11. ÜNİTE İŞ VE GÜÇ KONULAR

Transkript

1 11. ÜNİTE İŞ VE GÜÇ KONULAR 1. ELEKTRİKTE İŞ VE GÜÇ BİRİMLERİ 2. DOĞRU AKIM VE ALTERNATİF AKIM OMİK DEVRELERİNDE GÜÇ HESABI 3. PROBLEM ÇÖZÜMLERİ 4. ALTERNATİF AKIM OMİK DEVRELERİNDEİŞİN (ENERJİ) KWH (KİLOVAT SAAT) OLARAK HESAPLANMASI

2 11.1. ELEKTRİKTE İŞ VE GÜÇ BİRİMLERİ Güç 5000 metre koşan öğrencilerden birisi bu mesafeyi 8 diğeri ise 12 dakikada koşuyor. Sizce bu iki koşucudan hangisinin gücü daha fazladır? Bir insan ile bir yük asansöründen hangisi bir inşaatın en üst katına daha fazla malzeme taşıyabilir? Bir kişinin yaptığı iş, başka bir birey tarafından daha kısa bir sürede yapılabilir. Aynı işi kısa sürede yapan kişiye daha güçlüdür denir. Yukarıdaki örneklerde; 5000 metrelik mesafeyi 8 dakikada koşan birinci koşucunun gücü diğer koşucuya oranla daha fazladır. Yük asansörü aynı süre içerisinde daha fazla malzeme taşıyacağı için insana oranla daha güçlüdür. Güçleri farklı olan ampuller aynı süre içerisinde farklı büyüklükte enerji harcarlar. 150 watt lık bir lamba saniyede 150 joule enerji harcarken, 15 wattlık bir lamba ise aynı sürede 15 joule lük enerji harcar. 150 wattlık lamba 15 wattlık lambaya kıyasla daha güçlüdür. Evlerimizde kullandığımız ev aletleri farklı güç değerlerine sahiptir. Tablo 11.1 de bu aletlerinden bazılarına ait güç değerleri görülmektedir. Ev aletinin Adı Ampul Gücü (Watt) Buzdolabı Televizyon Elektrik Süpürgesi Çamaşır Makinesi Elektrikli ısıtıcılar Tablo 11.1 Çeşitli ev aletlerine ait güç değerleri 146

3 Birim zamanda yapılan işe güç denir. İş birimi Joule, zaman birimi saniye ise; Güç birimi: İş birimlerini zamana oranlamakla güç birimleri elde edilir. Güç iş Zaman MKS ( SI) P (Watt) W( Joule) t ( saniye ) CGS Erg / sn Erg Sn Tablo 11.2 Birim tablosu 11.2 DOĞRU AKIM VE ALTERNATİF AKIM OMİK DEVRELERİNDE GÜÇ HESABI Potansiyel farkı 1 volt olan iki noktanın birinden diğerine 1 kulonluk elektrik yükü geçirmek için apilan işe veya harcanan elektrik enerjisine joule denir. W = Q x E veya W = Q x U bağıntısı ile bulunur ( 1 ) Bağıntıda; Q = Yük x kulon; U, E = gerilim, e.m.k, volt; W = joule, enerji. İş yapma kabiliyetine veya saniyede yapılan işi güç olarak tanımladığımızda, güç birimi joule / saniye (j/s ) dir. (j/s ) değerine kısaca watt denir Potansiyel farkı 1 volt olan bir dirençten 1 saniyede 1 kulonluk bir elektrik yükü geçirildiğinde harcanan enerji 1 joule/sn veya 1 watttir. 147

4 P = W/t..(2) W= yapılan iş, joule, t = işin yapılması için geçen zaman, saniye P= Güç, Watt. (1) numaralı ifade (2) numaralı bağıntıda yerine yazıldığında; olur (3) Formüldeki ifadesi akım şiddetini verir. ( ) Q: kulon, t: sn alındığında Amper dir. (3) numaralı bağıntıda yerine I yazılacak olursa P= E.I veya P = U. I sonucu elde edilir..(4) Bir dirençte harcanan güç, direncin uçlarındaki potansiyel farkı ile dirençten geçen akımın çarpımına eşittir. Direncin uçlarındaki gerilim volt, devreden geçen akım amper olarak ifade edildiği takdirde, güç watt olarak bulunur. Bir direncin uçlarındaki gerilim, ohm kanununa göre, U= I.R ifadesi ( 4 ) numaralı bağıntıda yerine konulursa, gücü veren ikinci bir formül daha elde edilir. P=U.I (U=I.R) P=(I.R).R P=I 2.R olur.(5) I=Akım, (amper) R=Direnç, (ohm) P=Güç, (watt) (4) numaralı formülde I yerine ohm kanunundaki I=U/R ifadesi yazılacak olursa gücü veren üçüncü bir formül daha elde edilir. Bir dirençte harcanan gücün hesaplanmasında, eğer gerilim ve akım biliniyorsa ( 4 ) nolu formül, akım ve direnç biliniyorsa ( 5 ) nolu formül, gerilim ve direnç biliniyorsa (6) numaralı formül kullanılır PROBLEM ÇÖZÜMLERİ Örnek 1: Bir arabayı 600 Newtonluk bir kuvvetle çeken atın aldığı yol 400 metredir. Bu mesafeyi 2 dakikalık sürede alan atın gücü kaç wattır? 148

