Bài 15. Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất

1
BÀI CŨ
Công thức tính tổng trở của mạch RLC nối tiếp.

Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp.
Viết biểu thức tính độ lệch pha của u và i trong đoạn mạch RLC nối tiếp.
2
Công ty
điện lực
VẤN ĐỀ CUNG CẤP & SỬ DỤNG ĐIỆN
Nơi tiêu thụ điện..
3
Bài 15
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ
CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
4
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1. Biểu thức của công suất
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện
II. Hệ số công suất
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình
cung cấp và sử dụng điện năng
1. Tính hệ số công suất của mạch điện R, L, C nối tiếp
NỘI DUNG BÀI
5
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1. Biểu thức của công suất
- Nhắc lại biểu thức tính công suất điện tiêu thụ trong mạch điện không đổi?
6
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1. Biểu thức của công suất
- Xét mạch điện xoay chiều như hình vẽ.
 Ta có thể xem tại thời điểm t, dòng điện trong mạch là dòng 1 chiều
Vậy công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t là gì?
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
- Điện áp hai đầu mạch:
- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:
- Tại một thời điểm t, i trong mạch chạy theo 1 chiều nào đó
7
MẠCH XOAY CHIỀU
MẠCH KHÔNG ĐỔI
* Có thể xem tại thời điểm t, dòng điện trong mạch là dòng 1 chiều.
*Công suất tiêu thụ tại thời điểm t (công suất tức thời)?
p = ui
Công suất tiêu thụ:
8
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1. Biểu thức của công suất
- Công suất điện tiêu thụ trung bình trong một chu kì:
P = UIcos?
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũng là công suất tiêu thụ điện trung bình của mạch trong thời gian đó
(U, I không thay đổi).
9
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1. Biểu thức của công suất
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
** Công suất điện tiêu thụ trung bình trong một mạch điện xoay chiều bất kỳ:
P = UIcos
U: điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu mạch (V); I: cường độ dòng điện hiệu dụng (A)
: độ lệch pha giữa u và i; cos: hệ số công suất.
* Đơn vị của P (W)
10
Nếu biết công suất tiêu thụ của một mạch điện, ta tính điện năng tiêu thụ trong thời gian t bằng công thức nào?
11
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1. Biểu thức của công suất
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
Điện năng tiêu thụ của mạch điện trong thời gian t:
W = P.t
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện
Đơn vị: J.
Ngoài ra trong thực tế thường sử dụng đơn vị kWh (mà ta quen gọi là “ký” hay là “chữ”)
1kWh = 3.600.000 J
Cho biết đơn vị của điện năng tiêu thụ?
12
Dùng thiết bị nào để đo điện năng tiêu thụ của mạch điện?
CÔNG TƠ ĐIỆN
13
MỘT SỐ LOẠI CÔNG TƠ ĐIỆN
14
CÔNG TƠ ĐIỆN TỬ
15
II. Hệ số công suất
1. Tính hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp

Từ công thức
cos được gọi là hệ số công suất.
P = UIcos?
Vì nên:
0 ≤ cos ≤ 1
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
16
1. Tính hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp
- Công suất trung bình tiêu thụ trong mạch:
=>
17
II. Hệ số công suất
1. Tính hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp
Ta có:
cos được gọi là hệ số công suất.
P = UIcos
Vì nên:
0 ≤ cos ≤ 1
- Vậy công suất tiêu thụ trong mạch điện có R, L, C mắc nối tiếp bằng công suất tỏa nhiệt trên R.
18
cos
Mạch
1
0
0
Z2C
0 ≤ cos ≤ 1
Z2L
19
II. Hệ số công suất
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình
cung cấp và sử dụng điện năng
- Các động cơ, máy, khi vận hành ổn định, công suất trung bình được giữ không đổi:
P = UIcos với cos > 0
Dòng điện
Gọi r là điện trở đường dây tải điện
Công suất hao phí
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
20
Công suất hao phí
Hệ số công suất cos càng nhỏ ( càng lớn) công suất hao phí trên dây càng lớn.
Để giảm hao phí, cần làm gì?
Các cơ sở tiêu thụ điện phải bố trí mạch sao cho hệ số cos lớn
Góc  nhỏ
giảm 
cos > 0
21
Trong các máy móc, động cơ điện có các cuộn dây.
Để tăng cos (giảm ) cần làm gì?
Mắc thêm tụ điện
22
TỤ BÙ HẠ THẾ
TỤ BÙ TRUNG THẾ
LẮP TỤ BÙ Ở CÁC CƠ SỞ TIÊU THỤ ĐIỆN
23
VÀI LOẠI TỤ BÙ KHÁC
24
II. Hệ số công suất
- Các động cơ, máy khi vận hành ổn định, công suất trung bình được giữ không đổi:
P = UIcos? v?i cos? > 0
Nếu cos nhỏ  Php sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ty điện lực=> Các cơ sở tiêu thụ phải bố trí mạch sao cho cos lớn.
(r là điện trở trên đường dây tải)
Công suất hao phí
Nhà nước quy định hệ số công suất trong các cơ sở sử dụng điện năng phải lớn hơn 1 giá trị tối thiểu nào đó.
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong
quá trình cung cấp và sử dụng điện năng
1
2
25
CỦNG CỐ
1. Công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều bất kỳ:
P = UIcos?
2. Mạch R-L-C nối tiếp.
P = UIcos?
26
*Nếu cos=0:
P = UIcos?=RI2
P = 0
=>Mạch chỉ có L hoặc C hoặc cả L và C
*Nếu cos=1:
=0
P = UI
=>Mạch chỉ có R hoặc mạch R-L-C có cộng hưởng
027
VẬN DỤNG
Câu 1: Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều có các phần tử R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm với ZL = ZC là:
A. 0 B. không xác định được
C. 1 D. phụ thuộc R
Vì ZL=ZC => Z=R
Giải:
28
VẬN DỤNG
Câu 2: Hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều bằng 0 trong trường hợp nào sau đây:
A. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
B. Đoạn mạch có tụ điện mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần.
C. Đoạn mạch chứa R và tụ điện.
D. Đoạn mạch chứa R và cuộn cảm thuần.
29
VẬN DỤNG
Câu 3: Một đoạn mạch xoay chiều có biểu thức điện áp giữa 2 đầu mạch và cường độ dòng điện qua mạch là:
Công suất tiêu thụ của mạch điện là:
A. 200W B. 100W
C. 50W D. 86,6W
Giải:
30
VẬN DỤNG
Câu 4: Một đoạn mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Điện áp hiệu dụng trên mỗi phần tử nói trên lần lượt là: 40V; 80V; 50V. Hệ số công suất của đoạn mạch trên là

A. 0,8 B. 0,6

C. 0,25 D. 0,71
Giải:
31
VẬN DỤNG
Câu 5: Một mạch xoay chiều R, L, C nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Biểu thức dòng điện qua mạch là:
Công suất tiêu thụ trong mạch bằng:
50W B. 100W C. 200W D. 400W
Biết điện trở thuần
Giải:
32
VẬN DỤNG
Câu 6: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu mạch bằng 100V, tần số f=50Hz.

A. 50W B. 100W C. 200W D.
Công suất tiêu thụ trong mạch bằng:
Biết:
Giải: