Tenaga elektrik mempunyai dua pasangan unit yang tidak boleh dicampur: watt bersama saat memberi joule, dan kilowatt bersama jam memberi kilowatt-jam. Kebanyakan jawapan salah datang daripada menggunakan satu unit daripada setiap pasangan.
Halaman ini menunjukkan pembetulannya dengan satu contoh asli yang diselesaikan dua cara. Penjelas had dan pembundaran membantu anda memutuskan berapa angka bererti yang wajar bagi jawapan akhir, dan papan penaakulan memberi latihan memilih hubungan sebelum mengira.
Mengapa unit menjadi salah?
Persamaan E = P × t kelihatan sama dalam setiap soalan, jadi otak berhenti membaca unitnya. Namun soalan memberi kuasa dalam kW atau W, dan masa dalam minit, jam atau saat, dalam gabungan mana pun yang dipilih pemeriksa.
Persamaan hanya berfungsi apabila unitnya sepasang. Kuasa dalam watt memerlukan masa dalam saat untuk mendapat joule. Kuasa dalam kilowatt memerlukan masa dalam jam untuk mendapat kWh. Minit tidak sesuai dengan kedua-duanya, jadi minit sentiasa perlu ditukar.
Rutin yang boleh dipercayai
- Garis bawah kuasa dan masa dalam soalan, bersama unitnya.
- Tentukan unit jawapan yang dikehendaki: J, kJ, MJ atau kWh.
- Tukar dahulu. Tulis setiap kuantiti dalam pasangan yang sama, contohnya 2.0 kW dan 0.75 j, atau 2000 W dan 2700 s.
- Gantikan dengan unit ditulis di sebelah setiap nombor.
- Semak cara lain. Tukar jawapan kepada unit satu lagi menggunakan 1 kWh = 3.6 MJ dan lihat sama ada sepadan.
Contoh berlangkah: pemanas bilik
Sebuah pemanas bilik 2.0 kW dihidupkan selama 45 minit. Cari tenaga yang dipindahkan dalam kWh dan dalam joule.
Langkah 1, masa dalam jam: 45 min ÷ 60 = 0.75 j.
Langkah 2, laluan kWh: E = P × t = 2.0 kW × 0.75 j = 1.5 kWh.
Langkah 3, laluan joule: kuasa ialah 2.0 kW = 2000 W, dan masa ialah 45 × 60 = 2700 s. E = 2000 × 2700 = 5 400 000 J = 5.4 MJ.
Langkah 4, semakan: 1.5 kWh × 3.6 MJ setiap kWh = 5.4 MJ. Kedua-dua laluan sepadan, jadi penukaran betul.
Jika elektrik berharga 30 sen setiap kWh dalam contoh ini, kosnya ialah 1.5 × 0.30 = RM0.45. Kos sentiasa menggunakan kWh, bukan joule.
Kesilapan yang perlu diawasi
Seorang murid membaca “2.0 kW” dan “45 minit” lalu menulis:
E = 2.0 × 45 = 90 kWh
Ini memasukkan minit ke dalam persamaan kilowatt-jam. Jawapan itu 60 kali terlalu besar, dan pemanas rumah yang menggunakan 90 kWh dalam masa kurang sejam sepatutnya nampak tidak munasabah.
Versi kedua ialah E = 2000 × 45 = 90 000 J. Watt betul, tetapi minit bukan saat, jadi jawapan 60 kali terlalu kecil.
Pembetulannya ialah langkah 3 rutin di atas: tulis masa yang telah ditukar bersama unitnya sebelum mendarab.
Soalan kemunasabahan di hujung juga membantu. Adakah 90 kWh kedengaran seperti kurang sejam penggunaan pemanas? Tidak, jadi kembali semak.
Semak kendiri
1. Sebuah lampu 60 W dipasang selama 5.0 jam. Cari tenaga dalam kWh dan dalam joule.
Tunjukkan jawapan
kWh: 60 W = 0.060 kW, jadi E = 0.060 × 5.0 = 0.30 kWh.
Joule: 5.0 j = 18 000 s, jadi E = 60 × 18 000 = 1 080 000 J (1.08 MJ).
Semakan: 0.30 × 3.6 = 1.08 MJ, sepadan.
2. Cerek berkadar 800 W dihidupkan selama 3.0 minit. Cari tenaga dalam joule.
Tunjukkan jawapan
3.0 min = 180 s. E = 800 × 180 = 144 000 J.
Semakan dalam kWh: 0.8 kW × 0.050 j = 0.040 kWh, dan 0.040 × 3 600 000 = 144 000 J. Kedua-duanya sepadan.
3. Peralatan 1500 W digunakan selama 2.0 jam. Elektrik berharga 25 sen setiap kWh dalam soalan ini. Cari kosnya.
Tunjukkan jawapan
1500 W = 1.5 kW. E = 1.5 × 2.0 = 3.0 kWh. Kos = 3.0 × 0.25 = RM0.75.
Seterusnya
Latih kemahiran ini dalam menyemak penukaran unit dalam pengiraan penggunaan tenaga, kemudian bina pengiraan itu sendiri dalam mengira tenaga elektrik daripada kadaran yang dinyatakan. Modul tenaga elektrik dan tafsiran selamat mengumpulkan selebihnya, dan panduan istilah Fizik membezakan kuasa, tenaga dan cas.
Jika kesilapan unit terus muncul dalam kerja anda yang telah dibetulkan, guru boleh menyemaknya baris demi baris dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu.