ملف تدريبي: تبدُّد الطاقة في الموصِّلات

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب الطاقة المفقودة في دائرة كهربية بمعلومية شدة التيار المار بها والمقاومة وفرق الجهد الكهربي.

س١:

مقاومة مقدارها 1.0×10 Ω ومقدار القدرة الكهربية المفقودة خلالها 2.0 W.

ما مقدار شدة التيار المار في المقاومة؟

ما مقدار فرق الجهد عَبْر المقاومة؟

س٢:

ما أقصى جهد كهربي يمكن توصيله بشكل آمن بمقاومة مقدارها 15 kΩ وأقصى قدرة داخلة يمكنها استيعابها تساوي 10 W؟

س٣:

يُنتِج جهاز مقوِّم نظْم القلب مُزيل الرَّجَفان تيارًا كهربيًّا مقداره 10.0 A داخل جسد المريض لمدة 5.00 ms في محاولة لاسترجاع نبضات القلب الطبيعية. ينتج هذا الجهاز 500 J من الطاقة.

ما مقدار الشحنة التي تمر خلال جسد المريض؟

  • أ1.00×10C
  • ب2.50×10C
  • ج5.00×10C
  • د1.00×10C
  • ه2.00×10C

ما مقدار الجهد الكهربي المؤثِّر على الشحنة التي تمر خلال جسد المريض؟

ما مقدار مقاومة المسار الذي تسلكه الشحنة التي تمر خلال جسد المريض؟

س٤:

وُضِعت مقاومة مجهولة في حاوية معزولة بها 0.75 kg من الماء. وُصِّل مصدر جهد كهربي على التوالي مع المقاومة مُنتِجًا تيارًا كهربيًّا شدته 1.2 A تم الحفاظ عليه لمدة 10.0 دقائق خلال المقاومة؛ مما أدى إلى زيادة في درجة الحرارة بمقدار 10C. افترض أن قيمة 4180/JkgC تمثِّل السعة الحرارية للماء.

ما مقدار المقاومة؟

ما مقدار الجهد الكهربي المُستمَد من مصدر الطاقة؟

س٥:

بطارية قوتها الدافعة الكهربية (ق.د.ك.) تساوي 24.00 V، تولِّد تيارًا مستمرًّا شدته 2.00 mA لأحد الأجهزة.

ما مقدار الشغل الذي تبذله البطارية خلال 180 ثانية؟

س٦:

سخان غمر جهده 120 V، يتكوَّن من ملف موضوع في كوب لغلْي الماء. يمكن للسخان غلي كوب من ماء درجة حرارته 20.00C في 180.00 ثانية. اشترى طالب سخانًا لاستخدامه في غرفة السكن، لكنه كان قلقًا من أن يزيد الحمل على الدائرة التي تزوِّد الغرفة بالقدرة، ومن أن يتلف قاطع الدائرة الذي يتحمَّل شدة تيار مقدارها 15.00 A، وجهدًا مقداره 120 V. يوجد في الغرفة أربعة مصابيح متوهِّجة قدرة كلٍّ منها 100.00 W، ومدفأة قدرتها 1‎ ‎500.00 W.

ما أقصى قدرة لسخان الغمر؟

ما شدة التيار الكلي المار في الدائرة الكهربية في الغرفة إذا شُغِّل سخان الغمر؟

ما شدة التيار الكلي المار في الدائرة الكهربية في الغرفة إذا استُبدلتْ بالمصابيح المتوهِّجة مصابيح قدرة كلٍّ منها 18.00 W؟

س٧:

يستخدم طالب مِدفأة مُشِعَّة للحرارة قدرتها 100 W، وجهدها الكهربي 115 V لتدفئة غرفته، في الفترة من الساعة 6 مساءً إلى الساعة 7 صباحًا.

ما مقدار شدة التيار الكهربي الذي تعمل به المدفأة؟

ما عدد الإلكترونات التي تتحرَّك خلال المدفأة؟

  • أ2.80×10
  • ب2.98×10
  • ج2.93×10
  • د2.24×10
  • ه2.54×10

ما مقدار مقاومة المدفأة؟

ما مقدار الحرارة المضافة إلى الغرفة؟

  • أ4.68×10 J
  • ب4.85×10 J
  • ج5.22×10 J
  • د4.47×10 J
  • ه5.04×10 J

س٨:

تُنقل الطاقة الكهربية من محطة توليد تقع على بُعد 6.0×10 m من المدينة عن طريق أسلاك نحاسية مساحة مقطعها 42.40 mm2، ومقاومتها النوعية 1.68×10 Ω⋅m. تُنقل الطاقة بواسطة تيار شدته 100.0 A. ما مقدار القدرة المفقودة أثناء نقل الطاقة؟

  • أ1.4×10 W
  • ب1.8×10 W
  • ج1.2×10 W
  • د2.4×10 W
  • ه2.0×10 W

س٩:

تُستخدم بطارية جهدها 30 V لإمداد مقاومة قيمتها 10 kΩ بالتيار.

