Bài 15 công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều hệ số công suất

Kiểm tra bài cũ :
Viết công thức tính công và công suất điện tiêu
thụ trong một mạch điện không đổi?
U2
A = UIt = RI t =
t = Pt
R
2

2
U
A
2
P = RI =
= UI =
R
t


Công ty
điện lực

VẤN ĐỀ
CUNG CẤP &
SỬ DỤNG
ĐIỆN

Nơi tiêu thụ điện..

Bài 15


I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Biểu thức của công suất
Công suất điện xoay chiều là phần năng lượng được
chuyển qua mạch trong một đơn vị thời gian.
u
Ta xét một mạch
điện suất
xoay chiều
Công
điện
hình sin

là gì?

i

∼

Mạch

Taị thời điểm t, dòng điện trong mạch chạy theo một
chiều nào đó công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm
đó chính là công suất tức thời của mạch điện xoay chiều
p = ui
Kết quả giá trị trung bình của công suất điện tiêu thụ
trong một chu kỳ là P = UIcosϕ

2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện
Với dòng điện xoay chiều điện năng tiêu thụ
của mạch điện trong thời gian t là W = Pt
Dùng
thiết
bịtiêu
nào thụ
để đo
Nếu biết
cơng
suất
năng
tiêutathụ
của
của mộtđiện
mạch
điện,
tính
mạchthụ
điện?
điện
năng
tiêu
trong
0 1 3 5 2 4 kWh
thời gian t bằng cách nào?
CÔNG TƠ ĐIỆN 1 PHA
2 DÂY

220V

10A

50Hz

450v/kWh

270C

2008

Sở hữu của :
CÔNG TY
ĐIỆN LỰC 2


Một số loại công tơ điện


II. Hệ số công suất
1. Biểu thức của hệ số công suất
cosϕ được gọi là hệ số công suất

Vì

π
0 ≤ ϕ ≤ ⇒ 0 ≤ cosϕ ≤ 1
2

r
UL

o

r
UC

r
UR

r
I

r
UL

r
U LC

o
r
UC

r
U
ϕ

r
I

r
UR


Điền đầy đủ thông tin vào
ô trống

Maïch

Caùc veùc tô quay

R

L

L
R

O

C
UC

ϕ
ϕ

UR

I

UR

I
U

π

0

?2

U

1
0

+

I

π

cos φ

?2

−

I

UL
O
UL

0

I

OO
UC

C

R

UR

φ

φ>
0
φ<
0

R
R 2 + Z L2

R
R2 ?

+ Z C2


2/ Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình
cung cấp và sử dụng điện năng

Công suất tiêu thụ trung bình của các thiết bị
điện trong nhà máy
P = UIcosϕ với cosϕ > 0
cosϕ có ảnh hưởng đến
công suất hao phí như
Cường độ hiệu dụng được
thế nào?
xác định như thế nào?


Để giảm hao phí,
cần làm gì?

-Nhà nước quy định hệ số
công suất trong các cơ sở sử
dụng điện tối thiểu là 0,85

Các cơ sở tiêu
thụ điện phải bố
trí mạch sao cho
hệ số cosϕ lớn

giảm
ϕ

Góc
ϕ nhỏ


r
UL

Trong các máy móc,
động cơ điện có các
r cuộn dây. r

UL

o

U

ϕ

r
UR

r
U LC

r
I

-Để tăng , cosϕ ( Giảm ϕ) ta
phải làm gì?

o

r
UC

r
U
ϕ

r
I

r
UR

Mắc thêm tụ điện


TỤ BÙ HẠ THẾ

TỤ BÙ TRUNG THẾ

VÀI LOẠI TỤ BÙ KHÁC


Dàn tụ kháng ở nhà máy điện


3) Tính hệ số công suất của mạch điện xoay chiều

UR R
cos ϕ =
=
U
Z
cosϕ =

ULC

UL
U

R
1 2
R + (ωL −
)
ωC
2

o

- Công suất trung bình tiêu thụ trong
mạch:
P = UI cosϕ = U

UR
ZZ

ϕ

UR

I

UC

2

U
= R  ÷ = RI 2
 Z

- Vậy công suất tiêu thụ trong mạch điện có R, L, C mắc nối
tiếp bằng công suất tỏa nhiệt trên R


Chú ý:
*Nếu cosϕ = 0:

π
ϕ =±
2

thì P = 0

=> Mạch chỉ có L hoặc C hoặc cả L và C
*Nếu cosϕ = 1: ϕ = 0

thì P = UI

=> Mạch chỉ có R hoặc mạch R-L-C có cộng
hưởng
* 0 < cosϕ < 1: 0 < P < UI thì P = UIcos ϕ
Mạch có R- L- C


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

CÔNG SUẤT CỦA MẠCH
ĐIỆN XOAY CHIỀU

Biểu thức:
P = U I cosφ

Điện năng tiêu thụ:
W= P t

HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Hệ số công suất :

cosφ =R
Z

Công suất tỏa nhiệt:
P = RI2

Taàm quan

troïng:

cosφ ≤
0,85


Câu 1: 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

Hướng dẫn

π
ϕ = ϕ u − ϕi =
3
π
P = UI cos ϕ = 100.2.cos = 100W
3

D. 86,6W


Câu 2 : Một bàn là khi sử dụng với điện áp hiệu dụng là
220V thì dòng điện hiệu dụng chạy qua bàn là có cường
độ là 5A. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bàn là
trong 30 ngày, mỗi ngày 20 phút. Biết rằng giá tiền điện
là 700đ/ (kwh)
Hướng dẫn
Mạch điện chỉ có R lên P = UI = 220.5 = 1100w = 1,1kw
Điện năng tiêu thụ là: A = W = Pt = 1,1. 30. 1/3 = 11kwh
Số tiền phải trả là : T = 11.700 = 7.700đ


Câu 3: 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 giữa 2 đầu mạch bằng 100V, tần
số f = 50Hz.
Biết
2
100
R = 100Ω; L = H ; C =
µF
π
π
Công suất tiêu thụ trong mạch bằng:
A.

50W

C. 200W

B. 100W
D. 100 2W