13:30:2515/10/2019
Khi sử dụng các dụng cụ điện như bóng đèn, quạt điện, bếp điện,... chúng ta thấy dù cùng hiệu điện thế nhưng có thể hoạt động mạnh yếu khác nhau, điều này xảy ra là do Công suất điện của các thiết bị điện khác nhau.
Vậy Công suất điện là gì? Công thức tính của công suất điện viết ra sao? Công suất định mức và ý nghĩa của số oát ghi trên mỗi dụng cụng điện cho ta biết gì? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. Công suất định mức trên các dụng cụ điện
1. Số vôn và số oát trên các dụng cụ điện
- Trên các dụng cụ điện thường ghi số vôn và số oát
* Ví dụ: Trên bóng đèn điện có ghi 220V-25W tức là, nếu có hiệu điện thế 220V đi qua bóng đền thì công suất của bóng đèn chiếu sáng là 25W.
2. Ý nghĩa của số oát trên mỗi dụng cụ điện
- Mỗi dụng cụ điện khi được sử dụng với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức, thì tiêu thụ công suất điện (gọi tắt là công suất) bằng số oát ghi trên dụng cụ đó, và được gọi là công suất định mức.
- Công suất định mức của mỗi dụng cụ điện cho biết công suất mà dụng cụ đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường.
II. Công thức tính Công suất điện
• Định nghĩa Công suất điện: Công suất của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua nó.
• Công thức công suất điện: P = U.I
- Trong đó:
P: Công suất điện (W)
U: Hiệu điện thế (V)
I: Cường độ dòng điện (A)
* Lưu ý: Công thức này có thể được sử dụng để tính công suất cho các dụng cụ điện sử dụng với mạng điện trong gia đình nếu các dụng cụ điện chỉ chạy qua các điện trở ví dụ như bóng đèn dây tóc, nồi cơm điện, bàn là, bếp điện,...
• Công suất điện của mạch được tính theo công thức:
III. Bài tập vận dụng lý thuyết Công suất điện
* Câu C4 trang 35 SGK Vật Lý 9: Từ các số liệu trong bảng 2 SGK, hãy tính UI đối với mỗi bóng đèn và so sánh tích này với công suất định mức của đèn đó khi bỏ qua sai số của các phép đo.
° Lời giải câu C4 trang 35 SGK Vật Lý 9:
- Ta có:
- Với bóng đèn 1: U1.I1 = 6.0,82 = 49,2 W
- Với bóng đèn 2: U2.I2 = 6.0,51 = 3,06W
Tích UI đối với mỗi bóng đèn có giá trị bằng công suất định mức ghi trên bóng đèn.
* Câu C5 trang 36 SGK Vật Lý 9: Xét trường hợp đoạn mạch có điện trở R, hãy chứng tỏ rằng công suất điện của đoạn mạch được tính theo công thức:
° Lời giải câu C5 trang 36 SGK Vật Lý 9:
- Ta có: P = UI và U = IR nên P = I2R
- Mặt khác, lại có: P = U.I và
Vậy:
* Câu C6 trang 36 SGK Vật Lý 9: Trên một bóng đèn có ghi 220V – 75W
- Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn và điện trở của nó khi đèn sáng bình thường
- Có thể dùng cầu trì loại 0,5A cho bóng đèn này được hay không? Vì sao?
° Lời giải câu C6 trang 36 SGK Vật Lý 9:
- Đề bài cho: U = 220V, P = 75W
- Khi đèn sáng bình thường thì công suất tiêu thụ (P) của đèn bằng công suất định mức 75W, ta có: P = UI = 75W
⇒ Cường độ dòng điện qua bóng đèn là:
- Điện trở khi đèn sáng bình thường là:
- Như vậy, có thể dùng cầu trì loại 0,5A cho bóng đèn này vì nó đảm bảo cho đèn hoạt động bình thường và sẽ nóng chảy, tự động ngắt mạch khi đoản mạch.
* Câu C7 trang 36 SGK Vật Lý 9: Khi mắc 1 bóng đèn vào U – 12V thì dòng điện chạy qua I= 0,4A. Tính công suất của bóng đèn và R?
° Lời giải câu C7 trang 36 SGK Vật Lý 9:
- Đề bài cho: U = 12(V); I = 0,4(A).
- Theo bài ra, ta có công suất của bóng đèn là: P = U.I = 12.0,4 = 4,8(W).
- Từ công thức định luật ôm:
- Kết luận: P = 4,8(W); R = 30(Ω).
