Các công thức tính công của dòng điện công thức nào đúng

14:44:3315/10/2019

Dòng điện có năng lượng vì nó có khả năng thực hiện công, cũng như làm thay đổi nhiệt năng của các vật. Năng lượng của dòng điện được gọi là điện năng.

Trong bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về điện năng, sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác như [nhiệt năng, quang năng, cơ năng,...], Công của dòng điện cùng Công thức tính và bài tập vận dụng.

I. Điện năng

1. Dòng điện có mang năng lượng

a] Dòng điện có mang năng lượng

- Dòng điện có năng lượng vì nó có khả năng thực hiện công, cũng như có thể làm thay đổi nhiệt năng của vật

b] Điện năng là gì?

- Định nghĩa: Điện năng là năng lượng của dòng điện.

2. Sự chuyển hóa năng lượng thành các dạng năng lượng khác

- Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác: trong đó có phần năng lượng có ích và phần năng lượng vô ích

- Tỉ số giữaa phần trăm năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng:

 

II. Công của dòng điện

1. Công của dòng điện là gì?

- Định nghĩa: Công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ để chuyển hóa thành các dạnh năng lượng khác.

2. Công thức tính Công của dòng điện

- Công thức tính công: 

- Trong đó:

 A: Công [J]

 P: Công suất [W]

 U: Hiệu điện thế [V]

 I: Cường độ dòng điện [A]

 t: Thời gian dòng điện chạy qua [s]

- Công của dòng điện đo bằng Jun [J]:

 1J = 1W.1s = 1V.1A.1s; 1kW.h = 1000W.3600s = 3600000J = 3,6.106J

3. Đo công của dòng điện

- Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện và chỉ số này cho biết lượng điện năng đã được sử dụng theo đơn vị 1 kilô-oát-giờ.

* Lưu ý:

- Mỗi số đếm của công tơ điện cho biết lượng điện năng đã sử dụng là 1 kilô-oát-giờ [1kWh].

- Khi các thiết bị điện hoạt động bình thường, tức là sử dụng hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức thì công suất tiêu thụ thực tế mới đúng bằng công suất định mức của nó.

III. Bài tập Vận dụng Điện năng - Công của dòng điện

* Câu C7 trang 39 SGK Vật Lý 9: Một bóng đèn có ghi 220V - 75W được thắp sáng liên tục có hiệu điện thế 220V trong 4 giờ. Tính lượng điện năng mà bóng đèn này sử dụng và số đếm của công tơ trong trường hợp này.

° Lời giải Câu C7 trang 39 SGK Vật Lý 9:

- Đề bài cho: P = 75W; U=220V; t=4 giờ

- Lượng điện năng mà bóng đèn sử dụng là: A = P.t = 75.4 = 300[Wh] = 0,3[kWh].

⇒ Số đếm của công tơ tăng lên 0,3.

* Câu C8 trang 39 SGK Vật Lý 9: Một bếp điện hoạt động liên tục trong 2 giờ ở hiệu điện thế 220V. Khi đó số chỉ của công tơ điện tăng thêm 1,5 số. Tính lượng điện năng mà bếp điện sử dụng, công suẩt của bếp điện, và cường độ dòng điện chạy qua bếp trong thời gian trên.

° Lời giải Câu C8 trang 39 SGK Vật Lý 9:

- Đề bài cho: t = 2h = 2.3600s = 7200s; U = 220V; Lượng điện năng bếp sử dụng: A = 1,5kWh = 1,5.1000.3600 = 5,4.106J.

- Công suất của bếp điện là: 

- Cường độ dòng điện chạy qua bếp điện là: 

Hy vọng với bài viết tìm hiểu về Điện năng là gì? Công của dòng điện là gì? Công thức và Bài tập ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

Giới thiệu bài học

Bài giảng Điện năng – Công của dòng điện sẽ giúp các em nắm được nội dung kiến thức:

- Dấu hiệu chứng tỏ dòng điện mang năng lượng

- Sự chuyển hóa của điện năng thành các dạng năng lượng khác nhau

- Định nghĩa và công thức tính công của dòng điện 

Nội dung bài học

I. Tóm tắt lý thuyết trong bài giảng

1. Khái niệm điện năng                                                     

a. Một số dụng cụ điện

+ Máy khoan, máy bơm nước,...: Dòng điện \[ \to \] Công cơ học

+ Nồi cơm điện, mỏ hàn, bàn là,...: Dòng điện \[ \to \] Cung cấp nhiệt

Kết luận: Dòng điện có năng lượng vì nó có khả năng thực hiện công cũng như có thể làm thay đổi nhiệt năng của các vật.

