Apabila litar berubah, tanya berapa banyak tenaga dipindahkan setiap saat dan ke mana ia pergi. Penghubungnya ialah kuasa: P = I × V, dan tenaga yang dipindahkan ialah E = P × t.
Kemahiran ini berada dalam penaakulan fizik dalam tugasan campuran kerana idea tenaga yang sama menerangkan lampu, pemanas dan motor. Semua nombor di bawah dicipta untuk pengajaran.
Bagaimana pemerhatian menjadi pernyataan tenaga?
Lampu lebih cerah kerana lebih banyak tenaga dipindahkan sebagai cahaya dan haba setiap saat. Kuasa mengukur tepat perkara itu, dalam watt, jadi lampu yang lebih cerah mempunyai kuasa lebih tinggi.
Kuasa bergantung pada dua kuantiti yang boleh diukur: arus melalui lampu dalam ampere (A) dan beza keupayaan merentasinya dalam volt (V). Darabkan keduanya untuk mendapat watt. Kemudian darabkan dengan masa dalam saat untuk mendapat joule.
Bagaimana mengira langkah demi langkah?
- Tulis pemerhatian sebagai perubahan pemindahan tenaga: lebih atau kurang tenaga setiap saat.
- Senaraikan nilai berserta unit: arus I, beza keupayaan V, masa t.
- Kira kuasa menggunakan P = I × V.
- Tukar masa kepada saat, kemudian kira tenaga menggunakan E = P × t.
- Nyatakan ke mana tenaga pergi, contohnya tenaga elektrik kepada cahaya dan tenaga haba.
Contoh berlangkah
Sebuah lampu disambung merentasi bekalan 6.0 V dan ammeter membaca 0.50 A. Cari kuasanya dan tenaga yang dipindahkan dalam 20 s.
Langkah 1, pemerhatian: lampu menyala dengan stabil, jadi tenaga dipindahkan secara berterusan.
Langkah 2, nilai: V = 6.0 V, I = 0.50 A, t = 20 s.
Langkah 3, kuasa: P = I × V = 0.50 × 6.0 = 3.0 W.
Langkah 4, tenaga: E = P × t = 3.0 × 20 = 60 J.
Semak melalui jalan lain: cas Q = I × t = 0.50 × 20 = 10 C, dan tenaga = Q × V = 10 × 6.0 = 60 J. Kedua-dua jalan sepadan.
Langkah 5, ke mana tenaga pergi: tenaga elektrik dipindahkan kepada cahaya dan tenaga haba ke persekitaran.
Apakah kesilapan yang perlu dielakkan?
Kesilapan lazim ialah membiarkan masa dalam minit.
Jalan kerja yang salah: lampu sama menyala 2 minit, jadi E = 3.0 × 2 = 6 J
Watt ialah joule per saat, jadi masa mesti dalam saat.
Pembetulannya ialah menukar dahulu: 2 minit = 120 s, jadi E = 3.0 × 120 = 360 J. Semakan kewajaran juga membantu. Lampu yang memindahkan 3 J setiap saat tidak mungkin memindahkan hanya 6 J dalam dua minit.
Semak sendiri
Selesaikan, kemudian buka setiap jawapan.
1. Elemen pemanas mempunyai arus 2.0 A pada 12 V. Berapakah kuasanya?
Tunjuk jawapan
P = I × V = 2.0 × 12 = 24 W.
2. Berapakah tenaga yang dipindahkan pemanas 24 W itu dalam 30 s?
Tunjuk jawapan
E = P × t = 24 × 30 = 720 J.
3. Satu sel kedua ditambah dan lampu dalam contoh menjadi lebih cerah. Terangkan dari segi tenaga, tanpa nombor baharu.
Tunjuk jawapan
Beza keupayaan merentasi lampu bertambah, maka arus juga bertambah. Kuasa P = I × V meningkat, bermakna lebih banyak tenaga elektrik dipindahkan kepada cahaya dan tenaga haba setiap saat.
Ke mana selepas ini?
Pemindahan tenaga juga kunci kepada pemanasan, jadi teruskan dengan menerangkan perubahan terma menggunakan dua model. Untuk melihat kedudukan pelajaran ini dalam keseluruhan modul, kembali ke penaakulan fizik dalam tugasan campuran.
Ramai pelajar mengikuti setiap formula tetapi teragak-agak apabila soalan bermula daripada pemerhatian dan bukan nombor. Jurang itu ialah sesuatu yang guru kami usahakan dalam tuisyen Sains Gabungan dalam talian satu dengan satu.