25 برقی توانائی – مسائل اور حل
1. ایک 220 V – 5 ایک الیکٹرک لیمپ 30 منٹ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے لیے کتنی توانائی درکار ہے؟
حل:
وولٹیج (V) = 220 وولٹ
برقی کرنٹ (I) = 5 ایمپیئر
وقت (t) = 30 منٹ = 30 x 60 سیکنڈ = 1800 سیکنڈ
الیکٹرک پاور (P):
P = VI = (220 وولٹ) (5 ایمپیئر) = 1100 وولٹ ایمپیئر = 1100 واٹ = 1100 جول/سیکنڈ
برقی توانائی = برقی طاقت x وقت = (1100 جول/سیکنڈ) (1800 سیکنڈ)
برقی توانائی = 1,980,000 جولز = 1,980 کلو جولز
2. ایک 220 V – 60 W سولڈرنگ آئرن 4 منٹ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے لیے کتنی توانائی درکار ہے۔
جانا جاتا ہے:
پاور (P) = 60 واٹس = 60 جولز/سیکنڈ
وولٹیج (V) = 220 وولٹ
وقت (t) = 4 منٹ = 4 x 60 سیکنڈ = 240 سیکنڈ
مطلوب: بجلی کی طاقت
حل:
220 وولٹ - 60 واٹ کا مطلب ہے کہ الیکٹرک سولڈر اچھی طرح سے کام کرتا ہے اگر ممکنہ فرق یا وولٹیج 220 وولٹ ہے اور اس کی طاقت 60 واٹ = 60 جولز / سیکنڈ ہے، مطلب یہ ہے کہ الیکٹرک سولڈر 60 جولز فی سیکنڈ کی توانائی استعمال کرتا ہے۔
برقی توانائی = برقی طاقت x وقت کا وقفہ = (60 جولز/سیکنڈ) (240 سیکنڈ) = 14,400 جولز۔
3. لوہے کے ذریعے 1 منٹ کے لیے استعمال ہونے والی توانائی 33 kJ ہے، 220 وولٹ کے وولٹیج پر۔ لوہے میں کرنٹ کتنا بڑا ہے۔
جانا جاتا ہے:
وقت کا وقفہ (t) = 1 منٹ = 60 سیکنڈ
توانائی (W) = 33 kiloJoules = 33,000 Joules
وولٹیج (V) = 220 وولٹ
مطلوب: برقی کرنٹ (I)
حل:
برقی طاقت ایک مخصوص وقت کے وقفے کے دوران استعمال ہونے والی برقی توانائی ہے۔
P = W/t = 33,000 Joules / 60 سیکنڈ
پی = 550 واٹ
برقی رو:
I = P/V = 550/220 = 2.5 Amperes
4. کوئی شخص روزانہ اوسطاً 6 گھنٹے ٹی وی دیکھتا ہے۔ ٹی وی کو 220 وولٹ کے وولٹیج سے منسلک کیا گیا ہے تاکہ ٹی وی کے ذریعے برقی رو بہاؤ 0.5 ایمپیئر ہو۔ اگر الیکٹرک کمپنی $0.092 فی کلو واٹ فی گھنٹہ چارج کرتی ہے، تو 1 ماہ (30 دن) کے لیے ٹی وی کے لیے برقی توانائی استعمال کرنے کی قیمت ہے…
جانا جاتا ہے:
وقت کا وقفہ = 6 گھنٹے x 30 = 180 گھنٹے
وولٹیج (V) = 220 وولٹ
برقی کرنٹ (I) = 0.5 ایمپیئر
مطلوب: فی مہینہ لاگت
حل:
ٹی وی کی طاقت:
P = VI = (220 وولٹ) (0.5 ایمپیئر) = 110 وولٹ ایمپیئر = 110 واٹ
برقی توانائی = برقی طاقت x وقت کا وقفہ
ٹی وی کی برقی توانائی = 110 واٹ x 180 گھنٹے = 19800 واٹ گھنٹے = 19.8 کلو واٹ گھنٹے = 19.8 کلو واٹ گھنٹے = 19.8 کلو واٹ گھنٹہ
1 ماہ کے لیے ٹی وی کے لیے برقی توانائی استعمال کرنے کی قیمت:
19.8 kWh x $0.092/kWh = $1.8216
5. ایک گھر میں 20 واٹ کے 4 لیمپ، 10 واٹ کے 2 لیمپ، 40 واٹ کے 3 لیمپ روزانہ 5 گھنٹے استعمال ہوتے ہیں۔ اگر الیکٹرک کمپنی چارج 0.092 فی کلو واٹ گھنٹہ ہے، تو 1 ماہ (30 دن) کے لیے برقی توانائی استعمال کرنے کی قیمت ہے ….
