Elektr energiyasi va quvvat uchun namunaviy savollar va formulalar
Energiya va elektr energiyasi
1. Bir kVt/soat uchun elektr energiyasi narxi 400 rupiyni tashkil qiladi. Uyda 100 vattli televizor kuniga o'rtacha 4 soat ishlaydi va har biri 20 vattli ikkita lampa kuniga 10 soat ishlaydi. Oylik (30 kun) elektr energiyasidan foydalanish narxi….
A. 4.800 rupiy,-
B. 9.600 rupiy,-
C. 19 200 rupiy,-
D. Rp. 21.120,-
Munozara
Ma'lumki:
Elektr energiyasi uchun tarifi 400 rupiy/kVt/soatni tashkil qiladi
Televizor quvvati = 1 x 100 vatt = 100 vatt va televizordan foydalanish vaqti = 4 soat x 30 = 120 soat
Chiroq quvvati = 2 x 20 vatt = 40 vatt va chiroqdan foydalanish vaqti = 10 soat x 30 = 300 soat
So'ralgan: Oyiga elektr energiyasidan foydalanish narxi
Javob:
Elektr energiyasi = elektr energiyasi x foydalanish vaqti
Televizorning elektr energiyasi = 100 vatt x 120 soat = 12.000 vatt-soat
Chiroq energiyasi = 40 vatt x 300 soat = 12.000 vatt-soat
Umumiy energiya = 12.000 vatt-soat + 12.000 vatt-soat = 24.000 vatt-soat = 24 kilo vatt-soat = 24 kilo vatt-soat = 24 kVt-soat
Oyiga elektr energiyasidan foydalanish narxi = (24 kVt/soat) (400 rupiy/kVt/soat) = (24) (400 rupiy) = 9.600 rupiy,-
To'g'ri javob B.
2. Har biri 24 vatt / 12 volt deb belgilangan ikkita lampa parallel ravishda ulangan, so'ngra 2 Ohm rezistor bilan ketma-ket ulangan. Keyin bu sxema kuchlanish manbaiga ulanadi, shunda ikkala lampa ham maksimal yorqinligining atigi 25% da yonadi. Agar bitta chiroq to'satdan yorilib ketsa, ikkinchi chiroq quvvat bilan yonadi….
A. 12 vatt
B. 7,5 vatt
C. 6 vatt
D. 3 vatt
Munozara
Quvvat formulasi:
P = VI
I = PV
yoki
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
R = V2 / R
R = V2 /P
yoki
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = I2 R
I2 = P / R
Tavsif: P = elektr quvvati, V = elektr kuchlanishi, I = elektr toki, R = chiroq qarshiligi
O'chirish qarshiligini hisoblang:
Ikkita chiroqning har biri 24 vatt / 12 volt deb belgilangan, ya'ni har bir chiroq 12 volt kuchlanishga ulanganda maksimal 24 vatt quvvatda yonadi.
Har bir chiroqning qarshiligi quvvat formulasi yordamida hisoblanadi:
R = V2 / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ohm
Ikkita lampa parallel ravishda ulangan, shuning uchun ekvivalent qarshilik quyidagicha:
1 / R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ohm
Ikkala lampa ham 2 Ohm rezistor bilan ketma-ket ulangan, shuning uchun ekvivalent qarshilik quyidagicha:
R = 3 Ohm + 2 Ohm = 5 Ohm
Shunday qilib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshilik = R = 5 Ohm.
Zanjirda oqayotgan elektr tokini hisoblang:
Agar ikkala chiroq ham 25% yorqinlik darajasida yonib tursa, u holda ikkala chiroq ham 25/100 x 24 Vatt = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Vatt quvvat bilan yonib turadi.
Chiroq orqali o'tadigan elektr toki quvvat formulasi yordamida hisoblanadi:
I2 = P / R = 6 Vatt / 6 Ohm = 1 Amper
Har bir chiroqdan o'tadigan elektr toki 1 Amperga teng. Ikkala chiroq parallel ravishda ulangan, shuning uchun Kirxgoffning birinchi qonuniga ko'ra, ikkala chiroqdan o'tadigan umumiy elektr toki 2 Amperga teng. Ikkala chiroq 2 Ohm rezistor bilan ketma-ket ulangan, shuning uchun 2 Ohm rezistordan o'tadigan elektr toki ham 2 Amperga teng.
Demak, zanjirda oqayotgan elektr toki = I = 2 Amper.
EMF manbaining kuchlanishini hisoblang:
Elektr kuchlanishi quyidagicha:
V = IR = (2 Amper)(5 Ohm) = 10 Volt
Bu EMF manbaining kuchlanishi bo'lib, uning qiymati lampalardan biri yorilishidan oldin ham, lampalardan biri yorilgandan keyin ham o'zgarmaydi.
Chiroqlardan biri uzilgandan keyin kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshilikni hisoblang:
Agar chiroqlardan biri yonib ketsa, hali ham yonib turgan boshqa chiroq 2 Ohm rezistor bilan ketma-ket ulanadi. Shunday qilib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshilik quyidagicha o'zgaradi:
R = 6 Ohm + 2 Ohm = 8 Ohm
Chiroqlardan biri o'chib qolgandan keyin zanjirda oqayotgan elektr tokini hisoblang:
Zanjirda oqayotgan elektr toki:
I = V / R = 10 Volt / 8 Ohm = 1,25 Amper
Chiroq va rezistor ketma-ket ulangan, ya'ni zanjirda oqayotgan elektr toki = chiroqda oqayotgan elektr toki = rezistorda oqayotgan elektr toki.
