a) Tính điện năng mà quạt đã tiêu thụ trong 4 giờ.

Điện năng tiêu thụ của quạt được tính bằng công thức:

A = P ⋅ t

Trong đó:

• A là điện năng tiêu thụ (đơn vị Joule hoặc kWh)

• P là công suất của quạt (đơn vị Watt)

• t là thời gian hoạt động của quạt (đơn vị giây hoặc giờ)

Theo đề bài:

• P = 75, \mathrm{W}

• t = 4, \mathrm{giờ}

Đổi thời gian ra giây:

t = 4, \mathrm{giờ} = 4 ⋅ 3600, \mathrm{giây} = 14400, \mathrm{giây}

Điện năng tiêu thụ là:

A = 75, \mathrm{W} ⋅ 14400, \mathrm{s} = 1080000, \mathrm{J}

Hoặc tính theo kWh:

A = 75, \mathrm{W} ⋅ 4, \mathrm{giờ} = 300, \mathrm{Wh} = 0.3, \mathrm{kWh}

Vậy, điện năng mà quạt đã tiêu thụ trong 4 giờ là 1080000 J hoặc 0.3 kWh.

b) Quạt này có hiệu suất 80%. Tính phần năng lượng mà quạt đã chuyển hóa thành cơ năng có ích trong thời gian trên.

Hiệu suất của quạt được tính bằng công thức:

H = \frac{A_{\mathrm{có\ ích}}}{A_{\mathrm{toàn\ phần}}} ⋅ 100%

Trong đó:

• H là hiệu suất

• A_{\mathrm{có\ ích}} là năng lượng có ích (cơ năng)

• A_{\mathrm{toàn\ phần}} là năng lượng toàn phần (điện năng tiêu thụ)

Ta có:

• H = 80% = 0.8

• A_{\mathrm{toàn\ phần}} = 1080000, \mathrm{J} hoặc 0.3, \mathrm{kWh}

Từ công thức trên, ta suy ra:

A_{\mathrm{có\ ích}} = H ⋅ A_{\mathrm{toàn\ phần}}

A_{\mathrm{có\ ích}} = 0.8 ⋅ 1080000, \mathrm{J} = 864000, \mathrm{J}

Hoặc:

A_{\mathrm{có\ ích}} = 0.8 ⋅ 0.3, \mathrm{kWh} = 0.24, \mathrm{kWh}

Vậy, phần năng lượng mà quạt đã chuyển hóa thành cơ năng có ích trong thời gian trên là 864000 J hoặc 0.24 kWh.

a) Tính suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.

Khi K mở, mạch hở, vôn kế chỉ suất điện động của nguồn điện.

ε = 6 V

Khi K đóng, mạch kín, vôn kế chỉ hiệu điện thế mạch ngoài: U = 5.6 V. Ampe kế chỉ dòng điện trong mạch: I = 2 A.

Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch:

ε = U + Ir

6 = 5.6 + 2r

2r = 0.4

r = 0.2 Ω

Vậy, suất điện động của nguồn điện là 6 V và điện trở trong là 0.2 Ω.

b) Tính R_{1} và cường độ dòng điện qua R_{2} và R_{3}.

Khi K đóng, R_{1} song song với R_{2}, và cả hai mắc nối tiếp với R_{3}.

Điện trở tương đương của mạch ngoài là:

R_{td} = \frac{R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}} + R_{3}

Ta có:

U = IR_{td}

5.6 = 2\left( \frac{R_{1}\cdot 2}{R_{1}+2}+3\right)

2.8 = \frac{2R_{1}}{R_{1}+2} + 3

-0.2 = \frac{2R_{1}}{R_{1}+2}

-0.2R_{1}-0.4 = 2R_{1}

2.2R_{1} = -0.4

R_{1} = -\frac{0.4}{2.2}

Giá trị R_{1} âm, điều này có nghĩa là có thể có lỗi trong đề bài hoặc cách mắc mạch. Tuy nhiên, ta sẽ tiếp tục giải với giả định rằng đây là một bài toán lý thuyết.

Hiệu điện thế trên R_{3} là:

U_{3} = I ⋅ R_{3} = 2 ⋅ 3 = 6 V

Vì U_{3} lớn hơn hiệu điện thế mạch ngoài (5.6V), nên có lẽ có sự nhầm lẫn trong đề bài.

Tuy nhiên, giả sử các giá trị đã cho là đúng, thì hiệu điện thế trên R_{1} và R_{2} là:

U_{12} = U-U_{3} = 5.6-6 = -0.4 V

Cường độ dòng điện qua R_{2} là:

I_{2} = \frac{U_{12}}{R_{2}} = \frac{-0.4}{2} = -0.2 A

Cường độ dòng điện qua R_{3} là:

I_{3} = I = 2 A