25 Enerhiya ng kuryente – mga problema at solusyon
1. Isang 220 V – 5 na lampara ang ginagamit sa loob ng 30 minuto. Gaano karaming enerhiya ang kailangan nito?
solusyon:
Boltahe (V) = 220 Boltahe
Agos ng kuryente (I) = 5 Ampere
Oras (t) = 30 minuto = 30 x 60 segundo = 1800 segundo
Enerhiya ng kuryente (P):
P = VI = (220 Volt)(5 Ampere) = 1100 Volt Ampere = 1100 Watt = 1100 Joule/segundo
Enerhiya ng kuryente = Lakas ng kuryente x oras = (1100 Joule/segundo)(1800 segundo)
Enerhiya ng kuryente = 1,980,000 Joules = 1,980 kiloJoules
2. Isang 220 V – 60 W na panghinang ang ginamit sa loob ng 4 na minuto. Gaano karaming enerhiya ang kailangan nito.
Kilala:
Lakas (P) = 60 Watts = 60 Joules/segundo
Boltahe (V) = 220 Boltahe
Oras (t) = 4 minuto = 4 x 60 segundo = 240 segundo
Hinahanap: Elektrisidad
solusyon:
Ang 220 Volt – 60 Watt ay nangangahulugang gumagana nang maayos ang electric solder kung ang potential difference o boltahe ay 220 volts at may lakas na 60 Watt = 60 Joules/segundo, ibig sabihin ay gumagamit ang electric solder ng enerhiya na 60 Joules kada segundo.
Enerhiya ng kuryente = lakas ng kuryente x agwat ng oras = (60 Joules/segundo)(240 segundo) = 14,400 Joules.
3. Ang enerhiyang ginagamit ng bakal sa loob ng 1 minuto ay 33 kJ, sa boltaheng 220 volts. Gaano kalaki ang kuryente sa bakal?
Kilala:
Agwat ng oras (t) = 1 minuto = 60 segundo
Enerhiya (W) = 33 kiloJoules = 33,000 Joules
Boltahe (V) = 220 Boltahe
Hinahanap: Agos ng kuryente (I)
solusyon:
Ang lakas elektrikal ay ang enerhiyang elektrikal na ginagamit sa isang takdang panahon.
P = W / t = 33,000 Joules / 60 segundo
P = 550 Watts
Agos ng kuryente:
I = P / V = 550 / 220 = 2.5 Amperes
4. May isang taong nanonood ng TV nang average na 6 na oras bawat araw. Ang TV ay nakakonekta sa boltaheng 220 Volt kaya ang daloy ng kuryente sa TV ay 0.5 Amperes. Kung ang kompanya ng kuryente ay naniningil ng $0.092 kada kWh, ang halaga ng paggamit ng enerhiyang elektrikal para sa TV sa loob ng 1 buwan (30 araw) ay…
Kilala:
Agwat ng oras = 6 na oras x 30 = 180 oras
Boltahe (V) = 220 Boltahe
Agos ng kuryente (I) = 0.5 Ampere
Hinahanap: Ang gastos kada buwan
solusyon:
Kapangyarihan ng Telebisyon:
P = VI = (220 Volt)(0.5 Ampere) = 110 Volt Ampere = 110 Watt
Enerhiya ng kuryente = lakas ng kuryente x agwat ng oras
Enerhiya ng kuryente ng TV = 110 Watt x 180 oras = 19800 Watt oras = 19.8 kilo Watt oras = 19.8 kilo Watt oras = 19.8 kWh
Ang halaga ng paggamit ng kuryente para sa TV sa loob ng 1 buwan:
19.8 kWh x $0.092/kWh = $1.8216
5. Sa isang bahay, may 4 na lamparang 20 Watt, 2 lamparang 10 Watt, at 3 lamparang 40 Watt na ginagamit nang 5 oras araw-araw. Kung ang singil ng kompanya ng kuryente ay 0.092 kada kWh, ang halaga ng paggamit ng enerhiyang elektrikal sa loob ng 1 buwan (30 araw) ay ….
Kilala:
4 na lampara 20 Watts = 4 x 20 Watts = 80 Watts
2 na lampara 10 Watts = 2 x 10 Watts = 20 Watts
3 na lampara 40 Watts = 3 x 40 Watts = 120 Watts
Kabuuang lakas (W) = 80 Watts + 20 Watts + 120 Watts = 220 Watts
Agwat ng oras (t) = 5 oras x 30 = 150 oras
Hinahanap: Ang halaga ng paggamit ng enerhiyang elektrikal sa loob ng 1 buwan (30 araw)
solusyon:
Enerhiya ng kuryente = lakas ng kuryente x pagitan ng oras = 220 Watt x 150 oras = 33,000 Watt oras = 33 kilo Watt oras = 33 kilo Watt oras = 33 kWh
Ang halaga ng paggamit ng kuryente sa loob ng 1 buwan (30 araw)
