Намунаҳои саволҳо ва формулаҳо барои энергияи барқ ва қудрат
Энергия ва нерӯи барқ
1. Нархи барқ барои як кВт/соат 400 рупия аст. Дар як хона телевизори 100 ваттӣ ба ҳисоби миёна 4 соат дар як рӯз кор мекунад ва ду чароғи 20 ваттӣ барои 10 соат дар як рӯз истифода мешаванд. Арзиши истифодаи барқ дар як моҳ (30 рӯз)….
А. 4.800 рупия,-
B. Rp. 9.600,-
C. Rp. 19.200,-
D. Rp. 21.120,-
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Нархи барқ 400 рупия/кВт/соат аст
Қувваи телевизор = 1 x 100 Ватт = 100 Ватт ва вақти истифодаи телевизор = 4 соат x 30 = 120 соат
Қувваи чароғ = 2 x 20 Ватт = 40 Ватт ва вақти истифодаи чароғ = 10 соат x 30 = 300 соат
Пурсида шуд: Арзиши истифодаи нерӯи барқ дар як моҳ
Ҷавоб:
Энергияи барқ = қувваи барқ x вақти истифода
Энергияи барқии телевизор = 100 Ватт x 120 соат = 12.000 Ватт-соат
Энергияи чароғ = 40 Ватт x 300 соат = 12.000 Ватт-соат
Энергияи умумӣ = 12.000 ватт-соат + 12.000 ватт-соат = 24.000 ватт-соат = 24 кило ватт-соат = 24 кило ватт-соат = 24 кВт-соат
Арзиши истифодаи нерӯи барқ дар як моҳ = (24 кВт/соат) (400 рупия/кВт/соат) = (24) (400 рупия) = 9.600 рупия,-
Ҷавоби дуруст Б аст.
2. Ду чароғ, ки ҳар кадоме бо иқтидори 24 Ватт / 12 Вольт нишонгузорӣ шудаанд, ба таври мувозӣ пайваст карда шудаанд ва сипас бо резистори 2 Ом пайдарпай пайваст карда шудаанд. Сипас ин занҷир ба манбаи шиддат пайваст карда мешавад, то ҳарду чароғ танҳо бо 25% равшании максималии худ фурӯзон шаванд. Агар як чароғ ногаҳон вайрон шавад, чароғи дигар бо барқ фурӯзон мешавад….
A. 12 Ватт
B. 7,5 Ватт
C. 6 Ватт
D. 3 Ватт
Пембахасан
Формулаи қувва:
P = VI
I = PV
ё
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P=V2 / Р
R = V2 / П
ё
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = I2 R
I2 = P / R
Тавсиф: P = қувваи барқ, V = шиддати барқ, I = ҷараёни барқ, R = муқовимати чароғ
Муқовимати занҷирро ҳисоб кунед:
Ду чароғ бо аломати 24 Ватт / 12 Волт қайд карда шудаанд, яъне ҳар як чароғ ҳангоми пайваст шудан ба шиддати 12 Волт бо қувваи ҳадди аксар 24 Ватт медурахшад.
Муқовимати ҳар як чароғ бо истифода аз формулаи қудрат ҳисоб карда мешавад:
R = V2 / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ом
Ду лампа ба таври мувозӣ пайваст карда шудаанд, бинобар ин муқовимати баробар ба:
1 / R12 = 1/Р1 + 1/Р2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ом
Ду лампа бо истифода аз резистори 2-Ом пай дар пай пайваст карда шудаанд, бинобар ин муқовимати эквивалентӣ чунин аст:
R = 3 Ом + 2 Ом = 5 Ом
Пас, муқовимати занҷир = R = 5 Ом.
Ҷараёни электрикии дар занҷир ҷорӣшударо ҳисоб кунед:
Агар ҳарду чароғ бо сатҳи равшании 25% фурӯзон бошанд, пас ҳарду чароғ бо қувваи 25/100 x 24 Ватт = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Ватт фурӯзонанд.
