HiệU SuấT Là Gì ? Công Thức Tính Hiệu Suất Của Nguồn Điện

Điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua và công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch là nội dung kiến thức vật lý mà các em đã biết từ bậc THCS.Bạn đang xem: Hiệu suất của nguồn điện

Trong bài này chúng ta cùng tìm hiểu về quá trình thực hiện công khi có dòng điện chạy qua, về mối liên hệ giữa công của nguồn điện và điện năng tiêu thụ trong mạch điện kín, công thức, cách tính công suất tỏa nhiệt theo định luật Jun-Len-xơ và vận dụng giải bài tập.

Đang xem: Công thức tính hiệu suất của nguồn điện

I. Điện năng tiêu thụ và công suất điện

1. Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch

*

– Lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích.

 A = Uq = UIt

– Trong đó:

 A: Công của lực điện (J)

 U: Hiệu điện thế đoạn mạch (V)

 I: Cường độ dòng điện của mạch (A)

 t: Thời gian (s)

 q: Lượng điện tích di chuyển qua mạch trong thời gian t (C).

2. Công suất điện

– Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.

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

*

II. Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua

1. Định luật Jun-Len-xơ

– Phát biểu định luạt Jun-Len-xơ: Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.

– Công thức của định luật Jun-Len-xơ: Q = RI2t

– Trong đó:

 Q: Nhiệt lượng (J)

 R: Điện trở (Ω)

 I: Cường độ dòng điện (A)

 t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)

2. Công suất toả nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua

– Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian.

 

*

– Trong đó:

 P: Công suất (W)

 Q: Nhiệt lượng (J)

 R: Điện trở (Ω)

 I: Cường độ dòng điện (A)

 t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)

III. Công và công suất của nguồn điện

1. Công của nguồn điện

– Điện năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công của các lực lạ bên trong nguồn điện, tức là bằng công của nguồn điện.

 Ang = E.q = E.It

– Trong đó:

 E: Suất điện động của nguồn (V)

 q: Điện lượng chuyển qua nguồn (C)

 I: Cường độ dòng chạy qua nguồn (A)

 t: Thời gian dòng điện chạy qua nguồn (s)

2. Công suất của nguồn điện

– Công suất Png của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch.

 

*

– Công suất của nguồn đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nguồn điện đó và được xác định bằng công của nguồn điện thực hiện trong một đơn vị thời gian.

IV. Bài tập vận dụng tính Điện năng tiêu tụ, Công và Công suất của nguộn, Định luật Jen-Len-xơ.

Bài 1 trang 49 SGK Vật Lý 11: Điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ được đo bằng công do lực nào thực hiện? Viết công thức tính điện năng tiêu thụ và công suất điện của một đoạn mạch khi có dòng điện chạy qua.

° Lời giải bài 1 trang 49 SGK Vật Lý 11:

– Điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ được đo bằng công do lực điện trường thực hiện.

– Công thức điện năng tiêu thụ của đoạn mạch :

*

– Công thức tính công suất điện của đoạn mạch:

Bài 2 trang 49 SGK Vật Lý 11: Hãy nêu tên một dụng cụ hay một thiết bị điện cho mỗi trường hợp dưới đây:

a) Khi hoạt động biến đổi điện năng thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng

b) Khi hoạt động biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng.

c) Khi hoạt động biến đổi điện năng thành cơ năng và nhiệt năng.

° Lời giải bài 2 trang 49 SGK Vật Lý 11:

a) Bóng đèn dây tóc

b) Bàn là (bản ủi), bếp điện

c) Quạt điện

d) Ắc quy (bình điện)

Bài 3 trang 49 SGK Vật Lý 11: Công suất tỏa nhiệt của mỗi đoạn mạch là gì và được tính bằng công thức nào?

° Lời giải bài 3 trang 49 SGK Vật Lý 11:

– Công suất tỏa nhiệt P ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn trong khoảng thời gian 1 giây: P = R.I2

Bài 4 trang 49 SGK Vật Lý 11: Công của nguồn điện có mối liên hệ gì với điện năng tiêu thụ trưng mạch điện kín? Viết công thức tính công và công suất của nguồn điện.

Xem thêm: ‪‪Cân Bằng Phương Trình Phản Ứng Hóa Học Thông Dụng Trong Cuộc Sống

° Lời giải bài 4 trang 49 SGK Vật Lý 11:

– Điện năng tiêu thụ trong mạch điện kín băng công của lực lạ bên trong nguồn điện.

– Công của nguồn điện: Ang = E.I.t (trong đó E là suất điện động của nguồn điện)

– Công suất của nguồn điện: 

Bài 5 trang 49 SGK Vật Lý 11: Chọn câu đúng: Điện năng tiêu thụ được đo bằng

 A. Vôn kế

 B. Công tơ điện

 C. Ampe kế 

 D. Tĩnh điện kế

° Lời giải bài 5 trang 49 SGK Vật Lý 11:

¤ Chọn đáp án: B. Công tơ điện

– Điện năng tiêu thụ được đo bằng công tơ điện

Bài 6 trang 49 SGK Vật Lý 11: Công suất điện được đo bằng đơn vị nào sau đây?

