bài 15 công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. hệ số công suất - bài giảng vật lý 12

Bài 15.
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN
XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT
Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:
Mạch tiêu thụ

u
i
C1- Nhắc lại các công thức tính công suất điện tiêu thụ
trong một mạch điện không đổi!
 
i I 2cos t   
u U 2cos t
I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Biểu thức của công suất
Đặt vào hai đầu mạch một điện áp:

là độ lệch pha giữa u so với i.
Tại thời điểm t, dòng điện i trong mạch xoay chiều
cũng chạy theo một chiều nào đó. Áp dụng công thức
tính công suất tiêu thụ của mạch điện, ta có: …
P = UI
I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Biểu thức của công suất
. . . . .
- Công suất tiêu thụ tức thời của mạch điện xoay chiều: p = ui
cosUI


- Công suất tiêu thụ điện trung bình của đoạn mạch:
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện

W t
(15.1)
Điện năng tiêu thụ của mạch điện trong thời gian t sẽ là:
(15.2)
*Chú ý:
+ Đơn vị của công suất là oát (W), dụng cụ đo công suất là oát kế.
Watt kế RF
I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Biểu thức của công suất
. . . . .
- Công suất tiêu thụ tức thời của mạch điện xoay chiều: p = ui
cosUI


- Công suất tiêu thụ điện trung bình của đoạn mạch:
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện
W t
(15.1)
Điện năng tiêu thụ của mạch điện trong thời gian t là:
(15.2)
*Chú ý:
+ Đơn vị của công suất là oát (W), dụng cụ đo công suất là oát kế.
+ Đơn vị của điện năng là Jun (J), dụng cụ đo điện năng là công tơ
điện. Mỗi số của công tơ điện là: 1kWh = 3600000 J.
Công tơ điện 1 pha
I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Biểu thức của công suất

2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện


II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT
cosUI


(15.1)
W t
(15.2)
Từ công thức (15.1), cos được gọi là hệ số công suất:
1. Biểu thức của hệ số công suất
0 os 1c


os ,c
UI


P
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và
sử dụng điện năng
- Với cùng điện áp U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch nào có
lớn hơn thì công suất tiêu thụ P
osc

lớn hơn.
- Các động cơ, máy điện khi vận hành ổn định có công suất P không
đổi.
=> I =
. osUc


P
I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Biểu thức của công suất

2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện

II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT
cosUI


(15.1)
W t
(15.2)
1. Biểu thức của hệ số công suất
0 os 1c


os ,c
UI


P
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và
sử dụng điện năng
- Với cùng điện áp U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch nào có
lớn hơn thì công suất tiêu thụ P
osc

lớn hơn.
- Các động cơ, máy điện khi vận hành ổn định có công suất P không

đổi.
=> I =
. osUc

P
- Công suất hao phí trên dây tải:
2
hp
rIP
22
1
.
os
2
r
Uc


P
Nếu nhỏ => P
hp
sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của
công ty điện lực.

osc

Để nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm điện năng thì cần
nâng cao hệ số công suất.
Kết luận:
I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Biểu thức của công suất

2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện

II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT
cosUI


(15.1)
W t
(15.2)
1. Biểu thức của hệ số công suất
0 os 1c


os ,c
UI


P
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và
sử dụng điện năng
Kết luận: Để nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm điện năng thì cần
nâng cao hệ số công suất.
3. Tính hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp
U
U
R

U

L

U
LC

U
C

O

I
os
R
U
c
U


R
Z

(15.3)
- Công suất tiêu thụ trong mạch:
cosUI


2
R
UI I R
Z


(15.4)
P cũng là công suất tỏa nhiệt trên R.
Mạch cos

R
C
R
L
R
L
C
1
0
2
22
1
R
R
C


Bảng 15.1. Vài ví dụ về cos

C2- Hãy điền đầy đủ thông tin vào các ô còn trống trong bảng 15.1.
os
R
c
Z



0
L
R
Z
22
()
R
RL



CỦNG CỐ- VẬN DỤNG
Câu 1. Hãy chọn câu đúng. Hệ số công suất trong mạch điện
xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với Z
L
=Z
C
:
A. bằng 0. B. bằng 1.
C. phụ thuộc R. D. phụ thuộc Z
C
/ Z
L
.
CỦNG CỐ- VẬN DỤNG
Câu 1. Hãy chọn câu đúng. Hệ số công suất trong mạch điện
xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với Z
L
=Z

C
:
A. bằng 0. B. bằng 1.
C. phụ thuộc R. D. phụ thuộc Z
C
/ Z
L
.
Khi Z
L
= Z
C
trong mạch

xảy ra cộng hưởng điện => Z = R
os 1
RR
c
ZR

   
2
max axm
UU
UI U
RR
   P
CỦNG CỐ- VẬN DỤNG
Câu 2. Biểu thức nào sau đây là biểu thức tổng quát nhất để tính
công suất trung bình của mạch điện xoay chiều?

2
.A I R
. cosB UI


2
.
U
C
R

2
.D I Z
(Chỉ khi mạch R,L,C nối tiếp)
(- Khi mạch chỉ có R hoặc mạch
R,L,C nối tiếp có cộng hưởng )
DẶN DÒ
- Học bài cũ: Nắm vững kiến thức đã củng cố.
- Giải các bài tập còn lại 2, 4, 5, 6, trang 85 SGK.
=> Chuẩn bị cho tiết bài tập tiếp theo.