Ҷараёни электрикие, ки аз лампа мегузарад, бо истифода аз формулаи қувва ҳисоб карда мешавад:
I2 = P / R = 6 Ватт / 6 Ом = 1 Ампер
Ҷараёни электрикие, ки аз ҳар як чароғ мегузарад, 1 Ампер аст. Ду чароғ ба таври мувозӣ пайваст карда шудаанд, бинобар ин, мувофиқи қонуни якуми Кирхгоф, ҷараёни умумии электрикие, ки аз ҳарду чароғ мегузарад, 2 Ампер аст. Ду чароғ бо як резистори 2 Ом пай дар пай пайваст карда шудаанд, бинобар ин ҷараёни электрикие, ки аз резистори 2 Ом мегузарад, низ 2 Ампер аст.
Пас, ҷараёни электрикии дар занҷир ҷорӣшуда = I = 2 Ампер.
Шиддати манбаи EMF-ро ҳисоб кунед:
Шиддати барқӣ чунин аст:
V = IR = (2 Ампер)(5 Ом) = 10 Вольт
Ин шиддати манбаи EMF аст, ки арзиши он на пеш аз шикастани яке аз лампаҳо ва на пас аз шикастани яке аз лампаҳо тағйир намеёбад.
Муқовимати занҷирро пас аз шикастани яке аз чароғҳо ҳисоб кунед:
Агар яке аз чароғҳо вайрон шавад, чароғи дигаре, ки ҳанӯз фурӯзон аст, бо резистори 2 Ом пай дар пай пайваст карда мешавад. Ҳамин тариқ, муқовимати занҷир ба ин тағйир меёбад:
R = 6 Ом + 2 Ом = 8 Ом
Ҷараёни электрикиро, ки дар занҷир пас аз хомӯш шудани яке аз чароғҳо ҷорӣ мешавад, ҳисоб кунед:
Ҷараёни электрикии дар занҷир ҷорӣшаванда чунин аст:
I = V / R = 10 Вольт / 8 Ом = 1,25 Ампер
Ламп ва резистор пайдарпай пайваст карда шудаанд, ки ҷараёни электрикии дар занҷир ҷорӣшуда = ҷараёни электрикии дар лампа ҷорӣшуда = ҷараёни электрикии дар резистор ҷорӣшуда.
Қувваи лампаро ҳисоб кунед:
Пас аз хомӯш шудани яке аз чароғҳо, чароғҳои дигар бо қувваи зерин медурахшанд:
P = VI = (10 вольт) (1,25 ампер) = 12,5 ватт
Ҳаракати электрон
3. Массаи электрон 9,1 x 10 маълум аст-31 кг ва заряди электрон 1,6 x 10-19 C. Фарқи потенсиалҳое, ки барои суръат бахшидани электрон аз суръати 1 x 10 лозиманд5 м/с ба 3 x 10 табдил меёбад5 м/с аст….
A. 28,4375 мВ
B. 56,875 мВ
C. 113,75 мВ
D. 227,5 мВ
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Массаи электрон (м) = 9,1 x 10-31 kg
Заряди электрон (q) = 1,6 x 10-19 C
Суръати ибтидоӣ (v)o) = 1 x 105 м/с —> vo2 = 1 x 1010 m2/s2
Суръати ниҳоӣ (v)t) = 3 x 105 м/с —> vt2 = 9 x 1010 м2/s2
Пурсида шуд: Фарқи потенсиалҳо (V) барои суръат бахшидан ба электрон
Ҷавоб:
Тағйирёбии энергияи потенсиали электрикӣ = q V = (1,6 x 10-19 НАТИҶА КОРИ
Тағйирёбии энергияи кинетикӣ = EKt – ЭКo = 1/2 м (в)t2 - vo2) = 1/2 (9,1 x 10-31 кг)(9 x 1010 m2/s2 - 1 x 1010 m2/s2) = (4,55 x 10-31 кг)(8 x 1010 m2/s2) = 36,4 x 10-21 кг м2/s2
Энергия абадӣ аст, бинобар ин энергияи потенсиали электрикӣ ба энергияи кинетикӣ табдил меёбад:
EPL бохт = EK пайдо шуд
(1,6 x 10-19) V = 36,4 x 10-21
V = 36,4 x 10-21 / 1,6х10-19
V = 22,75 x 10-2 Volt
V = 227,5 x 10-3 Volt
V = 227,5 миллиВолт
Ҷавоби дуруст D аст.
