Bài giảng Vật Lý 12. Bài 15 Công suất điện

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1.
– Phát biểu và viết biểu thức định luật Ôm cho
mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.
– Viết công thức và nêu đơn vị của tổng trở.
Hãy vẽ giản đồ vectơ cho mạch điện xoay
chiều có R, L, C mắc nối tiếp.

Câu 2. Viết điều kiện, nêu những đặc điểm khi
xảy ra hiện tượng cộng hưởng trong mạch điện
xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.
KIỂM TRA BÀI CŨ
CD

- Nêu công thức tính công
suất điện tiêu thụ trong
mạch điện không đổi?
Mạch
I
U
+
-
Mạch
i
~
u
P = UI
- Công suất điện tiêu thụ
trong mạch điện xoay

chiều được tính như thế
nào?

Giáo viên thực hiện
TRẦN VĂN CHƯƠNG

BÀI 15 – TIẾT 27:
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
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
1. Biểu thức của hệ số công suất
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá
trình cung cấp và sử dụng điện
3. Tính hệ số công suất của mạch điện RLC
nối tiếp

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

Câu C1
- Giả sử, ta có:
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT

2 os (1)u U c t
ω
=
( )
2 os (2)i I c t
ω ϕ
= +
P UI=
- Công suất tức thời của
mạch điện xoay chiều tại
thời điện t bất kì: p = ui
Mạch
i
~
u

- Giá trị trung bình của
công suất điện tiêu thụ
trong một chu kì:
cos (3)P UI
ϕ
=
-
Nếu t >> T, thì công suất
điện tiêu thụ trung bình
của mạch trong thời gian
đó là:
cosP UI
ϕ
=

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

CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT

+ U: Hiệu điện thế hiệu
dụng giữa hai đầu đoạn
mạch (V);
+ I: Cường độ dòng điện
hiệu dụng trong mạch (A);
+ ϕ: Độ lệch pha giữa u và
i (rad);
+ P: Công suất của mạch
điện xoay chiều (W).
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

CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
cosP UI
ϕ

=
BT

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


-
Vật lí 11, đối với dòng điện
không đổi, điện năng tiêu thụ
của đoạn mạch được tính
bằng công thức nào?
Câu hỏi:
-
Đơn vị của W là jun (J)
CD
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
W (4)Pt=
-
Đối với dòng điện xoay
chiều, điện năng tiêu thụ
của mạch điện trong thời
gian t là:
A = Pt

I. CÔNG SUẤT CỦA MẠCH
ĐIỆN XOAY CHIỀU
II. HỆ SỐ CÔNG SUẤT
1. Biểu thức của hệ số
công suất
2. Tầm quan trọng của hệ số
công suất trong quá trình
cung cấp và sử dụng điện
3. Tính hệ số công suất của
mạch điện RLC nối tiếp
0 cos 1
ϕ
≤ ≤
suy ra:
0 2
ϕ π
≤ ≤
- Ta có:
cosP UI
ϕ
=
-
Công suất tiêu thụ của
mạch điện xoay chiều:
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
CD

cosϕMạch
R

C
R
R
L
L
1
C
0
2 2 2
R
R L
ω
+
0
?
?
2
2 2
1
R
R
C
ω
+
Câu C2
CD
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT

I. CÔNG SUẤT CỦA MẠCH

ĐIỆN XOAY CHIỀU
II. HỆ SỐ CÔNG SUẤT
1. Biểu thức của hệ số
công suất
2. Tầm quan trọng của hệ số
công suất trong quá trình
cung cấp và sử dụng điện
3. Tính hệ số công suất của
mạch điện RLC nối tiếp
2
2
hao ph
2 2
1
. (6)
os
í
rP
P rI
U c
ϕ
= =
cos ; cos 0P UI
ϕ ϕ
= >
I (5)
cos
P
U
ϕ

=
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
XÍ
NGHIỆP
r
u
SỞ
ĐIỆN
i

I. CÔNG SUẤT CỦA MẠCH
ĐIỆN XOAY CHIỀU
II. HỆ SỐ CÔNG SUẤT
1. Biểu thức của hệ số
công suất
2. Tầm quan trọng của hệ số
công suất trong quá trình
cung cấp và sử dụng điện
3. Tính hệ số công suất của
mạch điện RLC nối tiếp
2
2
hao ph
2 2
1
. (6)
os
í
rP

P rI
U c
ϕ
= =
- Nhận xét:
 ảnh hưởng đến sản xuất
kinh doanh của công ty điện.
hao phí
P
osc
ϕ
nhỏ thì
lớn,
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
XÍ
NGHIỆP
r
u
SỞ
ĐIỆN
i