* Câu C8 trang 36 SGK Vật Lý 9: Một bếp điện hoạt động bình thường khi được mắc với U = 220V và khi đó R = 48,4Ω. Tính công suất của bếp điện?
° Lời giải câu C8 trang 36 SGK Vật Lý 9:
- Đề bài cho: U=220(V), R =48,4(Ω)
- Cường độ dòng điện qua bếp là:
- Công suất của bếp điện là:
- Kết luận: P = 1kW.
Hy vọng với bài viết về Công thức tính Công suất điện, Công suất định mức, ý nghĩa số Oát trên các dụng cụ điện và bài tập vận dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Công thức tính công suất điện
Câu hỏi: Công thức tính công suất điện
Lời giải:
Khái niệm: Công suất cho biết sự thay đổi năng lượng ΔE trong một khoảng thời gian Δt.
1 Watt là sự thay đổi của năng lượng 1 Jun trong 1 giây.
Công suất điện tại thời điểm t được tính theo công thức:
P(t) = U (t) x I(t).
Với U(t); I(t) là các giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế và cường độ dòng điện tại t khi chúng không lệch pha.
Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về điện năng và công suất điện qua bài viết dưới đây nhé.
1. Điện năng là gì?
Điện năng là năng lượng được cung cấp bởi dòng điện hay nói một cách khác thì dòng điện có khả năng thực hiện công và có thể cung cấp nhiệt lượng để làm thay đổi nhiệt năng của các vật nên dòng điện có mang năng lượng.
2. Công của dòng điện
Công của dòng điện là số đo lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.
3. Công suất điện là gì?
Công suất điện của một đoạn mạch là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.
Công suất điện có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian hoặc bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
Công suất điện có ký hiệu là P, đơn vị đo là W
Công thức tính công suất dòng điện
Công suất điện xoay chiều:
Công suất điện của mạch điện xoay chiều được tính theo công thức:
P = U.Icos(φu– φi) = UIcosφ
Trong đó:
- P: công suất của mạch điện xoay chiều (W)
- U: điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch điện xoay chiều (V)
- I: cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều (A)
- cos φ: hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều
Điện năng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều được tính theo công thức sau:
Điện năng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều tương tự như của mạch điện có dòng điện không đổi, được xác định bằng biểu thức sau:
W = P*t
Trong đó:
- W: điện năng tiêu thụ (công của mạch điện) (J)
- P: công suất mạch điện (W)
- t: thời gian sử dụng điện (s)
Để đo điện năng tiêu thụ của tất cả các thiết bị điện trong mạch điện xoay chiều, người ta sử dụng công tơ điện. Lúc này, điện năng tiêu thụ được tính theo đơn vị là kWh (số điện):
1 số điện = 1kWh = 1000(W).3600(s) = 3 600 000 (J).
4. Một số vấn đề xoay quanh công suất điện
a. Ý nghĩa của công suất ghi trên các thiết bị điện
- Ở các thiết bị gia dụng sử dụng điện năng, nhà sản xuất sẽ đề các chỉ số về công suất hay công suất tiêu thụ điện ví dụ như: Tủ lạnh có đề công suất là 120W tức là trong vòng 1 giờ đồng hồ, tủ lạnh sẽ tiêu thụ hết 120W điện.
Trên thực tế, số W ghi trên một thiết bị điện cho người dùng biết được công suất định mức của dụng cụ đó nghĩa là công suất điện của thiết bị khi nó hoạt động bình thường.
- Nếu trên dụng cụ điện (ví dụ bóng đèn) có ghi 220V-300W thì có nghĩa là bóng đèn này phải được sử dụng ở hiệu điện thế định mức là 220V, khi đó công suất tiêu thụ là 300W thì đèn sáng bình thường.
- Bên cạnh đó, từ công thức tính lượng điện năng tiêu thụ của đồ dùng điện, ta có thể tính được lượng điện năng tiêu thụ trong 1 tháng của đồ dùng điện.
- Điện năng tiêu thụ được tính bằng đơn vị KW/h hoặc W/h.
1kWh = 1000Wh= 1 số điện.
Giả sử một chiếc tủ lạnh có công suất là 120W, tức là mỗi giờ tủ lạnh sẽ ngốn 0.120kW điện. Vậy trong một ngày tủ lạnh sẽ tiêu thụ:
0.120 x 24 = 2.88kWh điện và 1 tháng thiết bị này sẽ tiêu tốn 86.4 số điện.
