(2A\) எனில், இரண்டாம் நிலை மின்னோட்டத்தைக் காண்க.
தீர்வு: இரண்டாம் நிலை மின்னோட்டம் = \( \frac{{\text{{முதன்மை மின்னழுத்தம்}}}}{{\text{{இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தம்}}}} \times \text{{முதன்மை மின்னோட்டம்}} = \frac{{120V}}{{240V}} \times 2A = 1A \)

14. \(50Hz\), \(0.2H\) மின்தூண்டியின் வினைமறுப்பைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு: \(

15. தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்ட மூன்று \(10\mu F\) மின்தேக்கிகளின் மொத்த மின்தேக்குத்திறனைக் காண்க.
தீர்வு: \( \frac{1}{{C_{\text{{total}}}} = \frac{1}{{C_1}} + \frac{1}{{C_2}} + \frac{1}{{C_3}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{3}{10}, C_{\text{{total}}} = \frac{10}{3} \mu F \approx 3.33\mu F \)

16. ஒரு \(0.1F\) சூப்பர் மின்தேக்கி \(5V\) அளவிற்கு மின்னேற்றப்படுகிறது. சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 5^2 = 1.25J \)

17. \(60W\) மெய் திறன் மற்றும் \(75VA\) தோற்றத் திறன் கொண்ட ஒரு மின்சுற்றின் திறன் காரணியைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு: திறன் காரணி = \( \frac{{\text{{உண்மையான திறன்}}}}{{\text{{தோற்றத் திறன்}}}} = \frac{{60W}}{{75VA}} \approx 0.8 \)

18. இணையாக இணைக்கப்பட்ட இரண்டு \(4\Omega\) மின்தடையங்களின் சமான மின்தடையைக் காண்க.
தீர்வு: \( \frac{1}{{R_{\text{{eq}}}}} = \frac{1}{{R_1}} + \frac{1}{{R_2}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} = \frac{1}{2}, R_{\text{{eq}}} = 2\Omega \)

19. \(5\Omega\) மின்தடை மற்றும் \(12\Omega\) மின்மறுப்பு கொண்ட ஒரு மின்சுற்றின் மின்மறுப்பைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு: \( Z = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{5^2 + 12^2} \approx 13.34\Omega \)

15. \(120V\) உச்ச மதிப்பைக் கொண்ட ஒரு சைனசாய்டல் மின்னழுத்தத்தின் RMS மதிப்பைக் கணக்கிடுங்கள்.
தீர்வு: \( V_{\text{{RMS}}} = \frac{{V_{\text{{peak}}}}}{\sqrt{2}} \approx 84.85V \)

16. \(4A\) மின்னோட்டத்துடன் கூடிய \(5\Omega\) மின்தடையில் சிதறடிக்கப்படும் திறனைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு: \( P = I^2R = 4^2 \times 5\Omega = 80W \)

17. \(50\Omega\) எதிர்வினை கொண்ட \(25mH\) மின்தூண்டியின் அதிர்வெண்ணைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு: \( f = \frac{{X_L}}{{2\pi L}} = \frac{50}{{2\pi \times 25 \times 10^{-3}}} \approx 31.83Hz \)

18. \(100V\) மின்னழுத்தம் அளிக்கப்படும் ஒரு \(20\Omega\) மின்தடையில் பாயும் மின்னோட்டத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு: \( I = \frac{V}{R} = \frac{100V}{20\Omega} = 5A \)

19. இணையாக இணைக்கப்பட்ட இரண்டு \(10mH\) மின்தூண்டிகளின் மொத்த மின்தூண்டலைக் காண்க.
தீர்வு: \( \frac{1}{{L_{\text{{total}}}}} = \frac{1}{{L_1}} + \frac{1}{{L_2}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{1}{5}, L_{\text{{total}}} = 5mH \)

20. 0.5 மணி நேரம் பயன்படுத்தப்பட்ட 1500W இஸ்திரிப்பெட்டியால் நுகரப்பட்ட ஆற்றலைக் கணக்கிடுங்கள்.
தீர்வு: \( E = Pt = 1500W \times 0.5h = 750Wh = 0.75kWh \)