BÀI 12: CÔNG SUẤT ĐIỆN

1. Công suất định mức của các dụng cụ điện

- Số vôn và số oát trên các 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 đo tiêu thụ khi hoạt động bình thường

2. Công thức tính 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:

\[P=U.I\]

 

- Trong đó:

P đo bằng oát (W)

U đo bằng vôn (V)

I đo bằng Ampe (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 gia đình nếu các dụng cụ điện chỉ chạy qua các điện trở, chẳng hạn như bóng đèn day tóc, nồi cơm điện, bàn là, bếp điện,...

Công suất điện của mạch được tính theo công thức: \[P={{I}^{2}}.R=\frac{{{U}^{2}}}{R}\]

Bài tập minh họa

Bài 1: Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có cương độ là 341mA.

a) Tính điện trở và công suất của bóng đèn khi đó. 

b) Bóng đèn này được sử dụng như trên, trung bình 4 giờ trong 1 ngày. Tính điện năng ma bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày theo đơn vị jun và số đếm tương ứng cảu công tơ điện.

Hướng dẫn giải:

a) Tính điện trở R_đ của bóng đèn.

Tính công suất P của bóng đèn

b) Tính điện năng A mà bóng đèn tiêu thụ.

Tính số đếm N của công tơ điện.

Trả lời:

a) Điện trở của bóng đèn được tính theo công thức 

Công suất của bóng đèn khi đó là  P = UI = 220. 0,341 = 75W.

b) Điện năng mà bonhs đèn tiêu thụ trong 30 ngày, mỗi ngày 4 giờ là:

A = Pt = 75.30.4.3600 = 32400000 J

Mỗi số đếm của công tơ điện là 1 kWh, nên muốn tìm số đếm tương ứng của công tơ điện ta phải tính điện năng theo đơn vị kWh.

Khi đó A = Pt = 75.30.4 = 9000Wh = 9kWh

Vậy số đếm tương ứng của công tơ điện là 9 số

Bài 2: Một đoạn mạch gồm một bóng đèn có ghi 6V - 4,5W được mắc nối tiếp với một biến trở và được đặt vào hiệu điện thế không đổi 9V như hình 14.1. Điện trở của dây nối và ampe kế là rất nhỏ.

a) Đóng công tắc K, bóng đèn sáng bình thường. Tính số chỉ của ampe kế.

b) Tính điện trở và công suất tiêu thụ điện của biến trở khi đó.

c) Tính công của dòng điện sản ra ở biến trở và ở toàn đoạn mạch trong 10 phút.

Hướng dẫn giải:

a) Bóng đèn sáng bình thường, nên số chỉ của ampe kế đúng bằng cường độ dòng điện định mức chạy qua đèn.

b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở, từ đó tính được điện trở R_bt của biến trở.

Tính công suất tiêu thụ điện năng P_bt của biến trở.

c) Tính công A_bt của dòng điện sản ra ở biến trở trong 10 phút.

Tính công A của dòng điện sản ra ở toàn đoạn mạch trong 10 phút.

Trả lời:

a) Khi đóng công tắc K, bóng đèn sáng bình thường, có nghĩa là cường độ dòng điện qua bóng đèn đúng bằng cường độ dòng điện định mức, và đó cũng là chỉ số của ampe kế.

Ta có \[{{I}_{dm}}=\frac{{{P}_{dm}}}{{{U}_{dm}}}=\frac{4,5}{6}=0,75\left( A \right)\]

b) Đèn sáng bình thường có nghĩa là hiệu điện thế trên hai đầu bóng đèn đúng bằng hiệu điện thế định mức, do đó hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở được tính là U_bt = U – U_đ = 9 – 6 = 3 V.

Điện trở của biến trở khi ấy là

Công suất tiêu thụ của biến trở là P_bt = U_bt.I_bt= 3.0,75 = 2,25 W.

c) Công của dòng điện sản ra trên biến trở trong 10 phút là

A_bt = P_btt = 2,25.10.60 = 1350 J.

Công của dòng diện sản ra trên toàn đoạn mạch trong 10 phút là

 A_đm = P_mt = U_mI_mt = 9.0,75.10.60 = 4050 J.

Bài 3: Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V - 100W và một bàn là có ghi 220V - 1000W cùng được mắc vào ổ lấy điện 220V ở gia đình để cả hai cùng hoạt động bình thường.

a) Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn là được kí hiệu như một điện trở và tính điện trở tương đương của đoạn mạch này.

b) Tính điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun và đơn vị kilooat giờ.

Hướng dẫn giải:

a) Vẽ sơ đồ của mạch điện. 

Tính điện trở của bóng đèn R₁ = 484 Ω.

Tính điện trở của bàn là R₂ = 48,4 Ω.

Tính điện trở tương đương R của đoạn mạch.

b) Tính điện năng A mà đoạn mạch tiêu thụ trong 1 giờ.

Trả lời:

a) Để đèn và bàn là cùng hoạt động bình thường khi mắc vào hiệu điện thế 220V thì chúng phải được mắc song song với nhau. Sơ đồ mạch điện như hình 14.2.

Điện trở của bóng đèn là R_đ =  =  = 484 Ω.

Điện trở của bàn là là R_bl =  =  = 48,4 Ω.

 

Điện trở tương đương của mạch khi đèn và bàn là mắc song song nhau là:

R_tm =   = 44 Ω.

b) Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun là

A = UIt =  t = .1.3600 =  = 3960000 J.

Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị kilooat giờ là

A = UIt =  t = .1 =  = 1100 W.h = 1,1 kW.h.

 

 

Bài viết gợi ý: