Công Suất Điện? Công Thức Tính, Bài Tập Vận Dụng

Bài viết này sẽ giúp các em nắm được kiến thức tổng quan về công suất điện và phương pháp giải bài tập công suất điện chi tiết. Để làm bài tập tốt các em cần đọc chi tiết lý thuyết được tổng hợp dưới đây và làm bài tập áp dụng sau khi học lý thuyết. Cùng theo dõi ngay nhé!

1. Kiến thức cần nắm

 1.1 Định nghĩa công suất điện

– Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của người hoặc máy trong một khoảng thời gian.

– Ký hiệu công suất là P – viết tắt của Potestas trong tiếng Latinh.

– Đơn vị của công suất: Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị đo công suất chuẩn là Watt (W), lấy theo tên James Watt. Nó biểu thị cho sự thay đổi năng lượng ΔE trong khoảng thời gian Δt.

1 Watt = 1 J/s

1.2 Công thức tính công thức

– Công suất tiêu thụ của một công cụ điện( hoặc 1 đoạn mạch) bằng hiệu điện thế giữa 2 đầu dụng cụ đó ( hoặc đoạn mạch đó) và cường độ dòng điện chạy qua nó: P = U.I

Trong đó:

• U là hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch (V)
• I là cường độ dòng điện (A)

1.3 Công thức tính công suất điện tức thời

– Công thức tính: P(t) = u(t). i(t)= U.I.cosφ

Trong đó:

• U(t) là giá trị tức thời của hiệu điện thế
• I(t) là giá trị tức thời cường độ dòng điện
• φ là pha lệch giữa u(t), i(t)
• cosφ là hệ số công suất

1.4  Cách tính công suất tiêu thụ điện

Khi có dòng điện dòng điện có cường độ I chạy qua đoạn mạch thì sau một thời gian t sẽ có một điện lượng q = I.t di chuyển trong đoạn mạch và A = U.q = U.I.t.

– Công suất tiêu thụ điện được xác định như sau:  P = A/t

Trong đó:

• A là lượng điện tiêu thụ trong thời gian t (J)
• P là công suất tiêu thụ (W)
• U là hiệu điện thế đặt vào 2 đầu đoạn mạch (V)
• q là lượng điện tích dịch chuyển (C)
• I là cường độ dòng điện trong mạch (A)
• t là thời gian sử dụng/ thời gian điện tích dịch chuyển (s)

2. Bài tập vận dụng

Bài tập 1

Khi mắc một bóng đèn vào một hiệu điện thế là 220V thì cường độ của dòng điện chạy qua nó là 341mA.

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

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

Lời giải

a) Đổi: 341mA = 341.10^-3 A

– Điện trở của bóng đèn này là: R = U/I = 220/341.10^-3 = 645Ω

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

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

A = P.t = 75.30.4.3600 = 32400000 (J)

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

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

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

Bài tập 2

Một bếp điện sử dụng với hiệu điện thế 220 V và cường độ dòng điện chạy qua là 6,8 A.

a) Tính công suất của bếp điện

b) Mỗi ngày sử dụng bếp trong 45 phút. Tính phần điện năng có ích Ai  mà bếp cung cấp trong 30 ngày, biết hiệu suất của bếp là H = 80%

Lời giải

a) Công suất của bếp điện

P = U.I = 220.6,8 = 1496 W ( = 1,496 kW)

b) Ta có 45 phút = 0,75 giờ

– Điện năng tiêu thụ trong 1 ngày: A0 = P.t

– Điện năng tiêu thụ trong 30 ngày: Atp = 30.A0 = 30.P.t

Vì hiệu suất của bếp được xác định là H = Ai / Atp

=>  Ai = H. Atp = 0,8.30.1,496.0,75 = 26,928 kWh

Bài tập 3

Một bàn là sử dụng với hiệu điện thế là 220V thì sẽ tiêu thụ một lượng điện năng là 990 kJ trong vòng 15 phút, cường độ của dòng điện chạy qua dây nung bàn là khi đó sẽ là bao nhiêu?

Lời giải

Ta có:

– Điện năng tiêu thụ A = 990 kJ = 990000J

– Thời gian: t = 15 phút = 900s

– Cường độ của dòng điện chạy qua dây nung là:

A = U.I.t => I = A/(U.t) = 990000/(220.900) = 5A

Lời kết

Trên đây là những kiến thức cơ bản về công suất điện và cách áp dụng giải bài tập. Hy vọng những kiến thức và bài tập về đoạn mạch nối tiếp sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và áp dụng chúng vào thực tế. Hãy tiếp tục học tập và rèn luyện để phát triển kỹ năng trong lĩnh vực này.