Điện là một nguồn tài nguyên quan trọng trong việc phát triển kinh tế và đời sống hàng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về khái niệm công của dòng điện. Trong bài viết này, Monkey sẽ chia sẻ những thông tin quan trọng về lĩnh vực này.
Table of Contents
Điện năng là gì?
Điện năng là năng lượng của dòng điện, hay nói cách khác, là công năng do dòng điện tạo ra. Đơn vị đo điện năng có thể là W Hoặc. kW.
Do sự phát triển của điện năng, cuộc sống của con người ngày càng được cải thiện, sản xuất cũng ngày càng tiến bộ, hỗ trợ giảm bớt công sức lao động của con người.
Có thể chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, quang năng, nhiệt năng, năng lượng từ, hóa năng…
Ví dụ: Bóng đèn điện (điện năng chuyển hóa thành quang năng), nồi cơm điện (điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng).
Hiệu suất sử dụng điện năng là tỷ lệ giữa năng lượng hữu ích chuyển đổi từ điện năng và tổng năng lượng tiêu thụ. Công thức tính hiệu suất như sau:
Trong đó:.
A1: năng lượng hữu ích được chuyển đổi thành nhiệt năng.
A: tiêu thụ năng lượng điện.
Từ đó, chúng ta có thể phát biểu rằng năng lượng tổng cộng bao gồm năng lượng hữu ích và năng lượng lãng phí (năng lượng vô ích).
Công của dòng điện là gì?
Số đo lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác tại đoạn mạch đó được gọi là công dòng điện.
Công của dòng điện được đo bằng công của lực điện thực hiện khi di chuyển có hướng các điện tích.
Ký hiệu đơn vị đo công của dòng điện là: A.
Đơn vị đo công của dòng điện là: J (Jun) Hoặc. kWh (kilôoát giờ).
Công thức tính công của dòng điện
Xét đoạn mạch theo hình vẽ dưới đây:
Khi ta đặt một hiệu điện thế U vào giữa hai điểm A và B trong đoạn mạch, các điện tích tự do trong mạch sẽ bị tác động bởi dòng điện. Sự di chuyển hướng của các điện tích này tạo thành dòng điện trong đoạn mạch, và lúc này lực điện thực hiện công. Nếu ta giả sử cường độ dòng điện là I, sau một khoảng thời gian t, sẽ có một lượng điện (q = It) di chuyển trong đoạn mạch và lúc này lực điện thực hiện công là:.
Trong đó:.
A: công của dòng điện (J).
Công suất điện (W) được ký hiệu là P.
T: thời điểm (s).
U: điện áp (V).
I: độ mạnh của dòng điện (A).
Q: điện tích di chuyển trong mạch (C).
Thêm vào đó, cũng được tính bằng cách sử dụng công thức sau đây:.
Hoặc.
Công của dòng điện được đo bằng: Jun (J).
Một joule bằng một watt giây bằng một volt ampe giây.
1 kilowatt giờ = 1000 watt.3600 giây = 3600000 joule = 3,6 x 10^6 joule.
Đo công của dòng điện
Công tơ điện sẽ đo lượng điện năng sử dụng, cho chúng ta biết lượng điện đã dùng theo đơn vị 1 kilôoát giờ (1KWh).
Lưu ý:.
Các số đếm trên mặt của công tơ điện cho chúng ta biết lượng điện năng đã được sử dụng là 1 kilôoát giờ (1KWh).
Nếu thiết bị điện hoạt động bình thường, tức là sử dụng cùng hiệu điện thế như hiệu điện thế định mức, thì công suất tiêu thụ thực tế tại thời điểm đó sẽ bằng công suất định mức của nó.
Bài tập công của dòng điện vật lý 9
Monkey mời mọi người tham gia làm một số bài tập trắc nghiệm và tự luận về công của dòng điện để không quên kiến thức vừa học.
Bài 1: Năng lượng là:.
A. Điện trở năng lượng.
B. Điện động.
Năng lượng điện trôi.
Điện năng hiệu điện thế.
Năng lượng dòng điện được được gọi là năng lượng điện.
Đáp án: Năng lượng điện trôi.
Bài 2: Hiệu quả sử dụng điện là:
A. Tỷ lệ giữa phần năng lượng hữu ích được biến đổi từ điện năng sang phần năng lượng vô ích.
B. Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển đổi từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ.
C. Tỷ số giữa phần năng lượng vô ích được chuyển đổi từ điện năng thành toàn bộ điện năng tiêu thụ.
D. Tỷ lệ giữa phần năng lượng vô ích được chuyển đổi từ điện năng và phần năng lượng tiêu thụ.
Đáp án: B. Phần năng lượng có ích, được chuyển hóa từ điện năng, chiếm tỷ lệ bao nhiêu so với tổng điện năng tiêu thụ.
Bài 3: Trên hai bóng đèn dây tóc Đ1 và Đ2 có ghi lần lượt là 220V – 100W và 220V – 75W. Sau đó, hai bóng đèn được mắc nối tiếp nhau và mắc vào một đoạn mạch có hiệu điện thế là 220V. Ta cần tính công suất điện của đoạn mạch nối tiếp này, giả sử điện trở của mỗi đèn khi nối tiếp bằng 50% điện trở của đèn đó khi sáng bình thường.
Hướng dẫn giải: – Đầu tiên, đọc và hiểu yêu cầu bài toán.- Tiếp theo, xác định các từ cần thay thế trong đoạn văn Input.- Sau đó, tìm các từ đồng nghĩa phù hợp với ngữ cảnh để thay thế.- Cuối cùng, tạo ra đoạn văn Output đã được chỉnh sửa.
Điện kháng của bóng đèn dây tóc Đ1 và Đ2.
Điện trở giống nhau của đoạn mạch được kết nối tiếp.
R = R1 + R2 = 484 + 645,3 = 1129,3 Ω.
Cường độ dòng điện qua mạch là:
I = U/R = 220/1129,3 A.
Vậy I1 = I2 = I = 0,195 Ampère.
Hiệu điện áp giữa hai bóng đèn Đ1 và Đ2 là:
U1 = I.R1 = 0,195.484 = 94,38 Volt.
U2 = I.R2 = 0,195.645,3 = 125,83 Volt.
Công suất của mạch sẽ được xác định bằng:
Từ đó suy ra P = P1 + P2 = 86,8 Watt.
Bên cạnh đó, bạn cũng nên thực hành một số bài tập khó hơn sau đây:
Bài tăng cường 1: Trên một đèn có in: 220V- 100W.
Đặc tính điện trở của bóng đèn. (Giả sử điện trở của bóng đèn không liên quan đến nhiệt độ).
Khi mạch điện có hiệu điện thế là 200V, đèn sẽ sáng ra như thế nào và công suất điện của đèn là bao nhiêu?
Số lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 10 giờ.
Bài tăng cường 2: Khi trở kháng mạch ngoài của một nguồn điện là R1.
Hoặc. R2 thì công suất mạch ngoài có cùng giá trị.
Tính năng lượng điện, trở kháng của nguồn dựa vào R1, R2 và công suất P.
Giả sử nguồn điện trên có điện trở mạch ngoài là R. Khi mắc thêm một điện trở Rx song song với R, công suất của mạch ngoài vẫn không thay đổi. Chúng ta cần tính giá trị của Rx.
Bài tập nâng cao 3: Nguồn E = 24V, r = 1,5Ω được sử dụng để chiếu sáng thông thường 12.
Đèn 3V-3W kết hợp với 6 đèn 6V-6W.
Tìm kiếm cách treo đèn.
Đo lường công suất và hiệu suất của nguồn.
Để tính được m và n sao cho bài tập nâng cao 4, ta có N = 60 nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn E = 1,5V và r = 0,6Ω được ghép thành bộ gồm m dãy song song, mỗi dãy có n nguồn nối tiếp. Mạch ngoài có điện trở R = 1Ω.
Công suất tiêu thụ của mạch ngoại là tối đa. Hãy tính toán công suất này.
Công suất tiêu thụ mạch bên ngoài không ít hơn 36W.
Bài tập nâng cao 5: Trong mạch điện, có một nguồn điện E với giá trị là 150V, một kháng trở r với giá trị là 2Ω, một đèn Đ có công suất định mức P là 180W và một biến trở Rb được kết nối nối tiếp.
Khi Rb= 18Ω thì đèn sáng bình thường. Tìm hiệu điện áp định mức của đèn.
Mắc song song với đèn Đ, một đèn tương tự làm cho nó. Tìm Rb để hai đèn sáng như nhau.
Bao nhiêu bóng đèn có thể được bật sáng tối đa từ nguồn trên? Hiệu suất của nguồn đèn đó là bao nhiêu?
Bài tập nâng cao 6: Sử dụng các nguồn có cùng giá trị, mỗi nguồn E0 = 1,5V và r0 = 1,5Ω, kết hợp thành một bộ đối xứng để thắp sáng đèn 12V-18W.
Tìm phương pháp bắt nguồn.
Phương pháp nào có ít nguồn cung cấp nhất. Đo lường công suất và hiệu suất của mỗi nguồn trong thời điểm đó.
Hy vọng qua những thông tin trên, bạn có thể áp dụng thành thạo các dạng bài tập liên quan và đạt điểm cao trong các bài thi. Hãy chia sẻ bài viết và đừng quên theo dõi chuyên mục kiến thức cơ bản của Monkey hàng ngày để có thêm nhiều kiến thức thú vị khác.