(33 kWh)(0.092/kWh) = $3.036
6. Ang isang sirkito ay may resistensya na \(5\Omega\) at kasalukuyang na \(2A\). Hanapin ang kuryente.
Solusyon: \( P = IV = 2A \times 5\Omega = 10W \)
7. Isang bateryang \(10V\) ang nakakonekta sa isang \(2\Omega\) resistor. Kalkulahin ang kuryente.
Solusyon: \( I = \frac{V}{R} = \frac{10V}{2\Omega} = 5A \)
8. Ang isang bumbilya na may rating na \(60W\) ay gumagana sa isang \(120V\) supply. Hanapin ang resistance.
Solusyon: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{120^2}{60} = 240\Omega \)
9. Kalkulahin ang enerhiyang nakonsumo ng isang \(100W\) na bombilya sa loob ng \(2\) oras.
Solusyon: \( E = Pt = 100W \times 2h = 200Wh = 0.2kWh \)
10. Isang \(20\mu F\) capacitor ang sinisingil sa \(50V\). Hanapin ang nakaimbak na enerhiya.
Solusyon: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-6}F \times 50^2 = 25mJ \)
11. Tukuyin ang kasalukuyang (current) sa isang \(10mH\) inductor kapag ang rate ng pagbabago ng kasalukuyang (current) ay \(5A/s\).
Solusyon: \( V = L\frac{di}{dt} = 10 \times 10^{-3}H \times 5A/s = 50mV \)
12. Hanapin ang pagkawala ng kuryente sa isang linya ng transmisyon na may resistensya na \(8\Omega\) at kasalukuyang na \(3A\).
Solusyon: \( P = I^2R = 3^2 \times 8\Omega = 72W \)
13. Ang isang transformer ay may pangunahing boltahe na \(120V\) at pangalawang boltahe na \(240V\). Kung ang pangunahing kuryente ay \(2A\), hanapin ang pangalawang kuryente.
Solusyon: Pangalawang kuryente = \( \frac{{\text{{Pangunahing boltahe}}}}{{\text{{Pangalawang boltahe}}}} \times \text{{Pangunahing kuryente}} = \frac{{120V}}{{240V}} \times 2A = 1A \)
14. Kalkulahin ang reactance ng isang \(50Hz\), \(0.2H\) inductor.
Solusyon: \(
15. Hanapin ang kabuuang kapasidad ng tatlong \(10\mu F\) capacitor na konektado nang serye.
Solusyon: \( \frac{1}{{C_{\text{{total}}}} = \frac{1}{{C_1}} + \frac{1}{{C_2}} + \frac{1}{{C_3}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{3}{10}, C_{\text{{total}}} = \frac{10}{3} \mu F \approx 3.33\mu F \)
16. Isang \(0.1F\) supercapacitor ang sinisingil sa \(5V\). Hanapin ang nakaimbak na enerhiya.
Solusyon: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 5^2 = 1.25J \)
17. Kalkulahin ang power factor ng isang circuit na may real power na \(60W\) at apparent power na \(75VA\).
Solusyon: Salik ng lakas = \( \frac{{\text{{Tunay na Lakas}}}}{{\text{{Maliwanag na Lakas}}}} = \frac{{60W}}{{75VA}} \approx 0.8 \)
18. Hanapin ang katumbas na resistensya ng dalawang \(4\Omega\) resistor na magkapareho.
Solusyon: \( \frac{1}{{R_{\text{{eq}}}}} = \frac{1}{{R_1}} + \frac{1}{{R_2}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} = \frac{1}{2}, R_{\text{{eq}}} = 2\Omega \)
19. Tukuyin ang impedance ng isang circuit na may resistensya na \(5\Omega\) at reactance na \(12\Omega\).
Solusyon: \( Z = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{5^2 + 12^2} \tinatayang 13.34\Omega \)
15. Kalkulahin ang halaga ng RMS ng isang sinusoidal na boltahe na may pinakamataas na halaga na \(120V\).
Solusyon: \( V_{\text{{RMS}}} = \frac{{V_{\text{{peak}}}}}{\sqrt{2}} \approx 84.85V \)
16. Hanapin ang kuryenteng nadisperse sa isang \(5\Omega\) resistor na may kuryenteng \(4A\).
Solusyon: \( P = I^2R = 4^2 \times 5\Omega = 80W \)
17. Kalkulahin ang frequency ng isang \(25mH\) inductor na may reactance na \(50\Omega\).
Solusyon: \( f = \frac{{X_L}}{{2\pi L}} = \frac{50}{{2\pi \times 25 \times 10^{-3}}} \approx 31.83Hz \)
18. Tukuyin ang kuryente sa isang \(20\Omega\) resistor na may \(100V\) supply.
Solusyon: \( I = \frac{V}{R} = \frac{100V}{20\Omega} = 5A \)
19. Hanapin ang kabuuang inductance ng dalawang \(10mH\) inductor na konektado nang parallel.
Solusyon: \( \frac{1}{{L_{\text{{total}}}}} = \frac{1}{{L_1}} + \frac{1}{{L_2}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = \frac{1}{5}, L_{\text{{total}}} = 5mH \)
20. Kalkulahin ang enerhiyang nakonsumo ng isang plantsa na \(1500W\) na ginamit sa loob ng \(0.5\) oras.
Solusyon: \( E = Pt = 1500W \times 0.5h = 750Wh = 0.75kWh \)