Năng lượng của dòng điện được gọi là Điện năng

b. Sự chuyển hóa điện năng

Khi dụng cụ điện hoạt động đều biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác

+ Bóng đèn dây tóc: Điện năng \[ \to \] Năng lượng ánh sáng và Nhiệt năng

+ Nồi cơm điện, bàn là, bếp điện: Điện năng \[ \to \] Nhiệt năng và Năng lượng ánh sáng

+ Quạt điện, máy bơm: Điện năng \[ \to \] Cơ năng và Nhiệt năng

Theo mục đích sử dụng của thiết bị thì năng lượng mà điện năng chuyển hóa có thể là năng lượng có ích [chữ đỏ] và có thể là năng lượng vô ích [chữ xanh].

Như vậy: Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, trong đó có phần năng lượng có ích, có phần năng lượng vô ích.

* Hiệu suất:

Trong đó: Ai­ - năng lượng có ích chuyển hóa từ điện năng

Atp - toàn bộ điện năng

2. Công của dòng điện. Công thức - Cách đo

a. Công của dòng điện

Công của dòng điện sản ra ở 1 đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác

* Công thức tính

Trong cơ học chúng ta đã được học công thức tính công suất:

Đối với mạch điện thì công thức trên vẫn đúng

Suy ra A = P.t mà P = U.I

Vậy nên A = U.I.t

Trong đó:

A - Công của dòng điện [J]

U - Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch [V]

I - Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch [A]

t - thời gian hoạt động của đoạn mạch [s]      Theo đó ta có 1J = 1V.1A.1s

Ngoài ra A còn sử dụng đơn vị kW.h

1kW.h = 1000W.3600s = 3 600 000 J

b. Cách đo công

Theo công thức A = U.I.t thì có thể đo công A qua xác định các thông số U, I, t     U - đo bằng vôn kế

I - đo bằng ampe kế

t - đo bằng đồng hồ thời gian

Thực tế công được đo bằng Công tơ điện [hay còn gọi là đồng hồ điện]:

+ Hoạt động: khi đoạn mạch tiêu thụ điện năng thì đĩa tròn ở công tơ quay và làm chỉ số của công tơ tăng lên. Chỉ số của công tơ tăng lên chính là công của dòng điện. Chỉ số này thường có đơn vị kW.h

+ Công tơ trong thực tế có hai loại: Công tơ cơ và Công tơ điện tử.

II. Ví dụ trong bài giảng

Câu 1:  Tính điện năng tiêu thụ của một số dụng cụ điện trong gia đình.

1. Đèn bàn công suất 40W dùng trong 3h
2. Nồi cơm điện công suất 500W dùng trong 1h
3. Bàn là công suất 1000W dùng trong 30 phút

Lời giải:

Áp dụng công thức A = P.t

Ta có:

 \[{A_1} = \frac{{40}}{{1000}}.3 = 0,12\;kW.h\]

\[{A_2} = \frac{{500}}{{1000}}.1 = 0,5\;kW.h\]

\[{A_3} = \frac{{1000}}{{1000}}.\frac{{30}}{{60}} = 0,5\;kW.h\]

Câu 2: Một bếp điên hoạt động liên tục 2h ở 220V. Số chỉ của công tơ tăng thêm 1,5 số. Tính I? 

Lời giải:

Số chỉ của công tơ tăng thêm 1,5 số nên

A = 1,5kW.h

Từ A = U.I.t \[ \Rightarrow I = \frac{A}{{U.t}} = \frac{{1,5}}{{\frac{{220}}{{1000}}.2}} = 3,41A\]

Câu 3: Dây tóc của bóng đèn khi thắp sáng là 484Ω. Tính công của dòng điện sản ra của bóng đèn trong 1h ở hiệu điện thế 220V    

Lời giải:

Ta có A = P.t

mà \[P = \frac{{{U^2}}}{R}\]  Suy ra \[A = \frac{{{U^2}}}{R}.t\]

Thay số \[A = \frac{{{{220}^2}}}{{484}}.[1.3600] = 360000\;J\]

Câu 4: Một máy bơm sử dụng đúng hiệu điện thế định mức 220V trong 45 phút tiêu thụ điện năng 2025kJ. Tính điện trở R?         

Lời giải:

Áp dụng công thức \[A = \frac{{{U^2}}}{R}.t\]

Suy ra\[R = \frac{{{U^2}.t}}{A} = \frac{{{{220}^2}.45.60}}{{2025.1000}} = 64,53\Omega \]

Câu hỏi: công của dòng điện có đơn vị là gì?

A.J/m

B.kWh

C.W

D.kVA

Lời giải:

Đáp án: BCông của dòng điện có đơn vị làkWh

Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về điện năng và công suất nhé!

1. Điện năng là gì?

a] Dòng điện có mang năng lượng:

Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công và cung cấp nhiệt lượng. Năng lượng của dòng điện gọi là điện năng.

Ví dụ:

+ Dòng điện qua bếp điện làm bếp điện nóng lên [cung cấp nhiệt lượng].

+ Dòng điện qua quạt điện làm cánh quạt điện quay [thực hiện công].

b] Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

- Điện năng là năng lượng của dòng điện. Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, trong đó có phần năng lượng có ích và có phần năng lượng vô ích.

- Tỉ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng:

Trong đó:

Ai: là năng lượng có ích

Ahp: là năng lượng hao phí

Atp: là năng lượng toàn phần được huyển hóa từ điện năng

2. Công của dòng điện

Công của dòng điệnlà lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.

Công của dòng điện được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích.

- Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện. Mỗi số đếm của công tơ điện cho biết lượng điện năng đã được sử dụng là 1 kilôoat giờ:1kW.h=3600000J=3600kJ1kW.h=3600000J=3600kJ.

3. Công thức tính công của dòng điện

Xét đoạn mạch như hình vẽ:

Hình 1: Đoạn mạchAB

Khi đặt một hiệu điện thế U vào đoạn mạch AB, các điện tích tự do có trong mạch sẽ chịu tác dụng của lực điện. Sự chuyển dời có hướng của các điện tích này tạo thành dòng điện trong đoạn mạch và khi đó lực điện thực hiện công. Nếu cường độ dòng điện là I thì sau một thời gian t sẽ có điện lượng [q=It] di chuyển trong đoạn mạch và khi đó lực điện thực hiện một công là:

[A=Uq=UIt]

Trong đó:

A là công của dòng điện [J]

U hiệu điện thế giữa hai đầu dòng điện [V]

I là cường độ dòng điện [A]

t là thời giân điện lượng di chuyển trong đoạn mạch [s]

q: điện lượng di chuyển trong đoạn mạch [C ]

công của dòng điện có đơn vị là : kWh[ki lô oát,1KWh = 3,6.106J]

Công thức tính Công suất

P= U.I

P: Công suất [W]

U: HĐT [V]

I: CĐDĐ [A]

1W = 1V.A

*Công thức tính công của dòng điện:

A = P. t = U.I.t

1KWh = 3,6.106J

* Đo công của dòng điện:

_ Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện

_ Mỗi số đếm của công tơ điện cho ta biết lượng điện năng được sử dụng là 1KWh

Phân biệt các đơn vị chỉ công suất:

• kVA:

k là viết tắt của kilo

V là viết tắt của từ Volt

A là viết tắt của Ampere

Trong một mạng điện xoay chiều thì công suất biểu kiến S là vecto tổng của công suất thực P và công suất phản kháng Q.

Volt-Ampere được viết tắt là VA là đơn vị đo công suất của dòng điện. Đơn vị này được tính bằng tích hiệu điện thế tính theo Volt với cường độ dòng điện tính theo Ampere.

Trong mạch điện 1 chiều, VA tương đương với Watt. Tuy nhiên trong dòng điện xoay chiều, VA thường được dùng để tính công suất biểu kiến còn Watt được dùng để tính công suất thực.

Trên một mạch điện xoay chiều, công suất biểu kiến thường có độ lớn hơn so với công suất thực.

• kW:

K là viết tắt của kilo

W là viết tắt của Watt đơn vị đo công suất P trong hệ đo lường quốc tế. Đơn vị này được lấy theo tên của nhà khoa học James Watt

Công suất cho biết sự thay đổi năng lượng ΔE trong một khoảng thời gian Δt.