28. พลังงานไฟฟ้า – ปัญหาและแนวทางแก้ไข
1. คำนวณกระแสไฟฟ้าของหลอดไฟ 10 วัตต์ ที่ออกแบบมาสำหรับแรงดัน 12 โวลต์
เป็นที่รู้จัก :
กำลังไฟฟ้า (P) = 10 วัตต์
แรงดันไฟฟ้า (V) = 220 โวลต์
ต้องการ:กระแสไฟฟ้า
วิธีการแก้ปัญหา:
กำลังไฟของหลอดไฟ = 10 วัตต์ = 10 จูล/วินาที
สมการด้านล่างแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้า (P) ศักย์ไฟฟ้า (V) และกระแสไฟฟ้า (I) ตามสูตรด้านล่าง:
พี = วีไอ
กระแสไฟฟ้า:
I = P / V = 10 / 220 = 1/22 = 0.045 แอมแปร์
2. คำนวณกำลังไฟฟ้าตามวงจรไฟฟ้าด้านล่าง
เป็นที่รู้จัก :
ตัวต้านทาน 1 (R 1 ) = 6 โอห์ม
ตัวต้านทาน 2 (R 2 ) = 6 Ω
แรงดันไฟฟ้า (V) = 24 โวลต์
ต้องการ:พลังงานไฟฟ้า
วิธีการแก้ปัญหา:
ตัวต้านทานเทียบเท่า:
R1 และ R2 ต่ออนุกรมกัน ตัวต้านทานเทียบเท่าคือ:
R = R 1 + R 2 = 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω
กระแสไฟฟ้า:
I = V/R = 24/12 = 2 แอมแปร์
พลังงานไฟฟ้า:
P = VI = (24)(2) = 48 วัตต์ = 48 จูล/วินาที
3. คำนวณกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 3 กิโลวัตต์ ที่ออกแบบมาสำหรับแรงดัน 150 โวลต์
เป็นที่รู้จัก :
กำลังไฟฟ้า (P) = 3 กิโลวัตต์ = 3000 วัตต์
แรงดันไฟฟ้า (V) = 150 โวลต์
ต้องการ:กระแสไฟฟ้า (I)
วิธีการแก้ปัญหา:
ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้า (P) ศักย์ไฟฟ้า (V) และกระแสไฟฟ้า (I) แสดงได้ด้วยสูตรด้านล่างนี้:
พี = วีไอ
กระแสไฟฟ้า:
ฉัน = P / V
I = 3000 วัตต์ / 150 โวลต์
I = 20 แอมแปร์
4. คำนวณกำลังไฟฟ้าสำหรับตัวต้านทาน 10 โอห์ม ที่มีกระแสไฟฟ้า 5 แอมป์
วิธีแก้ปัญหา: \( P = I^2 R = 5^2 \times 10 = 250\,W \)
5. จงคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้าของวงจรที่มีแรงดันไฟ 12 โวลต์ และความต้านทาน 4 โอห์ม
วิธีแก้ปัญหา: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{12^2}{4} = 36\,W \)
6. หลอดไฟขนาด 60 วัตต์ ใช้งานเป็นเวลา 3 ชั่วโมง จงคำนวณพลังงานที่ใช้ไป
วิธีแก้ปัญหา: \( E = Pt = 60 \times 3 = 180\,Wh = 0.18\,kWh \)
7. คำนวณกระแสไฟฟ้าสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาด 200 วัตต์ ที่ใช้ไฟเลี้ยง 100 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( I = \frac{P}{V} = \frac{200}{100} = 2\,A \)
8. จงหาค่าความต้านทานของฮีตเตอร์ที่ใช้กำลังไฟ 1200 วัตต์ ที่แรงดันไฟฟ้า 240 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{240^2}{1200} = 48\,\Omega \)
9. แบตเตอรี่ 9 โวลต์ ต่อกับตัวต้านทาน 3 โอห์ม จงหาพลังงานที่สูญเสียไป
วิธีแก้ปัญหา: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{9^2}{3} = 27\,W \)
10. คำนวณกำลังไฟฟ้าในตัวต้านทาน 10 โอห์ม เมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟ 100 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{100^2}{10} = 1000\,W \)
11. จงหาแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการระบายพลังงาน 50 วัตต์ในตัวต้านทาน 10 โอห์ม
วิธีแก้ปัญหา: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{50 \times 10} = 22.36\,V \)