ما شدة التيار المار في المقاومة؟

ما مقدار القدرة المفقودة في المقاومة؟

س١٠:

افترض أن هناك محطةً لتوليد الكهرباء تقع على مسافة 25 km خارج إحدى المدن وتُمِدُّها بقدرة كهربية مقدارها 50 MW. صُنعت خطوط نقل القدرة من كبلات ألومنيوم مقاومتها النوعية تساوي 2.65×10 Ω⋅m ومساحة مقطعها تساوي 7.0 cm2.

أوجد القدرة المفقودة في خطوط النقل إذا كان الجهد الكهربي 200 kV (rms).

  • أ5.1×10 W
  • ب4.6×10 W
  • ج6.3×10 W
  • د5.6×10 W
  • ه5.9×10 W

أوجد القدرة المفقودة في خطوط النقل إذا كان الجهد الكهربي 25 kV (rms).

  • أ3.8×10 W
  • ب3.8×10 W
  • ج1.9×10 W
  • د3.8×10 W
  • ه2.5×10 W

س١١:

فرق الجهد بين طرفَي مقاومة مقدارها 0.010 kΩ يساوي 4.00 V. ما مقدار القدرة المفقودة في المقاومة؟

س١٢:

مقاومة مقدارها 30.00 Ω تبلغ أقصى قيمة لقدرة الدخل لها 2.50 W. وُصِّلت المقاومة بمصدر طاقة ضُبِط جهد الخرج له بحيث يُنتِج في المقاومة أقصى شدة تيار يُمكِن أن تمر عَبْر المقاومة بأمان.

ما قيمة جهد الخرج التي ضُبِط مصدر الطاقة عندها؟

ما شدة التيار المار عَبْر المقاومة؟

س١٣:

تُختبَر مولِّدات الطاقة الكهربية أحيانًا عن طريق إمداد بِرميل كبير من الماء بتيار كهربي. يُمكِن استخدام طريقة مُماثِلة لاختبار كمية الحرارة الناتجة عن مقاومة كهربية. وُصِّلت مقاومة مقدارها 20 Ω ببطارية جهدها الطرفي 12.0 فولت. كان طرفا المقاومة الكهربية مُقاوِمَين للماء، والمقاومة موضوعة في حمام ماء يحتوي على 3.0 kg من ماء درجة حرارته 25C. وُصِّل تيار بالمقاومة لمدة 1‎ ‎800 ثانية. بافتراض أن كلَّ الطاقة الكهربية المفقودة في المقاومة تُسخِّن الماء، أوجد درجة الحرارة النهائية للماء. استخدِم القيمة 4184/JkgC للسعة الحرارية النوعية للماء، وافترِض أن التغيُّر في درجة حرارة الماء يُسبِّب تغيُّرًا مُهمَلًا في قيمة المقاومة.

س١٤:

مصباح ضوء متوهج قدرته 75 وات يُنتج ضوءًا فيضه الضوئي 900 ليومن. افترض أن سعر الكهرباء $0.22 لكل كيلووات.ساعة، ما التكلفة السنوية في حالة إضاءة المصباح لمدة 8 ساعات في اليوم؟

س١٥:

يتم عمل دائرة قصر باستخدام مصدر تيار مُتردِّد جهده 420 V وموصِّل مقاومته 0.850 Ω.

ما مقدار الطاقة المفقودة في دائرة القصر؟

ما شدة التيار المار في الموصل؟

س١٦:

ما متوسط قدرة الخرج لجهاز مزيل رجفان القلب يُبدِّد 530 J من الطاقة خلال 11.2 ms؟

س١٧:

دائرة القصر في جهاز جهده 160 V تكون في فتيل مقاومته 0.700 Ω. احسب ارتفاع درجة حرارة 5.00 g من المادة حول الفتيل. افترض أن متوسط السعة الحرارية النوعية للمادة 0.300/calgC، وأن دائرة القصر تستمر لمدة 0.0700 s قبل أن يفصل القاطع الدائرة.

س١٨:

دائرة قصر ذات جهد مُتردِّد عَبْر موصِّل يساوي 190 V تولِّد قدرة قصوى مقدارها 84 kW.

ما مقاومة الموصِّل؟

ما القدرة المتوسِّطة إذا كان مقدار الجهد المُتردِّد 140 V؟

س١٩:

أمسك شخص بالخطأ طرفَيْ مصدر قدرة جهده الطرفي 15.0 kV ومقاومته الداخلية 1‎ ‎500 Ω. مقاومة المسار خلال جسم الشخص بين يدَيْهِ 20.0 kΩ.

ما شدة التيار المار خلال جسم الشخص؟

إذا أردنا أن نجعل مصدر القدرة آمِنًا عن طريق زيادة مقاومته الداخلية، فماذا يجب أن تكون قيمة المقاومة الداخلية لتكون أقصى شدة تيار في هذه الحالة 3.00 mA؟

ما القدرة المفقودة في جسم الشخص؟

  • أ10.5×10 W
  • ب36.0×10 W
  • ج45.3×10 W
  • د11.3×10 W
  • ه41.3×10 W

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.