cong-suat-dien-tieu-thu

TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRUNG
TRỰC

GD
BẠC LIÊU

GV: Ngũn Văn Sơn

1


KIỂM TRA BÀI CŨ
1) Viết cơng thức tính tổng trở của mạch RLC nối
tiếp.
Z = R 2 + (Z L − ZC )2

2) Viết biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch
RLC nối tiếp.

U
I=
Z
3) Viết biểu thức xác định độ lệch pha của u và i.

Z L − ZC
tan ϕ =
R
2


CƠNG TY

ĐIỆN LỰC

BÀI TỐN
CUNG CẤP &
SỬ DỤNG
ĐIỆN?

NƠI TIÊU THỤ ĐiỆN..

3


Bài 15

4


Bài 15:

CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CƠNG SUẤT
I. Cơng suất của mạch điện xoay chiều
1/ Biểu thức của công suất
- Công suất điên tiêu thụ trung bình
của mạch điện xoay chiều là:

P = UI cos ϕ

II. Hệ số công suất

1/ Biểu thức của hệ số công suất

cos ϕ : Hệ số công suất

( Do 0 ≤ ϕ ≤ 90 0 → 0 ≤ cos ϕ ≤ 1)
- Cơng suất của mạch điện có R, L, C nối tiếp:

Em hãy cho biết đơn
UR R
Với ϕ :độ lệch pha của
u
và
i
cos ϕ = tiêu
= =
vị của điện năng
U
Z
2/ Điện năng tiêu thụ của mạch điện
thụ?
- Điện năng tiêu thụ của mạch điện
trong thời gian t:

W

= P.t

Đơn vị: W.h;

KW.h;

J (1J= 1W.1s)

R
R 2 + (Z L − ZC )2

Lưu ý: Trong cơng thức tính hệ số cơng
suất trên, nếu mạch điện khuyết đại lượng
nào thì ta coi đại lượng đó bằng khơng.
- Cơng suất trung bình tiêu thụ trong mạch
điện xoay chiều bất kì là:

P = UI cos ϕ (1)
U 2 .R
P=
(2)
2
Z
P = I .R (3)
2

5


Bài 15:

CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CƠNG SUẤT
I. Cơng suất của mạch điện xoay chiều

1/ Biểu thức của công suất
2/ Điện năng tiêu thụ của mạch điện

Gọi r là điện trở đường dây tải điện
- Cơng suất hao phí trên đường dây tải điện

2
P
1
Hệ
số
cơng
suất
ảnh
2
Php hệ
= r.I số
=r
Ta
nâng cao
1/ Biểu thức của hệ số
công suất
U2 cos2ϕ

II. Hệ số cơng suất

hưởng
thếbằng
nào
tớicơng suất hao phí sẽ lớn

+Nếu
cos ϕ nhỏ
công
suất
cách
làm tổn thất nhiều điện năng trên đường dây
truyền tải phí?
cơng
suất
hao
nào?
- Các động cơ điện, khi vận hành ổn định,
+Để làm giảm cơng suất hao phí ta phải nâng
2/ Tầm quan trọng của hệ số cơng suất
trong q trình cung cấp và sử dụng
điện năng

cơng suất trung bình được giữ không đổi:

cao hệ số công suất

P= UIcosϕ với cosϕ > 0
- CĐDĐ hiệu dụng truyền tải qua đường
dây là:

P
I=
Ucosϕ

6

Cơng suất hao phí

2
P
1
2
Php = r.I = r
U2 cos2ϕ

cosϕ > 0

Hệ số công suất cosϕ càng nhỏ (ϕ 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
công suất cosϕ lớn

giảm ϕ
7


Trong các máy móc,
động cơ điện có các

cuộn dây.

UL

r
U

ϕ


UR

r
U LC


I

Để tăng cosϕ (giảm ϕ)
cần làm gì?


UL


UC

r
U
ϕ


I


UR

Mắc thêm tụ điện
8


TỤ BÙ HẠ THẾ

TỤ BÙ TRUNG THẾ

LẮP TỤ BÙ Ở CÁC CƠ SỞ TIÊU THỤ ĐIỆN
9


VÀI LOẠI TỤ BÙ KHÁC

10


CỦNG CỐ
1. Cơng suất trung bình tiêu thụ trong
một mạch điện xoay chiều bất kỳ:

P = UIcosϕ
ϕ: độ lệch pha giữa u và i

( Do 0 ≤ ϕ ≤ 900 → 0 ≤ cos ϕ ≤ 1)
2. Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều :

UR R
cosϕ =
=
U Z
- Khi đó cơng suất tiêu thụ trên mạch điện xoay chiều
là :

P = UI cos ϕ (1)
U 2 .R
P = 2 (2)
Z
P = I .R (3)
2

+ Mạch chỉ có L hoặc C hoặc cả L và C
- Độ lệch pha giữa u và i: ϕ = ±

π

=> cosϕ=0 => P = Pmin = 0

2

=> Mạch không tiêu thụ điện năng
+ Mạch chỉ có R hoặc mạch R-L-C có cộng hưởng

- Độ lệch pha giữa u và i:

