Điện năng Công suất điện

ĐIỆN NĂNG

I – TĨM TẮT KIẾN THỨC
1. Cơng và cơng suất của dòng điện trên một đoạn mạch

I
Đoạn mạch bất kì
A

B
U

- Cơng của dịng điện: A = q.U = U.I.t
- Cơng suất của dịng điện:

P



A

 U.I

t

2. Năng lượng và cơng suất tiêu thụ bởi đoạn mạch chỉ tỏa nhiệt

I
Điện trở R
A

B
U

- Nhiệt lượng: Q = A = U.I.t = R.I .t 
2

- Công suất tỏa nhiệt:

P

U

2
.t

R

2
U
2
  U.I  R.I 
t
R
Q

II – MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP
- Các giá trị hiệu điện thế, công suất ghi trên dụng cụ điện(đèn, bàn là,...) là các giá trị định mức. Với các giá
trị này thì dụng cụ hoạt động bình thường (đèn sáng bình thường).
- Với các giá trị hiệu điện thế và cường độ dịng điện khơng định mức thì đèn khơng sáng bình thường. Khi
đó cơng suất tỏa nhiệt khác công suất định mức.

- Điện trở đèn có thể coi là giá trị khơng đổi khi đèn sáng bình thường hay khơng bình thường: R =
U2ĐM/PĐM
- Nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của một chất được tính theo cơng thức: Q = m.c.t
Ví dụ 1: Đèn 220V – 100W được mắc vào nguồn U = 220V. Điện trở tổng cộng của dây dẫn từ nguồn tới
đèn là R = 16Ω.
a) Tìm cường độ dịng điện và hiệu điện thế của đèn.
b) Mắc thêm bột bếp điện có điện trở là RB = 46Ω song song với đèn. Tìm cường độ dịng điện qua mạch chính,
qua đèn, qua bếp và hiệu điện thế của đèn. Độ sáng của đèn có thay đổi hay khơng?

R
+
_U

Đ

RB

>> Truy cập trang để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa tốt nhất!


2
2
220
ĐM

 484
Giải: a) Điện trở của đèn khi cháy sáng là: R 
đ P
100
ĐM

U
220

 0,44A
Cường độ dòng điện trong mạch: I 
R  R 484  16
đ
U

Hiệu điện thế của đèn: Uđ = I. Rđ = 0,44.484 = 212,96V
b) Mạch điện có cấu trúc: (Rđ//RB) nt R

R .R
đ B  484.46  42 ; R  R  R
 16  42  58
đ, B R  R
tđ
đ, B
484  46
đ
B
U
220

 3,8A
Cường độ dịng điện trong mạch chính: I 
R
58
tđ
R



Hiệu điện thế hai đầu đèn và bếp: Uđ = UB = Uđ,B = I.Rđ,B = 3,8.42 = 159,6V

U

159,6

đ 
 0,33A
Cường độ dòng điện qua đèn: I đ 
R
484

đ
U
B  159,6  3,47A
I

Cường độ dòng điện qua bếp: B
R
46
B
Khi mắc thêm bếp điện vào mạch, cường độ dịng điện mạch chính tăng  Độ giảm thế trên đường
dây tăng  hiệu điện thế hai đầu bóng đèn giảm, do đó độ sáng của đèn sẽ giảm.
Ví dụ 2: Một bếp điện có hai dây điện trở. Nếu sử dụng dây thứ nhất nước trong nồi sẽ sôi sau thời gian t1=
10 phút. Nếu sử dụng dây thứ hai thì thời gian là t2 = 40 phút. Tìm thời gian để đun sôi nước nếu hai dây
điện trở mắc:
a) Nối tiếp.

b) Song song
Bỏ qua sự tỏa nhiệt của bếp ra môt trường bên ngoài.
Giải:
Gọi hiệu điện thể của nguồn cung cấp là U.
Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là Q.
Điện trở các bếp là R1, R2.
Khi dùng dây có điện trở R1: Q 

U

2

.t
R 1
1
2
U
.t
Khi dùng dây có điện trở R2: Q 
R 2
2
2
U
.t
Khi dùng dây R1 nối tiếp R2: Q 
R R 3
1
2

(1)

(2)

(3)

>> Truy cập trang để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa tốt nhất!


2
U (R  R )
1
2 .t
Khi dùng dây R1 // R2: Q 
4
R .R
1 2

(4)

a) Mắc nối tiếp:

t
t
t t
1
2

 1 2 so sánh với (3) ta được:
Từ (1) và (2) suy ra:
R

R
R R
1
2
1
2
t3 = t1 + t2 = 10 + 40 = 50 phút
b) Mắc song song:
Từ (4) ta có:

2
2
2
t .t
U
U
10.40
1 U
1
1
1
1

(

)

 
t  1 2 
 8phút

4 t t
t
R
R
t
t
Q
Q.R
Q.R
10

40
4
1
2
1
2
1
2
1 2
III – LUYỆN TẬP
Bài 1: Có hai bóng đèn trên vỏ ngồi có ghi: Đ1( 220V – 100W), Đ2(220V – 25W).
a. Hai bóng sáng bình thường khơng khi mắc chúng song song vào mạng điện 220V. Tính cường độ dịng điện
qua mỗi bóng?
b. Mắc hai bóng nối tiếp vào mạng điện 440V thì hai bóng sáng bình thường khơng? Nếu khơng bóng nào sẽ
cháy trước? Nếu có hãy tính cường độ dịng điện qua mỗi bóng?
ĐS: 0,45A; 0,113A; đèn 2 sáng mạnh hơn mức bình thuờng

Bài 2. Có hai bóng đèn ghi 120V – 60 W và 120 V
– 45 W.

1

2

R1

1

a) Tính điện trở và dịng điện định mức của mỗi
bóng đèn.
b) Mắc hai bóng trên vào hiệu điện thế U = 240V
theo hai sơ đồ như hình vẽ. Tính các điện trở R1 và
R2 để hai bóng đèn trên sáng bình thường.

2 R2

2
+

U
Hình a

–

+

U
Hình b

ĐS:
a) Rđ1 = 240 Ω; Iđm1 = 0,5 A; Rđ2 = 320 Ω;
Iđm2 = 0,375 A b) R1 ≈ 137 Ω; R2 = 960 Ω.

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = R2 = 10,
R3 là một biến trở, hiệu điện thế UAB = 15V không đổi.
Bỏ qua điện trở các dây nối.

A

R1

R2

B

R3

1. Khi R3 = 10. Hãy tính:
a) Điện trở tương đương của mạch điện AB.
b) Cường độ dòng điện qua các điện trở R1, R2, R3
c) Điều chỉnh biến trở bằng bao nhiêu ơm để cường độ dịng điện trong mạch là 1,5 A
Bài 4: Một nguồn điện có suất điện động E = 6 V, điện trở trong r = 2  , mạch ngồi có điện trở R.
>> Truy cập trang để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa tốt nhất!

–


a. Tính R để cơng suất tiêu thụ mạch ngồi là 4W.
b. Với giá trị nào của R thì cơng suất tiêu thụ mạch ngồi lớn nhất. Tính giá trị đó.

ĐS: a)R = 1  và R = 4  .b)P = PMax =

E2
62
=
 4,5 W.
4.r 4.2

>> Truy cập trang để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa tốt nhất!