Bài 12. Điện năng và công suất điện. Định luật Jun - Len-xơ

Câu 1: Định nghĩa và biểu thức tính suất điện
động của nguồn điện?

• Suất điện động ξ của một nguồn điện là đại
lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện
công của nguồn điện và được đo bằng
thương số giữa công của lựa lạ thực hiện
khi dịch chuyển một điện tích dương q
ngược chiều điện trường và độ lớn của điện
tích q đó.
 Biểu thức:

A
ξ =
q


Câu 2: Định nghĩa định luật Ôm với đoạn mạch chỉ
chứa điện trở R

• Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch
chỉ chứa điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện
thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ
nghịch với điện trở R:
 Biểu thức:

U
I=
R

1. Công và công suất của dòng điện
chạy qua một đoạn mạch.
a) Công của dòng điện:
Công của dòng điện chạy qua một
đoạn mạch là công của lực điện làm
di chuyển các điện tích tự do trong
đoạn mạch với cường dộ dòng điện
chạy qua đoạn mạch đó.

A = qU = UIt.


b) Công suất của dòng điện:

Công suất của dòng điện
chạy qua một đoạn mạch
bằng tích của hiệu diện thế
giữa hai đầu đoạn mạch và
cường độ dòng điện chạy
qua đoạn mạch đó.


c) Định luật Jun – Len-xơ:
• Nhiệt lượng tỏa ra trên một
vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở
của vật, với bình phương
cường độ dòng điện và với thời
gian dòng điện chạy qua vật.

Q = RI t
2


Hình 12.1 Sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng định luật Jun-Len-Xơ

55 60 5
10
50
45
15
40
20
35
25
30

I = 2,4A ;

R = 5Ω

t = 300s ;∆t =
9,50C

K

A

V

2) Công và công suất của nguồn điện:
a) Công của nguồn điện:

Nguồn điện sinh công A, làm
dịch chuyển các điện tích tự do
có trong mạch, tạo thành dòng
điện. Công này bao gồm công
của lực điện và công của lực
lạ.

A = qξ = ξIt


b) Công suất của nguồn điện
Công suất của nguộn điện có giá trị
bằng công của nguồn điện thực
hiện trong một dơn vị thời gian:

A
P = = ξI
t


Công suất của nguồn
diện có trị số bằng công
suất của dòng điện chạy
trong toàn mạch. Đó
cũng là công suất điện

sản ra trong toàn mạch.


3) Công suất của các dụng cụ tiêu thụ
điện:

• Các dụng cụ (hay thiết bị điện) tiêu
thụ diện chuyển hóa điện năng thành
các dạng năng lượng khác nhau ( nội
năng, hóa năng, cơ năng…).
• Có 2 loại máy tiêu thụ điện là dụng
tỏa nhiệt và máy thu điện.


a)Công suất của dụng cụ tỏa
nhiệt

Các dụng tỏa nhiệt bao gồm (bếp
điện, bàn là…), toàn bộ điện năng
cung cấp cho dụng cụ được
chuyển hóa thành nhiệt. Các dụng
cụ này chỉ chứ diện trở.



Điện năng tiêu thụ của dụng cụ tỏa
nhiệt được tính theo công thức:
2

U

A = UIt =
t
R
Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt được tính
theo công thức:
2
2

A
U
P = = UI = RI =
t
R


b) Suất phản điện của máy thu điện:

- Chỉ có 1 phần Q’ của điện năng A
cung cấp cho máy chuyển hóa
thành nhiệt ở điện trở rp của máy:
2
Q ' = rp I t
- Phần điện năng A’ được chuyển hóa thành

các dạng năng lượng có ích khác.
- Phần điện năng A’ này tỉ lệ với diện lượng q
chuyển qua máy thu điện:

A' = ξ p q

(1)


• Trong đó tỉ lệ Ep là đại lượng đặc
trưng cho máy thu điện, được gọi là
suất phản điện của máy thu điện:

A'
(1) ⇒ ξ p =
t
• Nếu q=1C thì ξ p =A’ ; ξ p có đơn vị
là Vôn (V)


- Suất phản điện của máy tiêu thụ
điện được xác định bằng điện
năng mà dụng cụ chuyển hóa
thành dạng năng lượng khác,
không phải là nhiệt, khi có đơn vị
điện tích dương di chuyển qua
máy.
- Dòng điện nạp được đi vào cực
dương của máy thu điện.


c) Điện năng và công suất tiêu thụ điện
của máy thu điện

Công tổng cộng A mà dòng điện
thực hiện ở máy thu điện bằng:

A'+Q' = ξ p It + rp I = UIt
2

Với:
 U là HĐT đặt vào máy thu điện
 Đó cũng là điện năng tiêu thụ
của máy trong khoảng thời gian t.


Công suất của máy thu điện là:

A
2
P = = ξ p I + rp I
t
Trong đó P’ = ξ pI công suất có ích
của máy thu điện.


d) Hiệu suất của máy thu điện.
- Hiệu suất của máy thu điện là:

H=

rp
U

I

e) Chú ý

• Trên các dụng cụ tiêu thụ điện người ta thường ghi 2
chỉ số, đó là công suất điện Pđ (công suất định mức)
của dụng cụ, và HĐT Uđ (Hiệu điện thế định mức) cần
phải đặt vào dụng cụ để nó hoạt động bình thường.
Khi HĐT đặt vào dụng cụ có giá trị đúng bằng U đ, Thì
công suất tiêu thụ bằng Pđ và dòng điện chạy qua
dụng cụ có CĐ.

Id

Pd
=
Ud

, gọi là cường độ dòng điện định mức.


4) Đo công suất điện và điện năng tiêu thụ

• Trong kĩ thuật, người ta chế tạo dụng
để do công suất, gọi là oát kế. Độ lệch
của kim chỉ thị trên mặt chia độ cho ta
biết công suất tiêu thụ trong đoạn
mạch.
• Để đo công dòng điện, tức là năng
lượng tiêu thụ, người ta dùng máy
đếm điện hay công tơ điện. Điện năng

tiêu thụ được tính bằng kilôoát giờ
(kW.h).
1kW.h = 3 600 000 J.


Công tơ điện xoay chiều


CỦNG CỐ - BÀI TẬP
1. Qua dụng cụ và thiết bị nào sau đây, điện năng không
chuyển hoá hoàn toàn thành nhiệt năng?
A.Bàn là.
B.Bình acquy.
C.Nồi cơm điện.
D.Bình nóng lạnh