Bài 12. Điện năng và công suất điện. Định luật Jun - Len-xơ

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu hỏi: Nêu định nghĩa và viết biểu thức suất điện động của nguồn điện.
Trả lời:
Bài 12:
ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN ĐỊNH LUẬT JOULE-LENZ
Bài 12:
1. Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch
a. Công của dòng điện.
Khi đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch tiêu thụ điện năng, thì các điên tích tự do trong mạch sẽ chuyển động có hướng, do chịu tác dụng của lực điện, tạo thành dòng điện. Nếu dòng điện có cường độ là I, thì sau thời gian t sẽ có điện lượng q=It dịch chuyển trong mạch. Lúc này lực điện thực hiện một công là: A=qU=UIt. Công này được goi là công của dòng điện.
Vậy: Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là công của lực điện làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điẹn chạy qua đoạn mạch đó.
Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ.
A=qU=UIt (12.1)
b) Công suất của dòng điện
Bài 12:
Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của dòng điện
Vậy: Công suất của dòng điện chạy qua một đọan mạch bằng tích hiệu điện thế giữa hai đầu đọan mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là công suất điện tiêu thụ của đoạn mạch đó
THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG
Bài 12:
c. Định luật Joule - Lenz
Len-xơ (Henrich Friedric Emil Lenz, 1804 – 1865, nhà Vật lý người Nga
Jun (James Prescott Joule,
1818 – 1889, nhà Vật lý người Anh)
Bài 12:
c. Định luật Joule - Lenz
Hình 12.1: Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Joule - Lenz
Trong trường hợp đoạn mạch chỉ có R, công của lực điện chỉ có tác dụng làm tăng nội năng của vật dẫn. Kết quả làm vật nóng lên và tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh.
Áp dụng định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ chứa R ta có:
Định luật: Nhiệt lượng tỏa ra rên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua vật.
Bài 12:
2. Công và công suất của nguồn điện.
a. Công của nguồn điện
Trong một mạch kín, nguồn điện thực hiện công làm dịch chuyển các điện tích tự do có trong mạch tạo thành dòng điện. Công này gồm công lực điện và công của lực lạ. Do công của lực điện khi điện tích dịch chuyển theo mạch kín bằng 0 nên công của nguồn điện là:
Công của nguồn điện cũng là công của dòng điện chạy trong mạch, Đó cũng là điện năng sản ra trong toàn mạch.
Bài 12:
b. Công suất của nguồn điện.
2. Công và công suất của nguồn điện.
Công suất của ngồn điện có giá trị bằng công của nguồn điện thực hiện trong một đơn vị thời gian:
Công suất của nguồn điện có trị số bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn mạch. Đó cũng là công suất điện sản ra trong toàn mạch.
THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG
Công suất của một số nguồn điện
Bài 12:
3. Công suất của một số dụng cụ tiêu thụ điện
a. Công suất của dụng cụ toả nhiệt
Các dụng cụ này chủ yếu chứa điện trở
Điện năng tiêu thụ tỏa nhiệt tính theo công thức :
Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt được tính theo công thức:
Bài 12:
b. Suất phản điện của máy thu điện.
Như vậy: Suất phản điện của máy thu điện được tính bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác, không phải là nhiệt, khi có một đơn vị điện tích dương chuyển qua máy.
Trong máy thu điện, chỉ có 1 phần nhiệt lượng Q’ toả ra:
Phần còn lại A’ chuyển hoá thành dạng năng lượng khác
Bài 12:
c. Điện năng và công suất điện tiêu thụ của máy thu điện
Công tổng cộng A mà dòng điện thực hiện ở máy thu điện bằng :
Với U là hiệu điện thế đặt vào máy thu điện. Đó cũng là điện năng tiêu thụ của máy thu điện trong khoảng thời gian t.
Công suất của máy thu điện là :
là công suất có ích của máy thu điện
Trong đó:
Bài 12:
d. Hiệu suất của máy thu điện
Hiệu suất của máy thu điện là:
4. Đo công suất điện và điện năng tiêu thụ
Đo I và U bằng ampe kế và vôn kế. Tính P theo công thức (12.2). Có hình vẽ.
Đo bằng oát kế
Bài 12:
CỦNG CỐ
A=qU=UIt
+ Công của dòng điện:
+ Công suất của dòng điện:
+ Định luật Joule – Lenz:
+ Công của nguồn điện:
+ Công suất của nguồn điện:
2. Công và công suất của nguồn điện.
1. Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch
Bài 12:
3. Công suất của một số dụng cụ tiêu thụ điện
4. Đo công suất điện và điện năng tiêu thụ
CỦNG CỐ
+ Công suất của dụng cụ toả nhiệt
+ Suất phản điện của máy thu điện.
+ Điện năng và công suất điện tiêu thụ của máy thu điện
+ Hiệu suất của máy thu điện
Bài 12:
CỦNG CỐ
Câu : Theo định luật Joule – Lenz, nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn
A. Tỉ lệ với cường độ dòng điện qua dây dẫn
B. Tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện qua dây dẫn
D. Tỉ lệ với bình phương điện trở của dây dẫn
C. Tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện.
Bài 12: