กำลังซึ่งเป็นสิ่งที่ได้ศึกษาใน หัวข้อ งานและพลังงานนั้น นิยามได้ว่าคือ งานที่ทำในช่วงเวลาที่กำหนด งานคือกระบวนการแปลงพลังงาน ดังนั้น กำลังจึงสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานในช่วงเวลาที่กำหนด
กำลังไฟฟ้าคือการเปลี่ยนแปลงของพลังงานไฟฟ้าในช่วงเวลาที่กำหนด การอธิบายเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้าอธิบายว่าการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านความต่างศักย์ไฟฟ้า
ตัวต้านทานเป็นส่วนประกอบในวงจรไฟฟ้าที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าตัวต้านทานที่ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์มักมีรูปทรงกระบอกโดยมีลวดอยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง ค่าความต้านทานของตัวต้านทานจะระบุด้วยรหัสสีและแสดงอยู่บนพื้นผิวของตัวต้านทาน
ค่าความต้านทานของตัวต้านทานสามารถหาได้จากการตีความรหัสสีของตัวต้านทานเพื่อความเข้าใจในเรื่องนี้ ก่อนอื่นให้ดูตารางต่อไปนี้ จากนั้นศึกษาตัวอย่างโจทย์เกี่ยวกับการหาค่าความต้านทานของตัวต้านทาน
ในบทความเกี่ยวกับกฎของโอห์มได้มีการแสดงสูตรที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้า (V) กระแสไฟฟ้า (I) และความต้านทานไฟฟ้า (R) ในทางคณิตศาสตร์ สามารถแสดงได้ด้วยสมการ:
สมการนี้แสดงให้เห็นว่าความต้านทานไฟฟ้า (R) แปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้า (V) และแปรผันผกผันกับกระแสไฟฟ้า (I) ยิ่งแรงดันไฟฟ้ามาก ความต้านทานก็ยิ่งมาก ในทางกลับกัน ยิ่งกระแสไฟฟ้ามาก ความต้านทานก็ยิ่งมาก สมการนี้อธิบายกฎของโอห์มได้เฉพาะเมื่อความต้านทาน (R) คงที่เท่านั้น หากความต้านทานไม่คงที่ สมการนี้จะไม่สามารถอธิบายกฎของโอห์มได้ แต่จะอธิบายความต้านทานของตัวนำแทน
5 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้า
1. กำหนด ศักย์ไฟฟ้า ณ จุดที่อยู่ห่างจากประจุ q = 5,0 μC เป็นระยะ 1 ซม. ค่าคงที่ของคูลอมบ์ (k) = 9 x 10⁻⁶9 Nm2C-21 μC = 10-6 C.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ระยะห่างจากประจุ (r) = 1 ซม. = 1/100 ม. = 0,01 ม. = 10-2 m
ประจุ (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10-6 คูลอมบ์
ถาม: ศักย์ไฟฟ้า (โวลต์)
คำตอบ :
11 ตัวอย่างปัญหาเกี่ยวกับตัวเก็บประจุ – วงจรอนุกรมและวงจรขนาน
1. ติกา คาปาซิเตอร์ ต่อแบบอนุกรม-ขนาน ดังภาพด้านล่าง ถ้า C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 ถ้า = 4 μF ความจุทดแทนคือ…
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ตัวเก็บประจุ C1 = 2 μF
ตัวเก็บประจุ C2 = 4 μF
ตัวเก็บประจุ C3 = 4 μF
ถาม: ความสามารถในการทดแทน (C)
ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับพลังงานศักย์ไฟฟ้า
1. อิเล็กตรอนถูกเร่งความเร็วจากหยุดนิ่งผ่านความต่างศักย์ 12 โวลต์ การเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของอิเล็กตรอนเป็นเท่าใด
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
โหลด 1 อิเล็กตรอน (e) = -1,60 x 10-19 คูลอมบ์
ความต่างศักย์ไฟฟ้า = แรงดันไฟฟ้า (V) = 12 โวลต์
ถาม: การเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์อิเล็กตรอน (ΔEP)
คำตอบ :
ΔEP = q V = (-1,60 x 10-19 C)(12 V) = -19,2 x 10-19 จูล
เครื่องหมายลบหมายความว่า พลังงานศักย์ไฟฟ้า พลังงานศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กตรอนจะลดลง เมื่ออยู่ใกล้แผ่นประจุลบ พลังงานศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กตรอนจะมีค่าสูงสุด หลังจากเข้าใกล้แผ่นประจุบวก พลังงานศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กตรอนจะมีค่าต่ำสุด
4 ตัวอย่างของปัญหาเกี่ยวกับฟลักซ์ไฟฟ้า
1. สนามไฟฟ้า แรง 8000 N/C ตั้งฉากกับพื้นผิวสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีพื้นที่ผิว 10 ตารางเมตร2. กำหนด ฟลักซ์ไฟฟ้า ที่ทะลุผ่านพื้นผิวสี่เหลี่ยม!
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
สนามไฟฟ้า (E) = 8000 นิวตัน/คูลอมบ์
พื้นที่ผิว (A) = 10 ตร.ม.2
θ = 0o (เส้นสนามไฟฟ้าตรงกับเส้นตั้งฉาก)
ถาม: ฟลักซ์ไฟฟ้า (Φ)
คำตอบ :
7 ตัวอย่างของปัญหาเกี่ยวกับโมเมนตัมเชิงมุม
โมเมนตัมเชิงมุม
1. วัตถุมี โมเมนต์ความเฉื่อย 2 กก. ม.2 และหมุนรอบแกนคงที่ด้วย ความเร็วเชิงมุม 1 เรเดียน/วินาที เท่าไหร่ครับ? โมเมนตัมเชิงมุม วัตถุนั้น?
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
โมเมนต์ความเฉื่อย (I) = 2 กก. ม.2
ความเร็วเชิงมุม (ω) = 1 เรเดียน/วินาที
ถาม: โมเมนตัมเชิงมุม (L)
คำตอบ :
สูตรโมเมนตัมเชิงมุม:
1. วัตถุมีโมเมนต์ความเฉื่อย 1 กิโลกรัมเมตร²หมุนรอบแกนคงที่ด้วยความเร็วเชิงมุม 2 เรเดียน/วินาทีพลังงานจลน์จากการหมุนของวัตถุ มีค่าเท่าใด
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
โมเมนต์ความเฉื่อย (I) = 1 กก. ม.2
ความเร็วเชิงมุม (ω) = 2 เรเดียน/วินาที
ถาม: พลังงานจลน์การหมุน (EK)
คำตอบ :
สูตรพลังงานจลน์แบบหมุน:
5 ตัวอย่างของกฎข้อที่สองของนิวตันเกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบหมุน
1. เชือกถูกพันรอบขอบของทรงกระบอกกลวง จากนั้นปลายเชือกถูกดึงด้วยแรง F ทำให้ทรงกระบอกหมุนรอบแกนของมัน ถ้า ช่วงเวลาแห่งสไตล์ คือ 2 นิวตันเมตร และ โมเมนต์ความเฉื่อย กระบอกสูบมีมวล 1 กก.2จงหาความเร่งเชิงมุมของทรงกระบอก!
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
โมเมนต์ของแรง (τ) = 2 นิวตันเมตร
โมเมนต์ความเฉื่อย (I) = 1 กก. ม.2
ถาม: ความเร่งเชิงมุมของกระบอกสูบ!
คำตอบ :
สูตรกฎข้อที่สองของนิวตันสำหรับการเคลื่อนที่แบบหมุน: