Mga halimbawang tanong at pormula para sa enerhiyang elektrikal at kuryente
Energi at Daya Listrik
1. Ang singil sa kuryente kada kWh ay Rp. 400. Sa isang bahay, ang isang 100 Watt na TV ay gumagana nang average na 4 na oras sa isang araw, at dalawang lampara na 20 Watts bawat isa ay ginagamit sa loob ng 10 oras sa isang araw. Ang gastos sa paggamit ng kuryente kada buwan (30 araw) ay….
A. Rp. 4.800,-
B. Rp. 9.600,-
C. Rp. 19.200,-
D. Rp. 21.120,-
Pagtalakay
Alam na:
Ang taripa ng kuryente ay Rp. 400/kWh
Lakas ng TV = 1 x 100 Watt = 100 Watt at oras ng paggamit ng TV = 4 na oras x 30 = 120 oras
Lakas ng lampara = 2 x 20 Watt = 40 Watt at oras ng paggamit ng lampara = 10 oras x 30 = 300 oras
Nagtanong: Gastos sa paggamit ng kuryente kada buwan
Sagot:
Enerhiya ng kuryente = lakas ng kuryente x oras ng paggamit
Enerhiya ng kuryente sa TV = 100 Watt x 120 oras = 12.000 Watt oras
Enerhiya ng lampara = 40 Watt x 300 oras = 12.000 Watt oras
Kabuuang enerhiya = 12.000 Watt oras + 12.000 Watt oras = 24.000 Watt oras = 24 kilo Watt oras = 24 kilo Watt oras = 24 kWh
Gastos sa paggamit ng kuryente kada buwan = (24 kWh)(Rp. 400/kWh) = (24)(Rp. 400) = Rp. 9.600,-
Ang tamang sagot ay B.
2. Dalawang lampara, na bawat isa ay may markang 24 Watt / 12 Volt, ay konektado nang parallel, pagkatapos ay konektado nang serye gamit ang isang 2 Ohm resistor. Ang circuit na ito ay ikinokonekta sa isang pinagmumulan ng boltahe upang ang parehong lampara ay umilaw sa 25% lamang ng kanilang pinakamataas na liwanag. Kung biglang masira ang isang lampara, ang isa pang lampara ay iiilaw nang may kuryente….
A. 12 Watt
B. 7,5 Watts
C. 6 Watt
D. 3 Watt
Pagtalakay
Pormula ng kapangyarihan:
P = VI
Ako = PV
atau
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P = V2 /r
R = V2 / P
atau
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = ako2 R
I2 = P / R
Paglalarawan: P = lakas ng kuryente, V = boltahe ng kuryente, I = kasalukuyang kuryente, R = resistensya ng lampara
Kalkulahin ang resistensya ng circuit:
Dalawang lampara ang may markang 24 Watt / 12 Volt bawat isa, ibig sabihin ang bawat lampara ay sisindi sa pinakamataas na lakas na 24 Watts kapag nakakonekta sa boltahe na 12 Volts.
Ang resistensya ng bawat lampara ay kinakalkula gamit ang power formula:
R = V2 / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ohms
Ang dalawang lampara ay konektado nang parallel kaya ang katumbas na resistensya ay:
1 / R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ohm
Ang dalawang lampara ay konektado nang serye gamit ang isang 2 Ohm resistor kaya ang katumbas na resistensya ay:
R = 3 Ohm + 2 Ohm = 5 Ohm
Kaya ang resistensya ng circuit = R = 5 Ohm.
Kalkulahin ang kasalukuyang kuryente na dumadaloy sa circuit:
Kung ang parehong ilaw ay nakabukas na may antas ng liwanag na 25%, ang parehong ilaw ay nakabukas na may lakas na 25/100 x 24 Watts = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Watts.
Ang kasalukuyang kuryente na dumadaloy sa lampara ay kinakalkula gamit ang power formula:
I2 = P / R = 6 Watts / 6 Ohms = 1 Ampere
Ang kuryenteng dumadaloy sa bawat lampara ay 1 Ampere. Ang dalawang lampara ay konektado nang parallel, kaya ayon sa unang batas ni Kirchhoff, ang kabuuang kuryenteng dumadaloy sa parehong lampara ay 2 Ampere. Ang dalawang lampara ay konektado nang serye gamit ang isang 2 Ohm resistor, kaya ang kuryenteng dumadaloy sa 2 Ohm resistor ay 2 Ampere rin.
Kaya ang kuryenteng dumadaloy sa circuit = I = 2 Amperes.
Kalkulahin ang boltahe ng pinagmumulan ng emf:
Ang boltahe ng kuryente ay:
V = IR = (2 Ampere)(5 Ohm) = 10 Boltahe
Ito ang boltahe ng pinagmumulan ng EMF na ang halaga ay hindi nagbabago bago masira ang isa sa mga lampara o pagkatapos masira ang isa sa mga lampara.
Kalkulahin ang resistensya ng circuit pagkatapos masira ang isa sa mga ilaw:
Kung masira ang isa sa mga ilaw, ang isa pang ilaw na nakabukas pa rin ay ikokonekta nang serye gamit ang isang 2 Ohm resistor. Kaya, ang resistensya ng circuit ay magbabago sa:
R = 6 Ohm + 2 Ohm = 8 Ohm
Kalkulahin ang kuryenteng dumadaloy sa circuit pagkatapos maputol ang isa sa mga ilaw:
Ang kasalukuyang kuryente na dumadaloy sa circuit ay:
I = V / R = 10 Volts / 8 Ohms = 1,25 Amps
Ang lampara at resistor ay konektado nang serye upang ang kuryenteng dumadaloy sa circuit = ang kuryenteng dumadaloy sa lampara = ang kuryenteng dumadaloy sa resistor.
Kalkulahin ang lakas ng lampara:
Matapos masira ang isa sa mga ilaw, ang iba pang mga ilaw ay magsisindi na may lakas na:
P = VI = (10 Volt)(1,25 Ampere) = 12,5 Watt
Paggalaw ng elektron
3. Ang masa ng isang elektron ay kilala bilang 9,1 x 10-31 kg at karga ng elektron 1,6 x 10-19 C. Ang potensyal na pagkakaiba na kinakailangan upang mapabilis ang isang elektron mula sa rate na 1 x 105 Ang m/s ay nagiging 3 x 105 Ang m/s ay….
A. 28,4375 mV
B. 56,875 mV
C. 113,75 mV
D. 227,5 mV
Pagtalakay
Alam na:
Mass ng elektron (m) = 9,1 x 10-31 kg
Karga ng elektron (q) = 1,6 x 10-19 C
Paunang bilis (vo) = 1 x 105 m/s —> vo2 = 1x1010 m2/s2
Pangwakas na bilis (vt) = 3 x 105 m/s —> vt2 = 9 x 1010 metro2/s2
Nagtanong: Ang potensyal na pagkakaiba (V) na kinakailangan upang mapabilis ang isang elektron
Sagot:
Pagbabago sa enerhiyang potensyal na elektrikal = q V = (1,6 x 10-19 C) V
Pagbabago sa kinetikong enerhiya = EKt – EKo = 1/2 m (vt2 - vo2) = 1/2 (9,1 x 10-31 kg)(9 x 1010 m2/s2 - 1 x 1010 m2/s2) = (4,55 x 10-31 kg)(8 x 1010 m2/s2) = 36,4 x 10-21 kg m2/s2
Ang enerhiya ay walang hanggan kaya ang enerhiyang elektrikal na potensyal ay nagiging enerhiyang kinetiko:
Natalo ang EPL = lumitaw ang EK
(1,6 x 10-19) V = 36,4 x 10-21
V = 36,4 x 10-21 / 1,6 x 10-19
V = 22,75 x 10-2 Volt
V = 227,5 x 10-3 Volt
V = 227,5 milliVolts
Ang tamang sagot ay D.
