Ενέργεια και Ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος

Με κλικ εδώ κατέβασε μία σύντομη παρουσίαση σε Power Point των εννοιών της Ενέργειας και της Ισχύος του ηλεκτρικού ρεύματος.

1. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Η ηλεκτρική ενέργεια:
   1. Δε μεταφέρεται εύκολα σε μεγάλες αποστάσεις.
   2. Μεταφέρεται μέσω ανοιχτών ηλεκτρικών κυκλωμάτων.
   3. Μετατρέπεται σε άλλες μορφές ενέργειας με τη χρήση διαφόρων συσκευών.
   4. Είναι η ενέργεια που μεταφέρει η θερμότητα στο ηλεκτρικό ρεύμα.
2. Σημειώστε με Σ και Λ για τις σωστές ή λάθος προτάσεις αντίστοιχα.
   1. Όλες οι ηλεκτρικές συσκευές, όταν είναι σε λειτουργία, θερμαίνονται.
   2. Το “φαινόμενο Joule” είναι το φαινόμενο της διέλευσης του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τους αγωγούς.
   3. Η θερμότητα που μεταφέρεται από έναν αντιστάτη στο περιβάλλον οφείλεται στην ηλεκτρική ενέργεια.
   4. Το ηλεκτρικό ρεύμα μεταφέρει την ηλεκτρική ενέργεια.
3. Μπορείτε να περιγράψετε με ποιον τρόπο θερμαίνεται από το ηλεκτρικό ρεύμα ένα μικρό δωμάτιο που χρησιμοποιεί το θερμαντικό σώμα της εικόνας;                                                                  
   

   Άσκηση 3

4. Γιατί χρησιμοποιούμε σύρμα από βολφράμιο στις λάμπες πυρακτώσεως;
5. Στο παρακάτω κύκλωμα τροφοδοτούνται με κατάλληλη τάση δύο λάμπες και φωτοβολούν. Ποιον από τους δύο διακόπτες δ₁ και δ₂ θα κλείνατε για να προκαλέσετε το μεγαλύτερο βραχυκύκλωμα και γιατί;  Θα φωτοβολούν τότε οι δύο λάμπες; 
   

   Άσκηση 5

6. Να βάλετε με τη σωστή σειρά στις θέσεις Α,Β,Γ,Δ,Ε και Ζ τα είδη των ενεργειών και τις διατάξεις που αναγράφονται παρακάτω:
   1. Γεννήτρια
   2. Ενέργεια Υδατόπτωσης
   3. Κινητήρας(μοτέρ)
   4. Θερμική ενέργεια (θερμότητα)
   5. Ηλεκτρική ενέργεια
   6. Έργο για την ανύψωση ενός σώματος.
      
      

      Άσκηση 6

7. Ένα ανυψωτικό μηχάνημα λειτουργεί με ρεύμα. Τροφοδοτούμε το μηχάνημα με ηλεκτρική ενέργεια και ανυψώνουμε ένα σώμα. Κατά την ανύψωση του σώματος παράχθηκε έργο 60.000J ενώ ταυτόχρονα χάθηκε ενέργεια σε θερμότητα – λόγω τριβών και του “φαινόμενου Joule” – 30.000J. Με πόση ηλεκτρική ενέργεια τροφοδοτήθηκε το μηχάνημα;
8. Ένα ηλεκτροκίνητο αυτοκίνητο νέας τεχνολογίας έχει μάζα μαζί με τον οδηγό του 1000Kg και τρέχει με σταθερή ταχύτητα 108km/h (=30m/s). Για το σκοπό αυτό η μπαταρία του τροφοδοτεί τα κυκλώματα του αυτοκινήτου με ενέργεια 700KJ. 
   1. Πόση είναι κινητική ενέργεια που έχει το αυτοκίνητο όταν κινείται με την ταχύτητα των 108km/h;
      Θυμηθείτε ότι η κινητική ενέργεια ενός σώματος δίνεται από τη σχέση: Κ=1/2·m·υ²
   2. Από την ενέργεια που δίνει η μπαταρία, πόση πηγαίνει στην κίνηση του αυτοκινήτου και πόση χάνεται;
   3. Πού πηγαίνει η ενέργεια που χάνεται; 
9. Με τη βοήθεια ενός ηλεκτρικού μοτέρ ανεβάζουμε 100Kg νερού από ένα πηγάδι βάθους 20m. Το μοτέρ, κατά τη λειτουργία του, χάνει ενέργεια 8KJ.
   1. Πόση είναι η δυναμική ενέργεια που χρειάζονται τα 100Kg νερού για να φτάσουν στην επιφάνεια;
      Θυμηθείτε ότι η δυναμική ενέργεια που αποκτά ένα σώμα σε ύψος h δίνεται από τη σχέση: U=m·g·h
   2. Με πόση ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να τροφοδοτηθεί το μοτέρ για να ανεβεί το νερό.Δίνεται επίσης g=10m/s²
10. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση:  Η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνει μια συσκευή είναι:
    
