Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất – Lý thuyết Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất. Công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều bất kì:
A. Trọng tâm kiến thức:
1. Công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều bất kì:
P = UIcosφ
Trong đó, cosφ là hệ số công suất, φ là độ lệch pha giữa u và i.
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện:
Quảng cáoW = Pt
3. Trường hợp mạch RLC nối tiếp:
cosφ = \[\frac{R }{Z}\] = \[\frac{R }{\sqrt{R^{2} + [Z_{L} – Z_{C}]^{2}}}\]
P = RI2
Định nghĩa : Công suất của mạch điện xoay chiều biến thiên điều hòa theo thời gian tần số 2f và có giá trị trung bình là P trong 1 chu kì
Đơn vị W
Lý thuyết Vật lý 12 Bài 15. Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất
1. Biểu thức của công suất
Công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều bất kì: P = UIcosφ với φ là độ lệch pha giữa i và u.
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện
Điện năng tiêu thụ của mạch điện trong thời gian t: W = Pt
II. Hệ số công suất
1. Biểu thức của hệ số công suất
Trong công thức P = UIcosφ, thừa số cosφ là hệ số công suất 0 ≤ cosφ ≤ 1.
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng
Nếu hệ số công suất cosφ nhỏ thì công suất hao phí trên dây sẽ lớn. Vì vậy, các cơ sở tiêu thụ điện năng phải bố trí các mạch điện sao cho hệ số công suất cosφ lớn [nghĩa là φ nhỏ] nên thường quy định hệ số cosφ trong các cơ sở sử dụng điện năng phải lớn hơn một giá trị tối thiểu nào đó.
3. Tính hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp
và P = RI2
Xem thêm Giải bài tập Vật lý 12: Bài 15. Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất
08:55:0315/09/2019
Vậy làm sao để tính toán công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều, hệ số công suất có ý nghĩa gì, công thức và cách tính hệ số công suất như thế nào khi điện áp tức thời, dòng điện tức thời,... trong mạch xoay chiều biến thiên theo thời gian, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết này nhé.
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1. Biểu thức của Công suất
- Xét đoạn mạch xoay chiều hình sin có điện áp và cường độ dòng điện tức thời hai đầu mạch như sau:
- Công suất tức thời trên đoạn mạch là:
- Giá trị trung bình của công suất điện tiêu thụ trong một chu kỳ T:
⇒ Công thức tính công suất tiêu thụ trung bình của mạch điện xoay chiều trong một thời gian dài nếu điện áp hiệu dụng U và cường độ hiệu dụng I không đổi là:
P = UIcosφ
2. Điện năng tieu của của mạch điện
- Công thức tính điện năng tiêu thụ của mạch: W = P.t
- Đơn vị của công suất: Wh, KWh hoặc J [Ws]
- Trong đó:
⋅ W là năng lượng tiêu thụ, đơn vị J
⋅ P là công suất tiêu thụ, đơn vị W
⋅ t là thời gian, đơn vị s
II. Hệ số công suất
1. Công thức tính của hệ số công suất và công suất
• Trong công thức: P = UIcosφ thì cosφ được gọi là hệ số công suất, vì |φ| f
C. là một số = f
D. không tồn tại
° Lời giải bài 4 trang 85 SGK Vật Lý 12:
- Đáp án đúng: A. là một số < f
- Với tần số f, ta có:
- Khi cosφ = 1 thì mạch cộng hưởng nên ta có:
- Chia vế với vế của [*] và [**] ta được:
* Bài 5 trang 85 SGK Vật Lý 12: Cho mạch điện trên [hình 15.2 dưới], trong đó L là một cuộn cảm thuần, điện áp hai đầu mạch uPQ = 60√2cos100πt [V], các điện áp hiệu dụng UPN = UNQ = 60V. Hệ số công suất của mạch là bao nhiêu ?
A.
° Lời giải bài 5 trang 85 SGK Vật Lý 12:
- Đáp án đúng: A.
- có: UNQ = UC = 60V
- Từ [*] và [**] ta có:
⇒
* Bài 6 trang 85 SGK Vật Lý 12: Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm có: R = 30ω ; L = 5.0/πmH ; C = 50/π μF cung cấp bởi điện áp hiệu dụng 100V, f = 1kHz. Hãy xác định công suất tiêu thụ và hệ số công suất.
° Lời giải bài 6 trang 85 SGK Vật Lý 12:
- Tần số f=1KHz = 1000Hz ⇒ ω=2πf=2000π[rad/s]
- Công suất tiêu thụ:
- Hệ số công suất:
Hy vọng với bài viết về Công suất tiêu thụ của Mạch điện xoay chiều, công thức tính Hệ số Công suất và bài tập ở trên sẽ giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Muc lục SGK Hóa học 12 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục SGK Vật lý 12 Lý thuyết và Bài tập