Bài 12. Công suất điện

Đèn led
Đèn điện dây tóc
Máy bơm nước
Máy khoan
ấm điện
Mỏ hàn
Bàn là
Đèn compact
Quạt di?n
2
Các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan. Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng.
Dây Constantan
Hoặc dây Nikêlin
3
45
15
30
60
A
V
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 300s ; ?t = 9,50C
I = 2,4A ; R = 5?
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 00J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
Mô phỏng thí nghiệm trên:
250C
34,50C
+
_
m2 = 78g
t = 300s
c1= 4200J/kg.K
Tóm tắt
I = 2,4A
= 0,078kg
c2 = 880J/kg.K
C2. Q = ?
C3. So sánh A với Q.
Nêu nhận xét.
Nhiệt lượng bình nhôm nhận được là:
C1. A = ?
?to = 9,5oC
R = 5?
m1= 200g
= 0,2kg
Bài giải
C1. Điện năng của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên là :
A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640(J)
C2. Nhiệt lu?ng nu?c nhận du?c l�
Q1 = c1m1?to = 4200.0,2.9,5 = 7980 (J)
Q2 = c2m2?to = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
Nhiệt lượng mà nước và bình nhôm nhận được là:
Q = Q1 + Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08(J)
C3. Ta thấy : Q ? A
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lu?ng truyền ra môi trưu?ng xung quanh thì Q = A.
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
5
Mối quan hệ giữa Q, I, R và t trên đây đã đưu?c nhà vật lý ngưu?i Anh
J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
Và nhà vật lý ngưu?i Nga
H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865)
độc lập tìm ra bằng thực nghiệm và phát biểu thành định luật mang tên hai ông
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện,với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
C4. Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài : Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu nhưu không nóng lên ?
Bóng đèn và dây dẫn nối vào nguồn điện được mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện qua dây dẫn và qua bóng đèn là như nhau.
Theo định luật Jun- Len -xơ, nhiệt lượng tỏa ở dây tóc và ở dây nối tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây.Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng tỏa ra nhiều, do đó dây tóc nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng.
Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng tỏa ra ít và có thể truyền ngay cho môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên.
Giải
C4. Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài : Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu nhưu không nóng lên ?
áp dụng định luật Jun - Len-xơ : Q = I 2Rt
Ta có : Nhiệt lưu?ngng toả ra trên dây tóc : Qdt= I 2Rdtt
Nhiệt lưu?ngng toả ra trên dây nối : Qdn= I 2Rdnt
Hai dây này mắc nối tiếp nên có I nhuư nhau và cùng thời gian t
Vì Rdt > Rdn nên Qdt > Qdn
C5. Một ấm điện có ghi 220V-1000W du?c sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nưu?c từ nhiệt độ ban đầu là 20oC. Bỏ qua nhiệt lu?ng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lưu?ng toả vào môi tru?ng, tính thời gian đun sôi nưu?c. Biết nhiệt dung riêng của nưu?c là 4200J/kg.K.
Tóm tắt
ấm điện: 220V-1000W
U = 220V
V=2l=2.10-3 m3
D=1000kg/m3

t1 = 20oC
t2 = 100oC
c = 4200J/kg.K
t = ?
Bài giải
Nhiệt lưu?ng cần cung cấp cho 2kg nu?c để tăng từ 20oC lên 100oC là:
Q = mc( t2 - t1 ) = 4200.2.80 = 672000 (J)
Điện n¨ng mµ bÕp tiªu thô trong thêi gian t lµ :
Theo định luật bảo toàn chuyển hoá năng lu?ng:
Q=A hay 672000 = P .t
t =
672000
1000
= 672(s)
ĐS : 672s
A = P .t
Khối lượng của nước là:
m=D.V=2.10-3 .1000=2(kg)
TRÒ CHƠI Ô CHỮ
2
4
1
3
CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
* Tuỳ theo vật liệu và tiết diện mà các dây dẫn chỉ chịu được những dòng điện có cường độ nhất định. Quá mức đó, theo định luật Jun – Len-xơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm cháy vỏ bọc và gây hoả hoạn. Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ điện, khi có sự cố cường độ dòng điện tăng quá mức cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch điện, tránh được tổn thất. Vì thế dây chì và dây dẫn điện phải có tiết diện được tính toán phù hợp với cường độ dòng điện định mức.
Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện định mức:
DẶN DÒ
+ Học thuộc nội dung định luật Jun - Len-xơ, công thức và các đại lượng có trong công thức
+ Làm BT 16-17.2 d?n 16-17.6 SBT
KÍNH CHÚC QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH DỒI DÀO SỨC KHỎE
KÍNH CHÚC QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH DỒI DÀO SỨC KHỎE
Công thức nào sau đây không dùng để tính nhiệt lượng tỏa ra trên một điện trở khi có dòng điện chạy qua?

A. Q = I2Rt
B. Q = UIt
 
Nếu đồng thời giảm cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn đi hai lần thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn ấy


A. không thay đổi
B. giảm đi hai lần
C. tăng lên hai lần
D. giảm đi tám lần

Định luật Jun –Len -Xơ cho biết điện năng biến đổi thành dạng năng lượng nào dưới đây?

A. Cơ năng
B. Quang năng
C. Nhiệt năng
D. Hóa năng
Chúc mừng bạn đã mở được ô may mắn
Đối với các thiết bị đốt nóng như: bàn là, bếp điện, lò sưởi việc tỏa nhiệt là có ích. Nhưng một số thiết bị khác như: Động cơ điện, các thiết bị điện tử gia dụng khác việc tỏa nhiệt vô ích.
Để tiết kiệm điện năng, cần giảm sự tỏa nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở nội của chúng.