Bài 13. Điện năng - Công của dòng điện

I. ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN
Tại sao khi đặt vào hai điện cực của bể điện phân một hiệu điện thế thì các chiếc bình lại được mạ vàng?
Bể điện phân
Chiếc bình cần mạ
Công của lực điện trường được tính bằng biểu thức nào?
I- ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN
A (J): Công của dòng điện
U (V): Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch.
I (A): Cường độ dòng điện.
t (s): Thời gian có dòng điện đi qua
Quan sát hình ảnh sau
Phát biểu: Công của dòng điện bằng tích giữa hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian có dòng điện chạy qua.
Hãy phát biểu cách tính công của dòng điện trong một đoạn mạch?
I.1. Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch
Lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện làm dịch chuyển có hướng các điện tích trong đoạn mạch đó.
Dòng điện chạy trong một đoạn mạch có những tác dụng nào?
Ta dùng dụng cụ nào để đo điện năng tiêu thụ trong một đoạn mạch?
Để đo điện năng tiêu thụ, nguời ta dùng đồng hồ đo đếm điện năng - công tơ điện.
1kWh=1000W.1.3600s=3,6.106J
Phát biểu: Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó. Nó được đo bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
P (W): Công suất điện
U (V): Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
I (A): Cường độ dòng điện.
Tốc độ thực hiện công của dòng điện trong khoảng thời gian t xác định thế nào?
Nêu đơn vị của các đại lượng trong biểu thức này
I. 2. Công suất điện
II.1. Định luật Jun Len xơ
II. CÔNG SUẤT TOẢ NHIỆT CỦA VẬT DẪN KHI CÓ DÒNG ĐIỆN ĐI QUA
Một em hãy phát biểu nội dung của định luật Jun Len xơ?
Định luật: Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
Biểu thức Q=RI2 t
Hãy cho biết đơn vị của các đại lượng trong biểu thức này?
Q (J): Nhiệt lượng
R: Điện trở vật dẫn
I (A): Cường độ dòng điện
t (s): Thời gian có dòng điện chạy qua
Thế nào là công suất toả nhiệt ở một vật dẫn?
II. 2. Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua.
Phát biểu: Công suất toả nhiệt P ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ toả nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
Hãy nêu đơn vị của các đại lượng có trong công thức này?
P (W) l� cơng su?t to? nhi?t.
R: l� di?n tr? c?a v?t d?n.
I (A) Cu?ng d? dịng di?n qua di?n tr?.
Chứng minh rằng:
Theo định luật Jun Len xơ và định luật Ôm có:
Do đó:
Điện năng, nhiệt lượng toả ra trong một mạch điện có từ đâu?
III. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN
Trong thời gian t, ta có:
+ Điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài: A=Uit.
+ Nhiệt lượng toả ra trên điện trở r bên trong của nguồn điện. Q=rI2t
Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng. Năng lượng của toàn mạch do nguồn điện cung cấp nên: Ang = A+QAng=UIt + rI2 t
= (U + Ir)It= E.It=> Ang= E.It
Vậy: Điện năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công của các lực lạ bên trong nguồn thực hiện trong cùng thời gian.
III. 1. Công của nguồn điện.
Công suất của nguồn điện được xác định bằng biểu thức nào?
III. 2. Công suất của nguồn điện
Công suất của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch và được đo bằng tích của suất điện động với cường độ dòng điện trong toàn mạch.

Lưu ý:
Mỗi dụng cụ tiêu thụ điện năng có một công suất định mức Pdm và hiệu điện thế định mức Udm cần phải đặt vào dụng cụ để nó hoạt động bình thường.
Idm =Pdm /U dm gọi là cường độ dòng điện định mức
CỦNG CỐ
1. Qua dụng cụ và thiết bị nào sau đây, điện năng không chuyển hoá hoàn toàn thành nhiệt năng?
A. Bàn là.
B. Bình ắc quy.
C. Nồi cơm điện
D. Bình nóng lạnh
2.Có hai điện trở R1=20 ôm và R2 = 30 ôm mắc song song với nhau vào hiệu điện thế 60V, Điện năng tiêu thụ trên đoạn mạch trong 10 phút là
A. 36kJ
B. 108000J
C. 43200J
D. 180kJ