جانا جاتا ہے:
4 لیمپ 20 واٹ = 4 x 20 واٹ = 80 واٹ
2 لیمپ 10 واٹ = 2 x 10 واٹ = 20 واٹ
3 لیمپ 40 واٹ = 3 x 40 واٹ = 120 واٹ
کل پاور (W) = 80 واٹس + 20 واٹس + 120 واٹس = 220 واٹس
وقت کا وقفہ (t) = 5 گھنٹے x 30 = 150 گھنٹے
مطلوبہ: 1 ماہ (30 دن) کے لیے برقی توانائی استعمال کرنے کی قیمت
حل:
برقی توانائی = برقی طاقت x وقت کا وقفہ = 220 واٹ x 150 گھنٹے = 33,000 واٹ گھنٹہ = 33 کلو واٹ گھنٹہ = 33 کلو واٹ گھنٹہ = 33 کلو واٹ گھنٹہ
1 ماہ (30 دن) کے لیے برقی توانائی کے استعمال کی قیمت
(33 kWh)(0.092/kWh) = $3.036
6. ایک سرکٹ میں \(5\Omega\) کی مزاحمت اور \(2A\) کا کرنٹ ہوتا ہے۔ بجلی کی طاقت تلاش کریں۔
حل: \( P = IV = 2A = گنا 5\Omega = 10W \)
7. ایک \(10V\) بیٹری ایک \(2\Omega\) ریزسٹر سے منسلک ہے۔ کرنٹ کا حساب لگائیں۔
حل: \( I = \frac{V}{R} = frac{10V}{2\Omega} = 5A \)
8. \(60W\) کی درجہ بندی والا لائٹ بلب \(120V\) سپلائی پر چلتا ہے۔ مزاحمت تلاش کریں۔
حل: \( R = \frac{V^2}{P} = frac{120^2}{60} = 240\Omega \)
9. \(2\) گھنٹے میں \(100W\) بلب کے ذریعے استعمال ہونے والی توانائی کا حساب لگائیں۔
حل: \( E = Pt = 100W \times 2h = 200Wh = 0.2kWh \)
10. A \(20\mu F\) capacitor کو \(50V\) سے چارج کیا جاتا ہے۔ ذخیرہ شدہ توانائی تلاش کریں۔
حل: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-6}F \times 50^2 = 25mJ \)
11. ایک \(10mH\) انڈکٹر میں کرنٹ کا تعین کریں جب کرنٹ کی تبدیلی کی شرح \(5A/s\) ہو۔
حل: \( V = L\frac{di}{dt} = 10 \times 10^{-3}H \times 5A/s = 50mV \)
12. \(8\Omega\) کی مزاحمت اور \(3A\) کے کرنٹ کے ساتھ ٹرانسمیشن لائن میں بجلی کے نقصان کو تلاش کریں۔
حل: \( P = I^2R = 3^2 \times 8\Omega = 72W \)
13. ایک ٹرانسفارمر کا بنیادی وولٹیج \(120V\) اور ایک سیکنڈری وولٹیج \(240V\) ہوتا ہے۔ اگر بنیادی کرنٹ \(2A\) ہے، تو سیکنڈری کرنٹ تلاش کریں۔
حل: سیکنڈری کرنٹ = \( \frac{{\text{{Primary voltage}}}}{{\text{{Secondary voltage}}}} \times \text{{Primary current}} = frac{{120V}}{{240V}} \times 2A = 1A \)
14. ایک \(50Hz\), \(0.2H\) انڈکٹر کے رد عمل کا حساب لگائیں۔
حل: \(
15. سیریز میں جڑے ہوئے تین \(10\mu F\) کیپسیٹرز کی کل گنجائش معلوم کریں۔
حل: \( \frac{1}{{C_{\text{{total}}}} = \frac{1}{{C_1}} + \frac{1}{{C_2}} + \frac{1}{{C_3}} = frac{1}{10} + \frac{1}{10} + \frac{1}{10} = {3}} {frac{1}{10} ={3}} = frac{10}{3} \mu F \ تقریباً 3.33\mu F \)
16. A \(0.1F\) سپر کیپیسیٹر کو \(5V\) سے چارج کیا جاتا ہے۔ ذخیرہ شدہ توانائی تلاش کریں۔
حل: \( E = \frac{1}{2} CV^2 = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 5^2 = 1.25J \)
17. \(60W\) کی حقیقی طاقت اور \(75VA\) کی ظاہری طاقت والے سرکٹ کے پاور فیکٹر کا حساب لگائیں۔
حل: پاور فیکٹر = \( \frac{{\text{{Real Power}}}}{{\text{{Apparent Power}}} = frac{{60W}}{{75VA}} تقریباً 0.8 \)
18. متوازی طور پر دو \(4\Omega\) ریزسٹرس کی مساوی مزاحمت تلاش کریں۔
حل: \( \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\Ome)
19. \(5\Omega\) کی مزاحمت اور \(12\Omega\) کے رد عمل کے ساتھ ایک سرکٹ کی رکاوٹ کا تعین کریں۔
حل: \( Z = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{5^2 + 12^2} تقریباً 13.34\Omega \)
15. \(120V\) کی چوٹی کی قیمت کے ساتھ سائنوسائیڈل وولٹیج کی RMS قدر کا حساب لگائیں۔
حل: \( V_{\text{{RMS}}} = frac{{V_{\text{{peak}}}}}{\sqrt{2}} تقریباً 84.85V \)
16. \(5\Omega\) ریزسٹر میں \(4A\) کے کرنٹ کے ساتھ منتشر پاور تلاش کریں۔
حل: \( P = I^2R = 4^2 \times 5\Omega = 80W \)
17. \(50\Omega\) کے رد عمل کے ساتھ \(25mH\) انڈکٹر کی تعدد کا حساب لگائیں۔
حل: \( f = frac{{X_L}}{{2\pi L}} = frac{50}{{2\pi \times 25 \times 10^{-3}}} تقریباً 31.83Hz \)
18. \(20\Omega\) ریزسٹر میں \(100V\) سپلائی کے ساتھ کرنٹ کا تعین کریں۔
حل: \( I = \frac{V}{R} = frac{100V}{20\Omega} = 5A \)
19. متوازی طور پر جڑے ہوئے دو \(10mH\) انڈکٹرز کی کل انڈکٹنس تلاش کریں۔
حل: \( \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. \(1500W\) لوہے کے ذریعے استعمال ہونے والی توانائی کا حساب لگائیں \(0.5\) گھنٹے۔
حل: \( E = Pt = 1500W \times 0.5h = 750Wh = 0.75kWh \)