ϕ =0

=> cosϕ=1 => P = Pmax = UI
3. Cơng suất hao phí trên đường dây tải điện :
2
P
1
2
Php = r.I = r
U2 cos2ϕ

+ Để giảm cơng suất hao phí ta nâng cao
11
hệ số công suất


VẬN DỤNG
Câu 1: Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều
R-L-C nối tiếp, với ZL=ZC là:
A. 0

B. không xác định được

C. 1

D. phụ thuộc R

Vì ZL=ZC → Z =

R 2 + (Z L − ZC )2

R R
cosϕ = = = 1
Z R

12


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.

cos ϕ =

R
R + (Z − Z )
2

2
L

2
C

=

0
0 + (Z − Z )
2

2
L

2
C

=0

13


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:
π
u = 100 2 cos(100π t + )(V )
3

i = 2 2 cos100π t ( A)

Công suất tiêu thụ của mạch điện là:
A. 200W

B. 100W

C. 50W

D. 86,6W

π
P = UIcosϕ = 100.2.cos 3 = 100W
14


VẬN DỤNG
Câu 4: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 1 điện trở thuần, 1 cuộn cảm thuần và 1 tụ điện mắc nối tiếp.
Điện áp hiệu dụng trên các 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

UR
UR
40
cosϕ =
=

=
= 0,8
U
U R 2 + (U L − U C ) 2 50
15


VẬN DỤNG
Câu 5: Một mạch xoay chiều R-L-C có biểu thức dòng điện
qua mạch là:

i = 2 2cos100π t(A)

Biết điện trở thuần

R = 50Ω

Công suất tiêu thụ trong mạch bằng:
A. 50W

B. 100W

C. 200W

D. 400W

I0 2 2
I=
=
= 2( A)

2
2

P = RI = 50.2 = 200W
2

2

16


VẬN DỤNG
Câu 6: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 1 điện trở thuần, một cuộn cảm
thuần và một tụ điện mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch
bằng 100V, tần số f=50Hz.

2
100
Biết R = 100Ω; L = H ; C =
µF
π
π
Cơng suất tiêu thụ trong mạch bằng:
A.

50W

B. 100W

100

100 −6
10 −4
C=
µF =
.10 F =
F
π
π
π
rad
ω = 2πf = 100π ( )
s
Z L = Lω = 200Ω
ZC =

1
= 100Ω
Cω

C. 200W

D. 100 2W

U 2R
P = 2 = 50W
Z
17


Bài 15:

CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CÔNG SUẤT
CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA
MẠCH ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
1. Em hãy định nghĩa dịng điện khơng đổi?

CƠNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA
MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
- Cơng
Xét mạch
chiều
hình
vẽ.chu kì
suấtđiện
điệnxoay
tiêu thụ
TBnhư
trong
một
T.
Mạch

P = ip = UI cos ϕ + UI cos(2ωt + ϕ )
Trong thực tế để tính ~
UI cos
ϕ điện tức thời
- Giả sử=cường
độ dịng

Dịng điện khơng đổi là dịng điện có chiều
và cường độ khơng đổi theo thời gian.

cơng suất tiêu thụ

Emsuấthãy
biểu
trong
mạch
là:dùng điện t (t >> T) thì P
2. Em hãy viết biểu thức tính cơng
điện viết
- Nếu
thời
gian
tiêu thụ trong mạch điện khơng thức
đổi?
củađiện
mạch
người
áp
cũng
tức
là cơng ta
suất tiêu thụ trung bình trong
Mạch

I
+

U -

thời
gian
(vớiđiện
U, Ithế
khơng
đổi) ở. hai
-đầu
Khi
đó,đóhiệu
tức thời
dùng
cơng
suất
tb
thời
ở hai
đầu đoạn mạch là:
hay
cơng
suất tức
đoạn mạch?
u = U 2 cos(ωt + ϕ )
thời?
- Công suất tiêu thụ của mạch tại

Công suất tiêu thụ trong mạch điện không
đổi:

P = UI

i = I 2 cos ωt

thời điểm t (công suất tức thời) là:

p = ui = 2UI cos(ωt ) cos(ωt + ϕ )
= UI cos ϕ + UI cos(2ωt + ϕ )
18


BIỂU THỨC HỆ SỐ CƠNG SUẤT
cos ϕ
Mạch
Nhìn vào giản đồ vector. Em
LO
hãy cho
1 nhận
R biết góc ϕ có thể

U

giá trịCtrong khoảng nào? Từ
0 trong
đó suy ra cosϕ có giá trị
R
khoảng nào?
C
R

R 2 + Z C2

L

0
R
R +Z
2

2
L

0
R
R 2 + ( Z L2 − Z C2 )

UR U I
U LC Oϕ =ϕ0 →Uϕcos ϕ = 1
R
II
OO

UR

U
UCC

I

U
π
ϕU=R I→
.R cos ϕ = R0
cos ϕ =
=2
=
U
2
C U

UC

I .Z

R + Z C2

U R I .R
cos ϕ =
=
U
I .Z
R
=
R 2 + ( Z L2 − Z C2 )

19