Elektriksel Enerji

Piller içlerindeki kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürler. Şekildeki devrede potansiyel farkı V olan bir pil R direncine bağlandığında direnç üzerinden i akımı geçer. i akımı oluştuğunda iletken içinden çok hızlı geçen elektronlar, iletkenin atom ve moleküllerine çarparak kinetik enerjilerini iletkene aktarırlar. Böylece iletken tel ya da direnç ısınır. Şekildeki devrede R direncinden t sürede i akımı geçtiğinde R direncinde açığa çıkan ısı enerjisi;

Ohm kanununda V = i.R olduğundan V yerine i.R yazıldığında

Bağıntıdan anlaşılacağı üzere pilin voltu ne kadar çoksa o kadar enerji açığa çıkacaktır. Ayrıca dirençten ne kadar çok akım geçirilirse ve akımın geçme süresi anarsa enerji artacaktır. Bir ütüden akım geçirildikçe Ütünün ısınması, yanan ampulün ısınması, çalışan fırının ısınması elektriksel enerjiye birer örnektir.

Elektriksel Güç

Yukarıda ifade ettiğimiz gibi üzerinden akım geçen iletkenlerde enerji açığa çıkar. İletkende birim zamanda açığa çıkan enerjiye güç denir. P ile gösterilir. Birimi watt tır.

Güç = Elektriksel Enerji / Zaman

Grafikten anlaşılacağı üzere akım arttıkça güç akımın karesiyle doğru orantılı olarak artacaktır. Günlük hayatta kullandığımız birçok elektrikli aletlerin güç değerleri farklı farklıdır. Aşağıda bazı aletlerin güçleri verilmiştir.

Elektrikli Aletlerinin Harcadıkları Enerji

Günlük hayatla kullandığımız elektrikli ev aletlerinin üzerinde çalışırken bir saatle harcadıkları güç değerleri yazılıdır. Örneğin su ısıtıcısında 2300 W yazılıdır. Bunun anlamı ısıtıcı 1 saat çalıştığında 2300 W güç harcamaktadır.

LCD TV lerde 115 W yazılı olduğundan 1 saat çalışan TV 115 W, 2 saat çalışan TV 230 W enerji harcar. Bu şekilde bir evde günde ne kadar enerji harcandığı hesap edilir.

Lambalar Konusuna gitmek için tıklayın.

Çözümlü Örnek Sorular

Soru 1:
Bir elektrikli cihaz 220 V’luk bir gerilim altında 4 A akım çekerek çalışıyor. Bu cihazın gücü kaç watt’tır?
Çözüm:
Elektriksel güç, P = V x I formülüyle hesaplanır.
V = 220 V, I = 4 A olduğuna göre:
P = 220 x 4 = 880 W.
Cevap: 880 W.

Soru 2:
Bir elektrikli su ısıtıcısı 1500 W güç ile çalışmaktadır. Bu su ısıtıcısı 20 dakika çalıştığında ne kadar elektriksel enerji harcar?
Çözüm:
Enerji E = P x t formülüyle hesaplanır.
P = 1500 W, t = 20 dk = 1200 saniye.
E = 1500 x 1200 = 1800000 J.
Cevap: 1800000 J.

Soru 3:
Bir ampul 60 W gücünde olup 110 V gerilim altında çalışmaktadır. Bu ampulden geçen akımı bulunuz.
Çözüm:
Güç formülünden akım bulunabilir: I = P / V.
P = 60 W, V = 110 V.
I = 60 / 110 ≈ 0.545 A.
Cevap: 0.545 A.

Soru 4:
220 V gerilimle çalışan ve 2 kW güç harcayan bir fırının direncini hesaplayınız.
Çözüm:
Önce akımı bulalım: I = P / V.
P = 2000 W, V = 220 V.
I = 2000 / 220 ≈ 9.09 A.
Direnç ise R = V / I formülüyle bulunur:
R = 220 / 9.09 ≈ 24.2 Ω.
Cevap: 24.2 Ω.

Soru 5:
Bir elektrikli motor 500 W güçle çalışmakta ve 5 A akım çekmektedir. Motorun çalıştığı gerilimi bulunuz.
Çözüm:
Güç formülü P = V x I kullanılır.
P = 500 W, I = 5 A.
V = P / I = 500 / 5 = 100 V.
Cevap: 100 V.

Soru 6:
Bir ısıtıcı 750 W güçle çalışarak 5 dakika boyunca çalışmaktadır. Harcadığı elektriksel enerjiyi bulunuz.
Çözüm:
Enerji E = P x t formülüyle hesaplanır.
P = 750 W, t = 5 dk = 300 saniye.
E = 750 x 300 = 225000 J.
Cevap: 225000 J.