Bài 12. Công suất điện

I-CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA CÁC DỤNG CỤ ĐIỆN
Số vôn và số oat trên các dụng cụ điện
Trên các dụng cụ điện thường có ghi số vôn và số oat. Hãy đọc các số ghi này trên một vài dụng cụ điện như bóng đèn, quạt điện, nồi cơm điện…
Vd: Quạt: 220V-750W, bóng đèn điện: 220V-100W…
b) Quan sát độ sáng của 2 bóng đèn được mắc như sơ đồ hình 12.1 khi công tắc K đóng.
Đèn ở hình b) sáng hơn đèn ở hình a)
a) b)
Hình 12.1
C1 Nhận xét mối quan hệ giữa số oat ghi trên mỗi đèn với độ sáng mạnh, yếu của chúng.
Số oat ghi trên đèn nào càng lớn thì đèn đó có độ sáng càng mạnh.
C2 Hãy nhớ lại kiến thức ở lớp 8 và cho biết oat là đơn vị của đại lượng nào.
Oat là đơn vị của đại lượng công suất.
2. Ý nghĩa của số oat ghi trên mỗi 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 oat 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 đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường.
Bảng 1: Công suất của một số dụng cụ điện thường dùng.
C3 Một dụng cụ điện hoạt động càng mạnh thì công suất của nó càng lớn. Hãy cho biết :
+ Một bóng đèn có thể lúc sáng mạnh, lúc sáng yếu thì trong trường hợp nào bóng đèn đó có công suất lớn hơn?
+ Một bếp điện được điều chỉnh lúc nóng nhiều hơn, lúc nóng ít hơn thì trong trường hợp nào bếp có công suất nhỏ hơn?
GIẢI
+ Trong lúc sáng mạnh hơn thì bóng đèn có công suất lớn hơn.
+ Trong lúc nóng ít hơn thì bếp có công suất nhỏ hơn.
II-CÔNG THỨC TÍNH CÔNG SUẤT ĐIỆN
Các bóng đèn khác nhau hoạt động với cùng một hiệu điện thế có thể có công suất khác nhau. Nhưng cùng một bóng đèn hoạt động với các hiệu điện thế khác nhau (nhỏ hơn hoặc bằng hiệu điện thế định mức) thì công suất điện sẽ khác nhau. Cần phải xác định mối liên hệ giữa công suất tiêu thụ của một dụng cụ điện với hiệu điện thế đặt vào dụng cụ đó và cường độ dòng điện qua nó.
Thí nghiệm
Mắc mạch điện như sơ đồ hình 12.1 với bóng đèn thứ nhất có ghi 6V-5W. Đóng công tắc, điều chỉnh biến trở để số chỉ của vôn kế đúng bằng số vôn ghi trên bóng đèn, khi đó ampe kế có số chỉ như được ghi trong bảng 2.
Hình 12.2
b) Làm tương tự với bóng đèn thứ hai có ghi 6V-3W thì thu được kết quả như ghi trong bảng 2.
Bảng 2
Số liệu
Lần
thí nghiệm
C4 Từ các số liệu của bảng 2, hãy tính tích UI đối với mỗi bóng đèn và so sánh tích này với công suất định mức của đèn đó khi bỏ qua sai số của các phép đo.
GIẢI
Với bóng đèn 1: U1. I1 = 6. 0,82 = 4,92 5W
Với bóng đèn 2: U2. I2 = 6. 0,51 = 3,06 3W
=> Khi bỏ qua sai số của các phép đo thì tích UI của mỗi đèn bằng công suất dịnh mức của nó.
2. Công thức tính công suất điện
Công suất tiêu thụ của một dụng cụ điện (hoặc của một đoạn mạch) bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ đó (hoặc đoạn mạch đó) và cường độ dòng điện chạy qua nó: P = UI,
trong đó : P đo bằng oat (W)
U đo bằng vôn (V)
I đo bằng ampe (A)
1W = 1V.1A
C5 Xét trường hợp đoạn mạch có điện trở R, hãy chứng tỏ rằng công suất điện của đoạn mạch được tính theo công thức:
P = I2R =
GIẢI
Từ công thức: P = UI (1)
Trường hợp đoạn mạch có điện trở R, theo định luật Ôm: U = RI (2)
Thế (2) vào (1) ta có: P = I2R =
III-VẬN DỤNG
C6 Trên một bóng đèn có ghi 220V-75W.
+ Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn và điện trở của nó khi đèn sáng bình thường.
+ Có thể dùng cầu chì loại 0,5A cho bóng đèn này được không? Vì sao?
GIẢI
+ Cường độ dòng điện qua bóng đèn: P = UI
I = = = 0,34 A
Điện trở khi đèn sáng bình thường: P = I2R
R = = = 645Ω
+ Có thể dùng cầu chì loại 0,5A cho bóng đèn này thay vì để đèn hoạt động tốt thì dòng điện qua đèn là 0,34A; nên cầu chì phải chịu được dòng lớn hơn 0,34A.
C8 Một bếp điện hoạt động bình thường khi được mắc với hiệu điện thế 220V và khi đó bếp có điện trở 48,4Ω. Tính công suất điện của bếp này.
GIẢI
Công suất của bếp:
P = = = 1000W = 1kW
C7 Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 0,4A. Tính công suất điện của bóng đèn này và điện trở của bóng đèn khi đó.
GIẢI
Công suất điện của bóng đèn này: P = UI = 12.0,4 = 4,8W
Điện trở của bóng đèn khi đó:
P = I2R => R = = = 30Ω
GHI NHỚ:
Số oat ghi trên một dụng cụ 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.
Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua nó: P = UI.