CÔNG SUẤT ĐIỆN
A)Tóm tắt lý thuyết:
1,Công suất định mức của các dụng cụ điện:
-Số oát ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ khi nó hoạt động bình thường.
-Trên mỗi dụng cụ điện thường có ghi: giá trị hiệu điện thế định mức và công suất định mức.
-Ý nghĩa: Một dụng cụ điện khi được sử dụng với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức thì nó sẽ tiêu thụ công suất điện bằng công suất định mức.
-Công suất định mức cho biết công suất giới hạn khi sử dụng dụng cụ đó. Dụng cụ điện hoạt động càng mạnh thì công suất của nó càng lớp.
-Ví dụ: Trên một bóng đèn có ghi 220V – 75W nghĩa là: bóng đèn sáng bình thường khi được sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế 220V thì công suất điện qua bóng đèn là 75W.
2,Công suất điện:
-Công suất điện trong một đoạn mạch bằng tích hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện qua nó.
-Công thức:
P = UI
Trong đó:
+P: là công suất (W).
+U: là hiệu điện thế (V).
+I: là cường độ dòng điện (A).
-Đơn vị: Oát (W)
1MW = 1000kW = 1000000W
1W = 10$^{3}$kW = 10$^{-6}$MW
3,Hệ quả:
-Nếu đoạn mạch cho điện trở R thì công suất điện cũng có thể tính bằng công thức:
$P={{I}^{2}}R$ hoặc $P=\frac{{{U}^{2}}}{R}$ hoặc tính công thức bằng $P=\frac{A}{t}$
Chú ý: Trong đoạn mạch nối tiếp (cùng I) thì: $\frac{{{P}_{1}}}{{{P}_{2}}}=\frac{{{R}_{1}}}{{{R}_{2}}}$ (công suất tỉ lệ thuận với điện trở).
B)Bài tập minh họa:
Câu 1: Công suất điện cho biết:
A.Khả năng thực hiện công của dòng điện.
B.Năng lượng của dòng điện.
C.Lượng điện năng sử dụng trong một đơn vị thời gian.
D.Mức độ mạnh – yếu của dòng điện.
Hướng dẫn
Công suất cho biết lượng điện năng sử dụng trong một đơn vị thời gian
Chọn đáp án C.
Câu 2: Công thức liên hệ công suất của dòng điện, cường độ dòng điện, trên một đoạn mạch giữa hai đầu có hiệu điện thế U là:
A.P = UI B.P = $\frac{U}{I}$
C.P = $\frac{I}{U}$ D.P = $\frac{{{U}^{2}}}{I}$
Chọn đáp án A.
Câu 3: Một bếp điện có điện trở R được mắc vào hiệu điện thế U thì dòng điện qua nó có cường độ I. Khi đó công suất của bếp là P.Biểu thức nào sau đây xác định P không đúng?
A.P = ${{U}^{2}}R$ B.P = $\frac{{{U}^{2}}}{R}$
C.P = ${{I}^{2}}R$ D.P = UI
Hướng dẫn
Ta có công suất của bếp: P = UI
Mặt khác: I = $\frac{U}{R}$
Ta suy ra: P = UI = $\frac{{{U}^{2}}}{R}={{I}^{2}}R$
Chọn đáp án A.
Câu 4: Có hai điện trở R$_{1}$ và ${{R}_{2}}=2{{R}_{1}}$ được mắc song song vào một hiệu điện thế không đổi. Công suất điện P$_{1},{{P}_{2}}$ tương ứng trên hai điện trở có mối quan hệ nào dưới đây?
A.${{P}_{1}}={{P}_{2}}$ B.${{P}_{2}}=2{{P}_{1}}$
C.${{P}_{1}}=2{{P}_{2}}$ D.${{P}_{1}}=4{{P}_{2}}$
Hướng dẫn
+Vì hai điện trở R$_{1}$ và R$_{2}$ được mắc song song vào một hiệu điện thế không đổi U, nên ta có: $U={{U}_{1}}={{U}_{2}}$
+Công suất trên hai điện trở:
${{P}_{1}}=\frac{U_{1}^{2}}{{{R}_{1}}}=\frac{{{U}^{2}}}{{{R}_{1}}}$
${{P}_{2}}=\frac{U_{2}^{2}}{{{R}_{2}}}=\frac{{{U}^{2}}}{{{R}_{2}}}$
Từ đây, ta suy ra: $\frac{{{P}_{1}}}{{{P}_{2}}}=\frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}=2\Rightarrow {{P}_{1}}=2{{P}_{2}}$
Chọn đáp án C.
