محاسبه انرژی مصرفی کتری برقی

راهنمایی کوتاه: برای محاسبه انرژی مصرفی، ابتدا توان کتری را از روی اطلاعات روی آن پیدا کن، سپس با استفاده از زمان، انرژی را محاسبه کن.

گام‌به‌گام:

• ۱) اطلاعات روی کتری نشان می‌دهد: ۱۱۰W و ۲۲۰V. این یعنی توان نامی کتری ۱۱۰ وات است (وقتی به ولتاژ ۲۲۰ ولت وصل شود).
• ۲) اما در سؤال گفته شده کتری به ولتاژ ۱۱۰ ولت وصل شده است. وقتی ولتاژ نصف شود (۲۲۰ به ۱۱۰)، توان مصرفی چطور تغییر می‌کند؟
• ۳) برای یک وسیله مقاومتی مثل کتری، توان با مربع ولتاژ نسبت مستقیم دارد (P = V²/R). مقاومت کتری ثابت است.
• ۴) ابتدا مقاومت کتری را از روی حالت نامی حساب می‌کنیم:
  $R=\frac{V^2}{P}=\frac{{220}^2}{110}=\frac{48400}{110}=440\mathrm{\Omega }$
• ۵) حالا که مقاومت را داریم (۴۴۰ اهم)، توان در ولتاژ ۱۱۰ ولت را حساب می‌کنیم:
  $P=\frac{V^2}{R}=\frac{{110}^2}{440}=\frac{12100}{440}=27.5\mathrm{W}$
• ۶) زمان داده شده: نیم ساعت = ۰.۵ ساعت = ۱۸۰۰ ثانیه.
• ۷) انرژی مصرفی (بر حسب ژول) = توان (وات) × زمان (ثانیه):
  $E=P\times t=27.5\times 1800=49500\mathrm{J}$

پاسخ نهایی: انرژی مصرفی کتری در این شرایط برابر با ۴۹۵۰۰ ژول است.

مثال مشابه: یک لامپ ۶۰ وات-۲۲۰ ولت را به ولتاژ ۱۱۰ ولت وصل کنیم. مقاومت لامپ ثابت است (۸۰۶.۷ اهم). توان جدید می‌شود ۱۵ وات. اگر ۲ ساعت روشن بماند، انرژی مصرفی = ۱۵ × ۷۲۰۰ = ۱۰۸۰۰۰ ژول.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی رابطه بین ولتاژ، توان و مقاومت در وسایل برقی مقاومتی را مرور کنی. همچنین، تبدیل واحد زمان (ساعت به ثانیه) را تمرین کن.

یادآوری ایمنی: در آزمایش‌های عملی با برق، حتماً از بزرگتر یا معلم راهنمایی بگیر و از وسایل استاندارد استفاده کن.