I. CÔNG SUẤT CỦA MẠCH
ĐIỆN XOAY CHIỀU
II. HỆ SỐ CÔNG SUẤT
1. Biểu thức của hệ số
công suất
2. Tầm quan trọng của hệ số
công suất trong quá trình

cung cấp và sử dụng điện
3. Tính hệ số công suất của
mạch điện RLC nối tiếp
- Giải pháp khắc phục:
+ Luật về điện: cosϕ ≥ 0,85
+ Các cơ sở tiêu thụ điện
phải bố trí mạch sao cho
giảm ϕ, hệ số cosϕ lớn.
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
CD

C
U
nhỏ  ϕ lớn cosϕ nhỏ
hao phí
P
lớn

Để tăng cosϕ (giảm ϕ)
cần làm gì?
ϕ
L
U

R
U

I


LC
U
r
C
U

U
r
Mắc thêm tụ điện
C
U
lớn  ϕ nhỏ cosϕ lớn
hao phí
P
nhỏ

ϕ
L
U

R
U

I

LC
U
r
C
U


U
r
R
U

C
U
lớn  ϕ nhỏ cosϕ lớn
hao phí
P
nhỏ

Mắc thêm tụ điện
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
Xí nghiệp

TỤ BÙ HẠ THẾ
TỤ BÙ TRUNG THẾ
LẮP TỤ BÙ Ở CÁC CƠ SỞ TIÊU THỤ ĐIỆN
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT

VÀI LOẠI TỤ BÙ KHÁC
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT
CD

I. CÔNG SUẤT CỦA MẠCH

ĐIỆN XOAY CHIỀU
II. HỆ SỐ CÔNG SUẤT
1. Biểu thức của hệ số
công suất
2. Tầm quan trọng của hệ số
công suất trong quá trình
cung cấp và sử dụng điện
3. Tính hệ số công suất của
mạch điện RLC nối tiếp
ϕ
L
U

R
U

I

LC
U
r
C
U

U
r
2
2
cos . .
(9)

U R U
P UI U R
Z Z Z
P RI
ϕ
 
= = =
 ÷
 
=
cos (7)
R
U
U
ϕ
=
- Ta có:
cos (8)
R
Z
ϕ
=
hay:
CD
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
HỆ SỐ CÔNG SUẤT

1.Công suất của mạch điện xoay chiều

P = UIcosϕ hay P = RI

2
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện: W = Pt
3. Tầm quan trọng của hệ số công suất
4. Hệ số công suất
cos
R
U
U
ϕ
=
cos
R
Z
ϕ
=
hay
2
2
hao ph
2 2
1
.
os
í
rP
P rI
U c
ϕ
= =

bằng 0
phụ thuộc vào Z
C
/ Z
L
phụ thuộc vào R
bằng 1
C
C
B
B
D
D
A
A
Câu 1. Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều
gồm R, L, C mắc nối tiếp khi có Z
L
= Z
C

Câu 2 (TN2014). Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu
đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Hệ số công suất
của đoạn mạch không phụ thuộc vào
tần số của điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch.
độ tự cảm của cuộn dây và điện dung của tụ điện
điện trở thuần của đoạn mạch.
điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu đoạn mạch.
C
C

B
B
D
D
A
A

Hướng dẫn giải:
cos
220 2
. . os
3
2 2
110 (W).
P UI
P c
P
ϕ
π
=
 
=
 ÷
 
=
0 ( )
3 3
u i
rad
π π

ϕ ϕ ϕ
= − = − =
Tóm tắt:
220cos(100 ) ( )
3
2cos100 ( ).
?
u t V
i t A
P
π
π
π
= +
=
=
220cos(100 ) ( ), 2cos100 ( ).
3
u t V i t A
π
π π
= + =
Câu 3. Một đoạn mạch xoay chiều có:
Tính công suất tiêu thụ của mạch điện.

Câu 4. Một mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối
tiếp, có:
a) Tính hệ số công suất của mạch.
b) Tính công suất tiêu thụ của mạch.
4

2 10
2 2 os 100 ( ); 100 ; ; .
3
i c t A R L H C F
π
π
π π
−
 
= − = Ω = =
 ÷
 
Tóm tắt:
a) cos ϕ = ?
b) P = ?
2 ; 100 ;
200 ; 100 .
L C
I A R
Z Z
= = Ω
= Ω = Ω
Hướng dẫn giải:
2 2
2 2
( )
100 (200 100) 100 2 ( ).
L C
Z R Z Z
Z

= + −
= + − = Ω
100 2
cos
2
100 2
ϕ
= =
2 2
100.2 400 (W)P RI= = =
CD

1. Học bài, nắm vững kiến thức cơ bản trong bài;
2. Làm bài tập 2, 3, 4, 5, 6 trang 85 SGK;
3. Chú ý: PHẢI làm các bài tập mà GV đã giao ở BÀI
TẬP THAM KHẢO để chuẩn bị tiết Bài tập;
4. Tiết sau là tiết bài tập:
- Tính công suất và hệ số công suất;
- XEM LẠI các dạng bài tập liên quan đến mạch.
RLC mắc nối tiếp:
+ Cho u tìm i;
+ Cho i tìm u;
+ Bài toán cộng hưởng điện.