4. Mga Tanong sa Pambansang Olimpiada sa Agham 2011 para sa mga Junior High School sa Antas ng Rehiyon/Lungsod Blg. 56
Sa isang laboratoryo, isang sinag ng mga electron ang pinapaputok patungong hilaga. Mula sa itaas, naoobserbahan na ang sinag ay yumuko pakaliwa. Pagkatapos, isang sinag ng mga electron ang pinapaputok patungong timog. Mula sa itaas, naoobserbahan na ang sinag ay yumuko pakaliwa. Nangangahulugan ito na mayroong…
A. electric field na nakaturo sa kanluran
B. electric field na nakaturo sa silangan
C. magnetic field na nakadirekta pataas
D. magnetic field na nakadirekta pababa
Pagtalakay
Ang mga electron ay may karga na elektrikal at maaaring igalaw ng mga puwersang elektrikal o magnetiko kapag ang mga ito ay nasa isang electric o magnetikong larangan. Ang pagkakaiba ay ang mga puwersang elektrikal ay maaaring magpagalaw ng mga electron kapwa kapag sila ay nakatigil at kapag sila ay gumagalaw, habang ang mga puwersang magnetiko ay maaari lamang magpagalaw ng mga electron kapag ang mga ito ay gumagalaw.
Isa pang pagkakaiba ay ang puwersang elektrikal ay nasa parehong direksyon ng larangang elektrikal, habang ang puwersang magnetiko ay patayo sa larangang magnetiko. Kaya, kung ang isang elektron ay ginagalaw ng isang puwersang elektrikal, ang direksyon ng paggalaw nito ay kapareho ng direksyon ng larangang elektrikal. Sa kabaligtaran, kung ang isang elektron ay ginagalaw ng isang puwersang magnetiko, ang direksyon ng paggalaw nito ay kapareho ng direksyon ng puwersang magnetiko, na patayo sa direksyon ng larangang magnetiko.
Batay sa tanong sa itaas, lumalabas na kapag ang isang elektron ay pinaputok pahilaga, ito ay nalilihis pakaliwa (patungo sa kanluran), at kapag ito ay pinaputok patimog, ito ay nalilihis pakaliwa (patungo sa silangan). Kung ang isang elektron ay nalilihis ng isang puwersang elektrikal, ang direksyon ng puwersang elektrikal, na kapareho ng direksyon ng larangang elektrikal, ay palaging nagbabago. Ang direksyon ng larangang elektrikal ay dapat na pare-pareho. Samakatuwid, ang elektron ay hindi nalilihis ng puwersang elektrikal.
Maaaring mahinuha na ang puwersang magnetiko ay naglilihis sa mga electron. Upang matukoy ang direksyon ng puwersang magnetiko (ang direksyon ng paglihis ng mga electron), ang direksyon ng magnetic field, at ang direksyon ng pagpapaputok ng mga electron, gamitin ang right-hand rule.
Ilapat ang tuntunin ng kanang kamay gaya ng ipinaliwanag sa ibaba. Iunat ang iyong kanang kamay, ituwid ang iyong hinlalaki at isara ang iyong apat na daliri. Iposisyon ang iyong hinlalaki upang ituro ito sa hilaga (ang direksyon ng paggalaw ng elektron) at ang iyong apat na daliri ay ituro sa kanluran (ang direksyon ng puwersang magnetiko = ang direksyon ng pagpapalihis ng elektron), pagkatapos ang likod ng iyong kanang kamay ay ituturo pababa (ang direksyon ng magnetic field). Sa kabaligtaran, iposisyon ang iyong hinlalaki upang ituro ito sa timog (ang direksyon ng paggalaw ng elektron) at ang iyong apat na daliri ay ituro sa silangan (ang direksyon ng puwersang magnetiko = ang direksyon ng pagpapalihis ng elektron), pagkatapos ang likod ng iyong kanang kamay ay ituturo pababa (ang direksyon ng magnetic field). Maaring mahinuha na ang elektron ay nasa isang magnetic field na nakadirekta pababa.
Ang tamang sagot ay D.
Pinagmulan ng tanong:
Mga Tanong sa OSN para sa Pisika sa Junior High School
