Untuk membandingkan dua peranti dengan adil, tetapkan tugas, kemudian bandingkan tenaga yang diperlukan dan masa yang diambil oleh setiap satu. Kuasa ialah sepantas mana peranti bekerja, bukan berapa banyak tenaga yang diperlukan sesuatu kerja.
Ini menyambung mengira kuasa daripada tenaga dan masa dan tergolong dalam kuasa dan sumber tenaga.
Kuantiti manakah yang perlu dibandingkan?
Bagi tugas yang sama, tiga kuantiti menceritakan segalanya:
- Tenaga input (J atau kWh): jumlah yang dibekalkan. Lebih rendah bermaksud kos operasi lebih rendah.
- Masa diambil (s atau j): lebih singkat bermaksud kuasa berguna lebih tinggi.
- Kecekapan = tenaga output berguna ÷ tenaga input keseluruhan. Lebih tinggi bermaksud kurang tenaga dibazirkan.
Kuasa berguna = tenaga output berguna ÷ masa. Kuasa input = tenaga input keseluruhan ÷ masa. Jangan campurkan kedua-duanya.
Contoh berlangkah
Dua motor masing-masing mengangkat beban 500 N setinggi 12 m. (Data contoh rekaan.) Motor A mempunyai kuasa input 400 W dan mengambil 20 s. Motor B mempunyai kuasa input 300 W dan mengambil 30 s.
Tenaga output berguna (sama bagi kedua-duanya): kerja yang dilakukan = daya × jarak = 500 × 12 = 6000 J.
Tenaga input: A: 400 × 20 = 8000 J. B: 300 × 30 = 9000 J.
Kecekapan: A: 6000 ÷ 8000 = 0.75 = 75%. B: 6000 ÷ 9000 = 0.667 = 67% (2 angka bererti).
Kuasa output berguna: A: 6000 ÷ 20 = 300 W. B: 6000 ÷ 30 = 200 W.
Kesimpulan: Motor A mempunyai kuasa input lebih tinggi, namun ia menggunakan tenaga lebih sedikit (8000 J berbanding 9000 J), lebih cekap dan siap lebih awal. Kadar kuasa Motor B yang lebih rendah tidak menjadikannya lebih murah dikendalikan bagi tugas ini.
Semak: 8000 − 6000 = 2000 J dibazirkan oleh A, dan 9000 − 6000 = 3000 J oleh B, selaras dengan B yang kurang cekap.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan lazim ialah memilih peranti berkadar kuasa lebih rendah sebagai yang “menggunakan tenaga lebih sedikit”.
Jawapan yang salah: “Motor B menggunakan tenaga lebih sedikit kerana 300 W kurang daripada 400 W.”
Ini hanya membandingkan kuasa. Ia mengabaikan hakikat bahawa B beroperasi 30 s dan bukan 20 s.
Pembetulannya ialah mendarabkan dengan masa bagi setiap peranti, kemudian membandingkan joule. Tanya diri anda: “Adakah tugasnya sama, dan adakah saya membandingkan tenaga dan bukan kuasa sahaja?”
Semak diri
1. Lampu LED (8 W) dan lampu filamen (40 W) memberi cahaya yang sama selama 10 jam. Cari tenaga yang dipindahkan oleh setiap satu dalam kWh, dan bezanya.
Tunjuk jawapan
LED: 8 W × 10 j = 80 Wj = 0.08 kWh. Filamen: 40 W × 10 j = 400 Wj = 0.40 kWh. Beza = 0.40 − 0.08 = 0.32 kWh.
2. Sebuah mesin mengambil 9000 J input untuk melakukan 6000 J kerja berguna. Berapakah kecekapannya?
Tunjuk jawapan
6000 ÷ 9000 = 0.667, iaitu kira-kira 67%.
3. Dua pemanas 1.5 kW dan 2.0 kW masing-masing perlu memindahkan 3.0 MJ ke dalam bilik. Berapa lama setiap satu mengambil masa?
Tunjuk jawapan
3.0 MJ = 3 000 000 J. 1.5 kW: 3 000 000 ÷ 1500 = 2000 s (kira-kira 33 min). 2.0 kW: 3 000 000 ÷ 2000 = 1500 s (25 min). Pemanas 2.0 kW lebih cepat, dan kedua-duanya memindahkan 3.0 MJ yang sama.
Ke mana selepas ini?
Seterusnya, baca data penjanaan yang diberi, apabila idea kuasa × masa yang sama digunakan pada jadual daripada loji janakuasa. Cuba set latihan selepas itu.
Jika anda boleh mengira tetapi sukar menentukan apa yang dibandingkan soalan, guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh membantu anda membina tabiat penaakulan itu.