12. มอเตอร์ใช้กำลัง 1500 วัตต์ และทำงานเป็นเวลา 4 ชั่วโมง จงหาพลังงานที่ใช้ไป
วิธีแก้ปัญหา: \( E = Pt = 1500 \times 4 = 6000\,Wh = 6\,kWh \)
13. จงหาค่ากระแสไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 240 โวลต์ ถ้ากำลังไฟฟ้าคือ 1200 วัตต์
วิธีแก้ปัญหา: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1200}{240} = 5\,A \)
14. คำนวณหาค่าความต้านทานของหลอดไฟขนาด 100 วัตต์ ที่ทำงานที่แรงดัน 200 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{200^2}{100} = 400\,\Omega \)
15. จงหาค่ากำลังไฟฟ้าในวงจร 3 แอมป์ ที่มีตัวต้านทาน 15 โอห์ม
วิธีแก้ปัญหา: \( P = I^2 R = 3^2 \times 15 = 135\,W \)
16. คำนวณแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการระบายพลังงาน 100 วัตต์ในตัวต้านทาน 20 โอห์ม
วิธีแก้ปัญหา: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{100 \times 20} = 44.72\,V \)
17. จงหาพลังงานที่พัดลมขนาด 300 วัตต์ใช้ไป โดยทำงานเป็นเวลา 2 ชั่วโมง
วิธีแก้ปัญหา: \( E = Pt = 300 \times 2 = 600\,Wh = 0.6\,kWh \)
18. คำนวณกระแสไฟฟ้าในวงจรที่มีกำลังไฟฟ้า 1000 วัตต์ และแรงดันไฟฟ้า 250 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{250} = 4\,A \)
19. จงหาค่าความต้านทานของเครื่องปิ้งขนมปังขนาด 400 วัตต์ ที่ทำงานที่แรงดันไฟ 100 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{100^2}{400} = 25\,\Omega \)
20. จงหาค่ากำลังไฟฟ้าสำหรับแรงดันไฟฟ้า 20 โวลต์ ต่อกับตัวต้านทาน 5 โอห์ม
วิธีแก้ปัญหา: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{20^2}{5} = 80\,W \)
21. คำนวณแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการจ่ายพลังงาน 200 วัตต์ ให้กับตัวต้านทาน 25 โอห์ม
วิธีแก้ปัญหา: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{200 \times 25} = 50\,V \)
22. จงคำนวณหาพลังงานที่เครื่องจักรขนาด 500 วัตต์ใช้ไป โดยทำงานเป็นเวลา 5 ชั่วโมง
วิธีแก้ปัญหา: \( E = Pt = 500 \times 5 = 2500\,Wh = 2.5\,kWh \)
23. จงหาค่ากระแสไฟฟ้าของหลอดไฟขนาด 60 วัตต์ ที่ทำงานที่แรงดัน 120 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( I = \frac{P}{V} = \frac{60}{120} = 0.5\,A \)
24. คำนวณหาค่าความต้านทานของหลอดไฟขนาด 40 วัตต์ ที่ทำงานที่แรงดัน 20 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{20^2}{40} = 10\,\Omega \)
25. จงหาค่ากำลังไฟฟ้าในวงจร 5 แอมป์ ที่มีตัวต้านทาน 12 โอห์ม
วิธีแก้ปัญหา: \( P = I^2 R = 5^2 \times 12 = 300\,W \)
26. คำนวณหาแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการจ่ายพลังงาน 150 วัตต์ ให้กับตัวต้านทานขนาด 15 โอห์ม
วิธีแก้ปัญหา: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{150 \times 15} = 61.24\,V \)
27. จงหาพลังงานที่เครื่องปรับอากาศขนาด 800 วัตต์ใช้ไป โดยทำงานเป็นเวลา 3 ชั่วโมง
วิธีแก้ปัญหา: \( E = Pt = 800 \times 3 = 2400\,Wh = 2.4\,kWh \)
28. จงหาค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรที่มีกำลังไฟฟ้า 500 วัตต์ และแรงดันไฟฟ้า 125 โวลต์
วิธีแก้ปัญหา: \( I = \frac{P}{V} = \frac{500}{125} = 4\,A \)