5 Çözüm: F : 600N W = F.x X : 400m W = T : 2 dakika(2dk=120sn) W = Jolue Buna göre atın gücü Örnek 2: watt olur. Bir ütünün gücü wattir. Bu ütü 1 saat çalıştırıldığında harcanan elektrik enerjisi kaç joule olur? ( 1 saat = 60 dakika = saniye ) Çözüm : W :? jolue P : 1100 W T : 1 saat=3600 sn Örnek 3: Bir elektrik motoru 10 saniyede joule lük işi yaparken, bir elektrik sobası 20 saniyede joule lük enerji harcıyor. Buna göre, elektrik motorunun gücü, elektrik sobasının gücünün kaç katıdır? Çözüm : Elektrik motorunun gücü, elektrik sobasının 6 katına eşittir. Örnek 4: Bir doğru akım şönt motoru 110 voltluk şebekeden 30 Amper akım çekiyor. Motorun şönt uyartım sargısının direnci 100 ohm, endüvinin direnci 0,2 ohm dur. a - Motorun şebekeden çektiği gücü ( P a ), b - Uyartım sargısında harcanan gücü ( P u ), c - Endüviye verilen gücü ( P), d - Motorun 5 saatte harcadığı gücü hesaplayınız 149

6 Çözüm : a- b- c- d ALTERNATİF AKIM OMİK DEVRELERİNDE İŞİN (ENERJİ) KWH (KİLOVAT SAAT) OLARAK HESAPLANMASI Bu konu ile ilgili açıklayıcı bilgiler 15. ünitede yer aldığı için bu ünitede işin Kwh olarak hesaplanması konusuna değinilmeyecektir 150

7 ÖZET Bir kişinin yaptığı iş, başka bir birey tarafından daha kısa bir sürede yapılabilir. Aynı işi kısa sürede yapan kişiye daha güçlüdür denir. Birim zamanda yapılan işe güç denir. İş birimi Joule, zaman birimi saniye ise; Güç birimi: İş birimlerini zamana oranlamakla güç birimleri elde edilir. Potansiyel farkı 1 volt olan iki noktanın birinden diğerine 1 kulonluk elektrik yükü geçirmek için apilan işe veya harcanan elektrik enerjisine joule denir. İş yapma kabiliyetine veya saniyede yapılan işi güç olarak tanımladığımızda, güç birimi joule / saniye (j/s ) dir. (j/s ) değerine kısaca watt denir Potansiyel farkı 1 volt olan bir dirençten 1 saniyede 1 kulonluk bir elektrik yükü geçirildiğinde harcanan enerji 1 joule/sn veya 1 watttir. Bir dirençte harcanan güç, direncin uçlarındaki potansiyel farkı ile dirençten geçen akımın çarpımına eşittir. Direncin uçlarındaki gerilim volt, devreden geçen akım amper olarak ifade edildiği takdirde, güç watt olarak bulunur. 151

8 1-Birim zamanda yapılan işe ne denir? a. Volt b. Güç c. Amper d. joule DEĞERLENDİRME SORULARI 2- işle kuvvet arasındaki ilişkiyi aşağıdakilerden hangisi açıklar? a. İş kuvvetle doğru orantılıdır b. İş kuvvetle ters orantılıdır c. İşle yol ters orantılıdır d. Cisim hareket etmese de olur 3-Bir elektrikli ütü 220voltluk devreden 10 amper akım geçtiğine göre gücü kaç wattır? a. 220W b. 100W c. 2200W d. 1100W 4-Aşağıdakilerden hangisi elektrikteki gücün birimidir? a. Volt b. Hp c. Joule d. Watt 5-İşle güç arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisidir? a. Birim zamanda yapılan işe güç denir. b. işle gücün ilişkisi yoktur. c. Güçle iş ters orantılıdır. d. Birim zamanda yapılan güce iş denir. 152