- Ta có thể áp dụng công thức tính này đối với các thiết bị điện khác trong gia đình để biết được lượng điện năng mà các thiết bị điện tiêu thụ trong một tháng là bao nhiêu.
Từ việc tổng hợp tất cả các công suất của các thiết bị trong gia đình, ta thực hiện cộng các giá trị lại để có tổng công suất tiêu thụ điện của các thiết bị điện trong gia đình, từ đó lên kế hoạch sử dụng điện năng phù hợp nhất.
Trong các thiết bị điện tử thường được trạng bị một linh kiện rất quan trọng đó là tụ điện.
b. Các cách tính công suất tiêu thụ điện 3 pha
Gần như 100% các thiết bị sử dụng điện trong cuộc sống của chúng ta hiện nay đều sử dụng nguồn điện 3 pha để hoạt động.
Vì thế, nhiều người dùng sẽ quan tâm đến việc tính toán công suất tiêu thụ điện 3 pha của thiết bị để quyết định có nên mua thiết bị đó hay không. Vậy có những các tính công suất tiêu thụ của động cơ 3 pha nào?
Công thức 1:
P = (U1 x I1 + U2 x I2 + U3I3) x H
Trong đó :+ H là thời gian tính bằng giờ,+ U là điện áp
+ I là dòng điện
Ngoài ra, công suất tiêu thụ của bóng đèn được tính như sau:
P = U x I x H
Thông thường thì chúng ta thấy trên đồng hồ là chỉ số P(KWh)
Công thức 2:
P = U.I.cosφ
Trong đó,
- I là cường độ dòng điện hiệu dụng qua mỗi tải
- Cosφ là hệ số công suất trên mỗi tải
c. Phân biệt các đơn vị chỉ công suất kW, kVA
- kVA có nghĩa là gì?
ta có:
+ k là viết tắt của kilo
+ V là viết tắt của từ Volt
+ A là viết tắt của Ampere
Trong mạch điện xoay chiều, công suất biểu kiến S là vecto tổng của công suất thực P và công suất phản kháng Q.
Volt-Ampere được viết tắt là VA, là đơn vị đo công suất của dòng điện. Đơn vị này được tính bằng cách nhân hiệu điện thế tính theo Volt với cường độ dòng điện tính theo Ampere.
Trong mạch điện một chiều, VA tương đương với Watt. Tuy nhiên trong dòng điện xoay chiều, VA thường được dùng để tính công suất biểu kiến còn Watt được dùng để tính công suất thực.
Trên một mạch điện xoay chiều, công suất biểu kiến thường có độ lớn lớn hơn so với công suất thực.
- kW là gì?
+ K là viết tắt của kilo
+ W là viết tắt của Watt – là đơn vị đo công suất P trong hệ đo lường quốc tế. Đơn vị này được lấy theo tên của nhà khoa học James Watt.
Công suất cho biết sự thay đổi năng lượng ΔE trong một khoảng thời gian Δt.
1 Watt là sự thay đổi của năng lượng 1 Jun trong 1 giây.
Công suất điện tại thời điểm t được tính theo P(t) = U (t) x I(t).
Với U(t); I(t) là các giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế và cường độ dòng điện tại t khi chúng không lệch pha.
d. Hiện tượng đoản mạch (ngắn mạch)
Đoạn mạch AB được nối với một nguồn điện, khi đó nguồn điện sẽ tạo ra một hiệu điện thế U giữa hai điểm A và B, sinh ra dòng điện dịch chuyển trên đoạn mạch AB.
Dòng điện đi qua điện trở R làm điện trở nóng lên. Như vậy, đoạn mạch đã tiêu thụ điện năng và chuyển hóa nó thành nhiệt năng.
Thay điện trở R bằng một bóng đèn dây tóc, bóng đèn sáng lên khi có dòng điện chạy qua. Như vậy điện năng của đoạn mạch đã chuyển hóa thành quang năng.
Khi trong đoạn mạch không có điện trở hoặc thiết bị tiêu thụ điện năng, nếu nối trực tiếp cực âm và cực dương của nguồn điện với nhau (nối tắt) thì trong mạch sẽ xảy ra hiện tượng đoản mạch (hay ngắn mạch).
Hiện tượng đoản mạch có khả năng sinh ra nguồn nhiệt lượng rất lớn có thể gây cháy, nổ dây dẫn rất nguy hiểm.
RCCB là một thiết bị được trang bị khả năng cắt ngắn mạch hiệu quả.