CÔNG SUẤT ĐIỆN

BÀI 12. CÔNG SUẤT ĐIỆN

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Công suất định mức của dụng cụ dùng điện

• Mỗi dụng cụ điện khi được sử dụng với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức, thì tiêu thụ công suất điện (gọi tắt là công suất) bằng số oat ghi trên dụng cụ đó và được gọi là công suất định mức.
• Công suất định mức của mỗi dụng cụ điện cho biết công suất mà dụng cụ đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường.

2. Công thức tính công suất điện

• Công suất tiêu thụ của một dụng cụ điện (hoặc của một đoạn mạch) bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ đó (hoặc đoạn mạch đó) và cường độ dòng điện chạy qua nó.
• Công thức: P = U.I

Trong đó:

P: công suất (W)

U: hiệu điện thế (V)

I: cường độ dòng điện (A)

• Đơn vị của công suất là oát, kí hiệu là W; 1 W = 1 V. 1A.

Ngoài đơn vị W người ta còn thường dùng đơn vị kW (kilô oat), MW (Mêga oat)

1 kW = 1000 W

1 MW = 106 W

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

• Công suất điện của một đoạn mạch có thể được tính bằng các công thức sau:

P = U.I hoặc P = I2R hoặc \(P=\frac{{{U}^{2}}}{R}\)

• Tính điện trở của các dụng cụ đốt nóng bằng điện, ngoài công thức \(R=\frac{U}{I}\) còn có thể dùng công thức \(R=\frac{{{U}^{2}}}{P}\)
• Công suất tiêu thụ điện của một mạch điện gồm nhiều điện trở bằng tổng công suất tiêu thụ của các điện trở đó: P = P1 + P2 + …..

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu C1 (trang 34 SGK Vật Lí 9):

Nhận xét mối quan hệ giữa số oat ghi trên mỗi đèn với độ sáng mạnh, yếu của chúng.

Trả lời:

Nếu cùng một hiêu điện thế, đèn có số oát lớn hơn thì sáng mạnh hơn, đèn có số oát nhỏ hơn thì sáng yếu hơn

Câu C2 (trang 34 SGK Vật Lí 9):

Hãy nhớ lại kiến thức ở lớp 8 và cho biết oat là đơn vị của đại lượng nào?

Trả lời:

• Oát là đơn vị đo công suất, \(\text{1}\,\text{W}=\frac{1\,J}{1\,s}\)

Câu C3 (trang 34 SGK Vật Lí 9):

Một dụng cụ điện hoạt động càng mạnh thì công suất của nó càng lớn. Hãy cho biết:

• Một bóng đèn có thế lúc sáng mạnh, lúc sáng yếu thì trong trường hợp nào bóng đèn đó có công suất lớn hơn?
• Một bếp điện được điều chỉnh lúc nóng nhiều hơn, lúc nóng ít hơn thì trong trường hợp nào bếp có công suất nhỏ hơn?

Trả lời:

• Trong trường hợp bóng đèn sáng hơn thì có công suất lớn hơn.
• Trong trường hợp bếp điện nóng ít hơn thì có công suất nhỏ hơn.

Câu C4 (trang 35 SGK Vật Lí 9):

Từ các số liệu trong bảng 2 (SGK), hãy tính UI đối với mỗi bóng đèn và so sánh tích này với công suất định mức của đèn đó khi bỏ qua sai số của các phép đo.

Bảng 2.

Trả lời:

– Với bóng đèn 1, ta có: U1 = 6.0,82 ≈ 5 W

– Với bóng đèn 2, ta có : U2 = 6.0,51 ≈ 3 W

Khi bỏ qua sai số của các phép đo, tích UI đối với mỗi bóng đèn có giá trị bằng công suất định mức ghi trên bóng đèn.

Câu C5 (trang 36 SGK Vật Lí 9):

Xét trường hợp đoạn mạch có điện trở R, hãy chứng tỏ rằng công suất điện của đoạn mạch được tính theo công thức  \(P={{I}^{2}}R=\frac{{{U}^{2}}}{R}\)

Trả lời:

Ta có: \(\left\{ \begin{align}   & P=U.I \\  & U=I.R \\ \end{align} \right.\Rightarrow P=I.R.I={{I}^{2}}R\)

Mặt khác \(I=\frac{U}{R}\Rightarrow P=U.I=U\cdot \frac{U}{R}=\frac{{{U}^{2}}}{R}\)

Câu C6 (trang 36 SGK Vật Lí 9):

Trên một bóng đèn có ghi 220 V – 75 W

• Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn và điện trở của nó khi đèn sáng bình thường
• Có thể dùng cầu chì loại 0,5 A cho bóng đèn này được hay không? Vì sao?

Trả lời:

Khi đèn sáng bình thường thì công suất tiêu thụ (P) của đèn bằng công suất định mức 75 W

Ta có: P = UI = 75 W

⇒ Cường độ dòng điện qua bóng đèn là: \(I=\frac{P}{U}=\frac{75}{220}=0,341\,A.\)

Điện trở khi đèn sáng bình thường là: \(R=\frac{U}{I}=\frac{220}{0,341}=645\,\Omega\)

Có thể dùng cầu chì loại 0,5 A cho bóng đèn này vì nó đảm bảo cho đèn hoạt động bình thường và sẽ nóng chảy, tự động ngắt mạch khi đoản mạch.

Câu C7 (trang 36 SGK Vật Lí 9):

Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 12 V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 0,4 A. Tính công suất của bóng đèn và  điện trở của bóng đèn khi đó?

Trả lời:

Công suất của bóng đèn: P = U.I = 12.0,4 = 4,8 W.

Điện trở của bòng đèn: \(R=\frac{U}{I}=\frac{12}{0,4}=30\,\Omega\)

Câu C8 (trang 36 SGK Vật Lí 9):

Một bếp điện hoạt động bình thường khi được mắc với U = 220 V và khi đó R = 48,4 Ω. Tính công suất của bếp điện?

Trả lời:

Cường độ dòng điện qua bếp: \( I=\frac{U}{R}=\frac{220}{48,4}=\frac{50}{11}\,A.\)

Công suất của bếp điện:  \(P=U.I=220.\frac{50}{11}=1000\text{W}=1\,kW.\)