    1. 
    2. 
    3. 
    4. 
11. Ένας κινητήρας λειτουργεί με τάση 220V και διαρρέεται από ρεύμα 2Α. Με πόση ηλεκτρική ενέργεια τροφοδοτείται αν λειτουργήσει για 10min;
12. Ένα έιρκοντίσιον έχει ισχύ 1,1KW και τροφοδοτείται με 220V. 
    1. Πόσο ηλεκτρικό ρεύμα το διαρρέει; 
    2. Πόση ενέργεια θα καταναλώσει αν λειτουργήσει για 3h;
13. Μία ηλεκτρική σκούπα λειτουργεί με τάση 220V. Πόσο ρεύμα περνάει από αυτήν όταν η ενέργεια που δέχεται από το ρεύμα είναι 1.100J σε κάθε δευτερόλεπτο λειτουργίας της. Πόσα watt είναι η ισχύς της σκούπας;
14. Στο κύκλωμα οι ενδείξεις των οργάνων είναι 4Α και 24V. Πόση είναι η ενέργεια που δίνει το ρεύμα στον αντιστάτη R για λειτουργία 5min; Σε τι μορφή τη μετατρέπει ο αντιστάτης την ενέργεια αυτή;
    
    

    Άσκηση 14

15. Στο κύκλωμα της παρακάτω εικόνας να υπολογίσετε:
    1. Την ολική αντίσταση.
    2. Το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα.
    3. Την ισχύ που καταναλώνεται σε όλο το κύκλωμα.
    4. Την ισχύ που καταναλώνεται σε κάθε μία αντίσταση.
    5. Συγκρίνετε τα αποτελέσματα του ερωτήματος 4 με αυτό του 3.
       
       

       Άσκηση 15

16. Γιατί η ΔΕΗ καταγράφει και χρεώνει την ενέργεια του ρεύματος που καταναλώνουμε και όχι την ισχύ του;
17. Πάνω σε μία λάμπα γράφει 60W/120V. Αν υποθέσουμε ότι η λάμπα είναι ένας απλός αντιστάτης υπολογίστε:
    1. Την αντίσταση R της λάμπας.
    2. Αν κάποιος τροφοδοτήσει με 75V τη λάμπα, πόση ισχύς αναπτύσσεται σ’ αυτή;
18. Στην ετικέτα με τα τεχνικά χαρακτηριστικά μιας θερμαντικής συσκευής αναγράφονται τα στοιχεία 880W/220V. Μπορείτε να εξηγήσετε τη σημασία τους; Πόσο θα είναι το ρεύμα I που θα περνάει από τη συσκευή όταν λειτουργεί; Αν λειτουργήσει για 1h πόση ενέργεια σε κιλοβατώρες (KWh) θα καταναλώσει; Από πού προέρχεται αυτή η ενέργεια και σε τι μετατρέπεται;
19. Σε μία οικία λειτουργούν 4 λάμπες των 100W για 3h, 1 ηλεκτρική σκούπα των 2000W για 1h και ένα πλυντήριο των 3000W για 2h. Πόσες κιλοβατώρες (kWh) κατέγραψε ο μετρητής της ΔΕΗ για τη λειτουργία των συσκευών αυτών;
20. Στο παρακάτω κύκλωμα υπάρχει ο κινητήρας Κ συνδεμένος σε σειρά με αντιστάτη R=20Ω. Όλο το κύκλωμα τροφοδοτείται με τάση V. Στα άκρα του αντιστάτη και του κινητήρα υπάρχουν δύο βολτόμετρα V₁ και V₂ και μετρούν 40V και 60V αντίστοιχα. Υπολογίστε:
    1. Με πόσο ρεύμα Ι διαρρέεται το κύκλωμα;
    2. Πόσο είναι το ρεύμα που περνάει μέσα από τον κινητήρα;
    3. Με πόση ηλεκτρική ενέργεια τροφοδοτείται ο κινητήρας αν λειτουργήσει για 1h;
    4. Πόση είναι η ισχύς που απορροφά ο κινητήρας;
    5. Σε ποιες μορφές ενέργειας μετατρέπει ο κινητήρας την ηλεκτρική ενέργεια;
       

       Άσκηση 20