Chuyên đề vật lý 9: Công và công suất của dòng điện

A. TỔNG QUAN KIẾN THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

I. Tóm tắt kiến thức

1. Công suất điện

• Công suất định mức của dụng cụ dùng điện

Số oát (W) ghi trên mỗi dụng cụ dùng điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ này khi nó hoạt động bình thường.

• Ý nghĩa của số oát ghi trên dụng cụ điện

Số oát càng lớn cho biết dụng cụ đó hoạt động càng mạnh.

• Công thức tính công suất điện

- Trường hợp tổng quát: Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua đoạn mạch đó:

P = U.I

Trong đó: P là công suất (W); U là hiệu điện thế (V); I là cường độ dòng điện (A)

- Trường hợp dụng cụ điện chỉ tỏa nhiệt: điện trở, bóng đèn dây tóc, bếp điện, bàn ủi, .... công suất còn tính bằng công thức: 

$P=R.I^{2}=\frac{U^{2}}{R}$

Trong đó R là điện trở của các dụng cụ tỏa nhiệt đó.

• Đơn vị công suất: Oát (W) 

                1W = 1V.1A

Ngoài đơn vị oát (W) còn thường dùng đơn vị kilôoát (kW) và mêgaoát (MW):

1 kW = 1000 W

1 MW = 1000000 W

2. Điện năng

• Định nghĩa: Năng lượng của dòng điện được gọi là điện năng.
• Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

Điện năng là năng lượng của dòng điện. Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, quang năng, hóa năng, ... Trong đó có phần năng lượng có ích và có phần năng lượng vô ích.

• Hiệu suất sử dụng dòng điện

Tỉ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng:

$H=\frac{A_{i}}{A_{tp}}=\frac{A_{i}}{A_{i}+A_{hp}}$

Trong đó: A_i là năng lượng có ích; A_hp là năng lượng hao phí vô ích; A_tp là năng lượng toàn phần được chuyển hóa từ điện năng

3. Công của dòng điện

• Định nghĩa: Công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.
• Công thức: 

                                       A = P.t = U.I.t

Trong đó: U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch; I là cường độ dòng điện qua đoạn mạch (A); t là thời gian dòng điện thực hiện công (s); P là công suất điện (W)

• Đơn vị công: Jun (J) hay kilôoát giờ (kWh)

                       1J = 1 W. 1s = 1 V. 1A. 1s

                1kWh = 1000 W. 3600s = 3,6.10⁶ J

• Đo công của dòng điện:

Lượng điện năng tiêu thụ được đo bằng công tơ điện.Mỗi số đếm của công tơ điện là 1kWh

II. Phương pháp giải

1. Tính công suất điện của một đoạn mạch

Áp dụng công thức: 

P = U.I hoặc $P=R.I^{2}=\frac{U^{2}}{R}$

2. Tính điện năng tiêu thụ của các dụng cụ dùng điện

Áp dụng công thức: 

A = P.t = U.I.t = $I^{2}.R.t=\frac{U^{2}}{R}.t$