4. Саволҳои Олимпиадаи миллии илмҳои 2011 барои мактабҳои миёнаи сатҳи Регентӣ/Шаҳрӣ № 56
Дар лаборатория шуоъи электронҳо ба самти шимол равона карда мешавад. Аз боло мушоҳида мешавад, ки шуоъ ба тарафи чап хам мешавад. Сипас, шуоъи электронҳо ба самти ҷануб равона карда мешавад. Аз боло мушоҳида мешавад, ки шуоъ ба тарафи чап хам мешавад. Ин маънои онро дорад, ки...
A. майдони электрикӣ, ки ба ғарб ишора мекунад
B. майдони электрикӣ, ки ба шарқ ишора мекунад
C. майдони магнитие, ки ба боло нигаронида шудааст
D. майдони магнитие, ки ба поён нигаронида шудааст
Пембахасан
Электронҳо заряди барқӣ доранд ва ҳангоми дар майдони барқӣ ё магнитӣ буданашон метавонанд бо қувваҳои барқӣ ё магнитӣ ҳаракат кунанд. Фарқият дар он аст, ки қувваҳои барқӣ метавонанд электронҳоро ҳам ҳангоми оромӣ ва ҳам ҳангоми ҳаракат ҳаракат диҳанд, дар ҳоле ки қувваҳои магнитӣ метавонанд электронҳоро танҳо ҳангоми ҳаракат ҳаракат диҳанд.
Фарқи дигар дар он аст, ки қувваи барқӣ дар як самт бо майдони барқӣ аст, дар ҳоле ки қувваи магнитӣ ба майдони магнитӣ амудӣ аст. Пас, агар электрон бо қувваи барқӣ ҳаракат кунад, самти ҳаракати он бо самти майдони электрикӣ якхела аст. Баръакс, агар электрон бо қувваи магнитӣ ҳаракат кунад, самти ҳаракати он бо самти қувваи магнитӣ якхела аст, ки ба самти майдони магнитӣ амудӣ аст.
Бар асоси саволи боло, чунин ба назар мерасад, ки ҳангоми партофтани электрон ба самти шимол, он ба тарафи чап (ба самти ғарб) ва ҳангоми партофтани он ба самти ҷануб, ба тарафи чап (ба самти шарқ) майл мекунад. Агар электрон аз ҷониби қувваи электрикӣ майл кунад, пас самти қувваи электрикӣ, ки бо самти майдони электрикӣ якхела аст, ҳамеша тағйир меёбад. Самти майдони электрикӣ бояд доимӣ бошад. Аз ин рӯ, электрон аз ҷониби қувваи электрикӣ майл намекунад.
Метавон хулоса кард, ки қувваи магнитӣ электронҳоро каҷ мекунад. Барои муайян кардани самти қувваи магнитӣ (самти каҷ шудани электронҳо), самти майдони магнитӣ ва самти афтидани электронҳо, қоидаи дасти ростро истифода баред.
Қоидаи дасти ростро тавре ки дар зер шарҳ дода шудааст, татбиқ кунед. Дасти ростатонро дароз кунед, ангушти калонатонро рост кунед ва чор ангушти дигаратонро пӯшед. Ангушти калонатонро тавре ҷойгир кунед, ки он ба самти шимол (самти ҳаракати электрон) ва чор ангушти шумо ба ғарб (самти қувваи магнитӣ = самти каҷравии электрон) нигаронида шавад, сипас пушти дасти ростатон ба поён (самти майдони магнитӣ) нигаронида шавад. Баръакс, ангушти калонатонро тавре ҷойгир кунед, ки он ба самти ҷануб (самти ҳаракати электрон) ва чор ангушти шумо ба самти шарқ (самти қувваи магнитӣ = самти каҷравии электрон) нигаронида шавад, пас пушти дасти ростатон ба поён (самти майдони магнитӣ) нигаронида шавад. Хулоса кардан мумкин аст, ки электрон дар майдони магнитие қарор дорад, ки ба поён нигаронида шудааст.
Ҷавоби дуруст D аст.
Манбаи савол:
Саволҳои OSN дар физикаи мактаби миёна