Câu 5: Trên nhiều dụng cụ điện trong gia đình thường có ghi 220 V và số oát (W). Số oát này có ý nghĩa là gì?
A.Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với những hiệu điện thế nhỏ hơn 220V.
B.Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.
C.Công mà dòng điện thực hiện trong một phút khi dụng cụ này được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.
D.Điện năng mà dụng cụ tiêu thụ trong một giờ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.
Hướng dẫn
Số Oát trên dụng cụ tiêu thụ điện có ý nghĩa công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng đúng bằng điện thế 220V.
Chọn đáp án B.
Câu 6: Trên bóng đèn có ghi 6V – 3W. Khi đèn sáng bình thường thì dòng điện chạy qua đèn có cường độ là?
A.0,5A B.2A C.18A D.1,5A
Hướng dẫn
+Số chỉ trên bóng đèn cho biết hiệu điện thế định mức và công suất định mức:
U = 6V ; P = 3W
+Khi đèn sáng bình thường thì dòng điện chạy qua đèn có giá trị:
$I=\frac{P}{U}=\frac{3}{6}$ = 0,5A
Chọn đáp án A.
Câu 7: Một bóng đèn có ghi 220V – 60W mắc vào một nguồn điện. Khi đó cường độ dòng điện qua đèn là 0,18A thì ta thấy đèn sáng:
A.Bình thường B.Sáng yếu
C.Sáng mạnh D.Không sáng
Hướng dẫn
+Số chỉ trên bóng đèn cho biết hiệu điện thế định mức và công suất định mức:
U = 220V ; P = 60W
+Khi đèn sáng bình thường thì dòng điện chạy qua đèn có giá trị:
$I=\frac{P}{U}=\frac{60}{220}$ = 0,273A
Khi cường độ dòng điện qua đèn là 0,18A < I
$\Rightarrow $ Đèn sáng yếu hơn bình thường.
Chọn đáp án B.
Câu 8: Bóng đèn ghi 12V – 100W. Tính điện trở của đèn?
A.2$\Omega $ B.7,23$\Omega $ C.1,44$\Omega $ D.23$\Omega $
Hướng dẫn
Ta có: U = 12V ; P = 100W
Áp dụng biểu thức: $P=\frac{{{U}^{2}}}{R}\Rightarrow R=\frac{{{U}^{2}}}{P}=\frac{{{12}^{2}}}{100}=1,44\Omega $
Chọn đáp án C.
Câu 9: Bóng đèn có điện trở 8$\Omega $ và cường độ dòng điện định mức là 2A. Tính công suất định mức của bóng đèn?
A.32W B.16W C.4W D.0,5W
Hướng dẫn
Công suất định mức của bóng đèn: $P={{I}^{2}}R={{2}^{2}}.8$ = 32W
Chọn đáp án A.
Câu 10: Bóng đèn có điện trở 9$\Omega $ và hiệu điện thế qua nó là 24V thì nó sáng bình thường. Tính công suất định mức của bóng đèn?
A.22W B.32W C.72W D.64W
Hướng dẫn
Công suất định mức của bóng đèn:
$P=UI=\frac{{{U}^{2}}}{R}=\frac{{{24}^{2}}}{9}$ = 64W
Chọn đáp án D.
Câu 11: Ở công trường xây dựng có sử dụng một máy nâng, để nâng khối vật liệu có trọng lượng 2000N lên tới độ cao 15m trong thời gian 40 giây. Phải dùng động cơ điện có công suất nào dưới đây là thích hợp cho máy nâng này nếu tính cả công suất hao phí?
A.120kW B.700W C.0,8kW D300W
Hướng dẫn
Sử dụng biểu thức tính công suất có ích:
$P=\frac{A}{t}=\frac{Ph}{t}$ = 0,8kW
Chọn đáp án C.