Chiroq quvvatini hisoblang:
Chiroqlardan biri o'chgandan so'ng, boshqa chiroqlar quyidagi kuch bilan yonadi:
P = VI = (10 volt) (1,25 amper) = 12,5 vatt
Elektron harakati
3. Elektronning massasi 9,1 x 10 ga teng ekanligi ma'lum-31 kg va elektron zaryadi 1,6 x 10-19 C. Elektronni 1 x 10 tezlikdan tezlatish uchun zarur bo'lgan potensiallar farqi5 m/s 3 x 10 ga aylanadi5 m/s….
A. 28,4375 mV
B. 56,875 mV
C. 113,75 mV
D. 227,5 mV
Munozara
Ma'lumki:
Elektron massasi (m) = 9,1 x 10-31 kg
Elektron zaryadi (q) = 1,6 x 10-19 C
Boshlang'ich tezlik (v)o) = 1 x 105 m/s —> vo2 = 1 x 1010 m2/s2
Yakuniy tezlik (v)t) = 3 x 105 m/s —> vt2 = 9 x 1010 m2/s2
So'ralgan: Elektronni tezlashtirish uchun zarur bo'lgan potensiallar farqi (V)
Javob:
Elektr potensial energiyasining o'zgarishi = q V = (1,6 x 10-19 REZYUME
Kinetik energiyaning o'zgarishi = EKt – EKo = 1/2 m (v)t2 - 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
Energiya abadiydir, shuning uchun elektr potensial energiyasi kinetik energiyaga aylanadi:
APL mag'lubiyatga uchradi = EK paydo bo'ldi
(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
To'g'ri javob D.
4. 56-sonli Regency/City darajasidagi o'rta maktablar uchun 2011-yilgi Milliy fan olimpiadasi savollari
Laboratoriyada elektronlar nuri shimolga yo'naltiriladi. Yuqoridan qaraganda, nur chapga egilgani kuzatiladi. Keyin, janubga elektronlar nuri yo'naltiriladi. Yuqoridan qaraganda, nur chapga egilgani kuzatiladi. Bu shuni anglatadiki...
A. g'arbga ishora qiluvchi elektr maydoni
B. sharqqa ishora qiluvchi elektr maydoni
C. yuqoriga yo'naltirilgan magnit maydon
D. pastga yo'naltirilgan magnit maydon
Munozara
Elektronlar elektr zaryadlangan va elektr yoki magnit maydonda bo'lganlarida elektr yoki magnit kuchlar ta'sirida harakatlanishi mumkin. Farqi shundaki, elektr kuchlari elektronlarni ham tinch holatda, ham harakatlanayotganda harakatlantirishi mumkin, magnit kuchlar esa elektronlarni faqat harakatlanayotganda harakatlantirishi mumkin.
Yana bir farq shundaki, elektr kuchi elektr maydoni bilan bir yo'nalishda, magnit kuchi esa magnit maydoniga perpendikulyar. Shunday qilib, agar elektron elektr kuchi bilan harakatlansa, uning harakat yo'nalishi elektr maydonining yo'nalishi bilan bir xil bo'ladi. Aksincha, agar elektron magnit kuchi bilan harakatlansa, uning harakat yo'nalishi magnit kuchining yo'nalishi bilan bir xil bo'ladi, bu esa magnit maydon yo'nalishiga perpendikulyar.
Yuqoridagi savolga asoslanib, elektron shimolga otilganda chapga (g'arbga), janubga otilganda esa chapga (sharqqa) og'ishi aniq ko'rinib turibdi. Agar elektron elektr kuchi bilan og'irilsa, u holda elektr maydonining yo'nalishi bilan bir xil bo'lgan elektr kuchining yo'nalishi doimo o'zgarib turadi. Elektr maydonining yo'nalishi doimiy bo'lishi kerak. Shuning uchun elektron elektr kuchi bilan og'irilmaydi.
Bundan xulosa qilish mumkinki, magnit kuch elektronlarni yo'naltiradi. Magnit kuch yo'nalishini (elektronlar yo'naltirilgan yo'nalish), magnit maydon yo'nalishini va elektronlar otilgan yo'nalishni aniqlash uchun o'ng qo'l qoidasidan foydalaning.
Quyida tushuntirilganidek, o'ng qo'l qoidasini qo'llang. O'ng qo'lingizni cho'zing, bosh barmog'ingizni to'g'rilang va qolgan to'rtta barmog'ingizni yoping. Bosh barmog'ingizni shimolga (elektron harakati yo'nalishi) va to'rtta barmog'ingiz g'arbga (magnit kuch yo'nalishi = elektron og'ishi yo'nalishi) qaratib joylashtiring, shunda o'ng qo'lingizning orqa tomoni pastga (magnit maydon yo'nalishi) qaratib joylashtiring. Aksincha, bosh barmog'ingizni janubga (elektron harakati yo'nalishi) va to'rtta barmog'ingiz sharqqa (magnit kuch yo'nalishi = elektron og'ishi yo'nalishi) qaratib joylashtiring, shunda o'ng qo'lingizning orqa tomoni pastga (magnit maydon yo'nalishi) qaratib joylashtiring. Elektron pastga yo'naltirilgan magnit maydonda degan xulosaga kelish mumkin.
To'g'ri javob D.
Savol manbasi:
O'rta maktab fizikasi OSN savollari
