1. Ellenállások teljesítménye
A fogyasztó teljesítménye P=U⋅I P=U^2R U=P⋅R P=R⋅I^2 I=PR Figyelmeztetés: A helyes számológéphasználat miatt célszerűbb a zárójeles képleteket alkalmazni: U=(P⋅R) I=(PR)
Feladatok:
(OFI TK10 73.)
1. Egy 1800 W-os elektromos fűtőtest 230 V-os hálózatról üzemeltethető.
Számítsuk ki a fűtőtest ellenállását és a felvett áramot!
2. Egy mosógép ökoprogramja szerint 5,5 kg ruha mosását 150 perc alatt végzi el.
Közben 1,5 kWh áramot fogyaszt, és 58 liter vizet használ, melyből 20 litert melegít fel
15 °C-ról 60 °C- ra.
a) Mennyibe kerül egy ilyen mosás?
b) Hány százalékát fordítja a víz melegítésére a felhasznált energiának?
(1 kWh elektromos energia árát vegyük 45 Ft-nak.)
3. Ha egy fogyasztó feszültségét növeljük, akkor nő a teljesítménye és
az általa – adott idő alatt - elfogyasztott elektromos energia is.
Hány százalékkal nő a fogyasztás, ha a feszültségnövekedés 4,5%-os?
1999-ben a hálózati feszültség értékét 4,5%-kal növelték:220V-ról 230V-ra.
A villanyszámlákon megjelenő fogyasztás százalékos növekedése azonban
lényegesen elmaradt az előző kérdésre adott, helyes válasz értékétől. Miért?
4. Egy háztartásban személyenként és naponta átlagosan 40 liter 40°C-os meleg vízre van szükség.
Mennyi idő alatt és milyen költséggel állíthatjuk ezt elő 1,8kW teljesítményű vízmelegítőnkkel,
ha a melegítés hatásfoka 80%? Ez a melegvíz-igény 20 liter víz 60°C-osra melegítésével és
hideg vízzel való keverésével is kielégíthető.
Ekkor azonban a nagyobb hőveszteség miatt a melegítés hatásfoka csak 60%.
Melyik megoldás olcsóbb?
(A hideg csapvíz 18°C-os, az elektromos energia ára 45 Ft/kWh)
5. Egy hagyományos, 60 watt teljesítményű izzólámpa átlagos élettartama 1000 óra, ára 66 Ft.
Egy 12 wattos kompakt izzó hasonló fényerőt biztosít, üzemideje 8000 óra, ára 2100 Ft.
A kompakt izzó élettartama alatt tehát átlagosan 8 db hagyományos izzót használunk el.
Hasonlítsuk össze a két fényforrás beszerzési és üzemeltetési költségeit ez alatt a 8000 óra alatt!
Határozzuk meg –grafikusan vagy számításokkal- azt az üzemidőt, amely után már megtakarítást jelent
a kompakt izzó használata! (1 kWh elektromos energia árát vegyük 45 Ft-nak.)
6. Egy erőmű 600 kW elektromos teljesítményt szolgáltat egy távoli fogyasztó számára.
A fogyasztóhoz vezető hosszú távvezetéket melegíti a benne folyó áram. Ez a szállítás vesztesége.
Mikor kisebb ez a veszteség: 60 kV vagy 120 kV feszültségen történő energiaszállítás esetén?
Mennyi a két veszteség aránya?
(Az elektromos energia szállítás feszültségét a valóságban is meg lehet választani.
A módszerről a következő tanévben a váltakozó feszültség témakörben lesz szó.)
7. A LED-izzókat tartalmazó világítóeszközök energiatakarékos fényforrások.
A LED-„izzó” ugyanis nem izzik, ezért nem jelentkezik a hagyományos fényforrásoknál
kb. 90%-os veszteséget okozó melegedés.
Két azonos fényerejű fényszóró közül az egyik egy 2000 óra élettartamú 35 W-os halogén izzóval,
a másik 3 db egyenként 1 W-os, 30 000 óra élettartamú LED-izzóval működik.
A halogén izzó ára 1000 Ft, a 3 db LED izzóé összesen 3750 Ft.
Számítsuk ki a kétféle fényforrásnak a LED-es lámpa közel három és fél éves élettartama alatti költségeit!
Az eredmény értékelésekor vegyük figyelembe, hogy a lámpát nem használjuk három és fél éven át folyamatosan.
Lehet, hogy átlagosan csak napi két órát üzemel.
