Kadaran pada sesuatu peranti memberi anda dua nombor: voltan bekalan V dan kuasa P. Daripada keduanya anda boleh mencari arus dan, apabila tahu tempoh ia berjalan, tenaga yang dipindahkan. Ini muncul dalam soalan pengiraan pendek dan sebagai langkah pertama soalan kos atau fius yang lebih panjang.
Ia berasaskan beza keupayaan, rintangan dan litar serta kuasa daripada kerja, tenaga dan kecekapan.
Persamaan manakah yang menghubungkan kadaran dengan tenaga?
Kuasa ialah tenaga dipindahkan sesaat, jadi E = P × t, dengan E dalam joule, P dalam watt dan t dalam saat.
Kuasa elektrik juga P = I × V, dengan I dalam ampere dan V dalam volt. Menggabungkan keduanya memberi E = I × V × t.
Jika soalan memberi P dan V, susun semula kepada I = P ÷ V. Tabiat yang baik ialah menulis unit di sebelah setiap nombor sebelum mendarab.
Contoh berlangkah
Sebuah cerek bertanda 230 V, 2300 W. Ia dihidupkan selama 2 minit 30 saat untuk mendidihkan air. Angka ini rekaan untuk latihan.
Langkah 1, arus: I = P ÷ V = 2300 ÷ 230 = 10 A.
Langkah 2, masa dalam saat: 2 min 30 s = 120 + 30 = 150 s.
Langkah 3, tenaga: E = P × t = 2300 × 150 = 345 000 J.
Langkah 4, semak dengan laluan lain: E = I × V × t = 10 × 230 × 150 = 345 000 J. Kedua-duanya sepadan.
Jawapan: arus 10 A, tenaga 345 000 J (345 kJ).
Jawapannya besar kerana cerek berkuasa tinggi. Semakan kemunasabahan: 2300 J setiap saat selama 150 saat mestilah beberapa ratus ribu joule.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan lazim ialah memasukkan masa dalam minit terus ke dalam E = P × t.
Kerja yang salah: E = 2300 × 2.5 = 5750 J
Pelajar menukar 2 min 30 s kepada 2.5 minit, kemudian menggunakan minit dalam persamaan yang memerlukan saat.
Pembetulannya ialah bertanya “apakah maksud satu watt?” Satu watt ialah satu joule sesaat, jadi masa mesti dalam saat. 2.5 min = 150 s, dan 2300 × 150 = 345 000 J. Jawapan yang salah itu 60 kali terlalu kecil, dan itulah petunjuk bahawa penukaran minit kepada saat terlepas.
Semak kendiri
Cuba di atas kertas, kemudian buka setiap jawapan.
1. Sebuah lampu bertanda 12 V, 36 W. Cari arus, dan tenaga yang dipindahkan dalam 10 minit.
Tunjuk jawapan
I = 36 ÷ 12 = 3 A. t = 10 × 60 = 600 s. E = 36 × 600 = 21 600 J.
2. Sebuah peranti mengambil 5.0 A daripada bekalan 230 V selama 2 minit. Cari kuasa dan tenaga yang dipindahkan.
Tunjuk jawapan
P = IV = 5.0 × 230 = 1150 W. t = 120 s. E = 1150 × 120 = 138 000 J. Semak: 5.0 × 230 × 120 = 138 000 J.
3. Pengecas telefon menghantar 5 V pada 2 A selama 1 jam. Berapakah tenaga yang dipindahkan dalam joule?
Tunjuk jawapan
P = 5 × 2 = 10 W. t = 3600 s. E = 10 × 3600 = 36 000 J (36 kJ).
Ke mana selepas ini
Seterusnya, fahami mengapa peranti juga memerlukan perlindungan: bandingkan fungsi fius dengan fungsi suis. Apabila tenaga diminta dalam kilowatt-jam, teruskan ke semak penukaran unit dalam pengiraan penggunaan tenaga. Modul penuh ada di tenaga elektrik dan tafsiran selamat.
Sesetengah pelajar betul dalam setiap formula tetapi memilih yang salah apabila soalan menggunakan ayat yang tidak biasa. Guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh memberi soalan kadaran baharu sehingga pilihan itu menjadi automatik.