 A. Jun (J)

 B. Oát (W)

 C. Niutơn (N)

 D. Culông (C)

° Lời giải bài 6 trang 49 SGK Vật Lý 11:

¤ Chọn đáp án: B. Oát (W)

Bài 7 trang 49 SGK Vật Lý 11: Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện cường độ 1A chạy qua dây dẫn trong 1 giờ, biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này là 6V.

° Lời giải bài 7 trang 49 SGK Vật Lý 11:

– Theo bài ra, ta có: I = 1(A); U = 6(V); t = 1(h) = 3600(s).

– Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch: A=U.It = 6.1.3600=21600(J)

– Công suất điện của đoạn mạch:

Bài 8 trang 49 SGK Vật Lý 11: Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220V-1000W.

a) Cho biết ý nghĩa các số ghi trên đó.

b) Sử ấm điện với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 25oC. Tính thời gian đun nước, biết hiệu suất của ấm nước là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/(kg.K).

° Lời giải bài 8 trang 49 SGK Vật Lý 11:

a) Ý nghĩa của các số ghi trên ấm điện:220V – 1000W

– Chỉ số 220V là hiệu điện thế định mức đặt vào hai đầu ấm điện để ấm hoạt động bình thường.

– Chỉ số 1000W là công suất tiêu thụ định mức của ấm điện khi sử dụng ấm ở hiệu điện thế 220V.

b) Nhiệt lượng cần thiết để làm sôi 2 lít từ nhiệt độ 250C nước là: Q = mc.Δt

– Theo bài ra, ta có: 

 Khối lượng của 2 lít nước: m = 2kg.

 Nhiệt dung riêng của nước: c = 4190 J/(kg.K)

 Độ tăng nhiệt độ (ở bài này là nước): Δt = 100 – 25.

⇒ Nhiệt lượng cần cung cấp là:

 Q = mc.Δt = 2.4190.(100 – 25) = 628500(J).

– Theo bài ra, hiệu suất ấm là 90% nên lượng điện năng thực tế mà ấm tiêu thụ là:

 

– Ta lại có: 

Bài 9 trang 49 SGK Vật Lý 11: Một nguồn điện có suất điện động 12V. Khi mắc nguồn điện này thành mạch điện kín thì nó cung cấp một dòng điện có cường độ 0,8A. Tính công của nguồn điện này sản ra trong thời gian 15 phút và tính công suất của nguồn điện khi đó.

° Lời giải bài 8 trang 49 SGK Vật Lý 11:

– Theo bài ra, ta có: E = 12V, I = 0,8A, t = 15 phút = 15.60 = 900 (s).

– Công của nguồn điện sinh ra trong 15 phút: Ang = E.I.t = 12.0,8.900 = 8640(J).

Xem thêm: Hợp Chất Nào Sau Đây Là Este Của Amino Axit H2Nch2Coonh3Ch3, Hợp Chất Nào Sau Đây Là Este Của Amino Axit

– Công suất của nguồn điện khi này: Png = E.I = 12.0,8 = 9,6(W)

Hy vọng với bài viết về về quá trình thực hiện công khi có dòng điện chạy qua, về mối liên hệ giữa công của nguồn điện và điện năng tiêu thụ trong mạch điện kín, công thức, cách tính công suất tỏa nhiệt theo định luật Jun-Len-xơ và vận dụng giải bài tập ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để lize.vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Công thức
READ:  Giấm Ăn Là Gì? Công Thức Hóa Học Của Giấm Ăn Công Thức Hóa Học, Thành Phần Và Cách Điều Chế

Khuyễn Mãi Hot

Bài viết hay nhất

Hno3 Loãng Không Tác Dụng Với Kim Loại Nào, Khi Kim Loại Tác Dụng Với Hno3:
Hno3 Loãng Không Tác Dụng Với Kim Loại Nào, Khi Kim Loại Tác Dụng Với Hno3:
Tổng Hợp Các Công Thức Toán Lớp 5, Tổng Hợp Công Thức Toán Tiểu Học
Tổng Hợp Các Công Thức Toán Lớp 5, Tổng Hợp Công Thức Toán Tiểu Học
Khái Niệm Và Công Thức Tính Lực Căng Dây Lớp 10, Vật Lý 10 Công Thức Tính Nhanh
Khái Niệm Và Công Thức Tính Lực Căng Dây Lớp 10, Vật Lý 10 Công Thức Tính Nhanh
Một số bạn đang đua đòi theo lối ăn mặc không lành mạnh không phù hợp với lứa tuổi học sinh hãy nghị luận thuyết phục các bạn ăn mặc sao cho phù hợp – Bài văn mẫu lớp 7 | Lize.vn
Công Thức Tính Cạnh Tam Giác Thường, Và Tam Giác Vuông, Định Lý Cos
Công Thức Tính Cạnh Tam Giác Thường, Và Tam Giác Vuông, Định Lý Cos
20 Đoạn văn viết về Tết bằng tiếng Anh hay & ngắn gọn – Hướng dẫn viết đoạn văn nói về Tết bằng tiếng Anh | Lize.vn
Stt Thả Thính Bằng Môn Lý – Thả Thính Bằng Môn Học Bá Nhất Quả Đất
Stt Thả Thính Bằng Môn Lý – Thả Thính Bằng Môn Học Bá Nhất Quả Đất
Công Thức Tính Chiều Cao Hình Tam Giác Lớp 5, Kiến Thức Trọng Tâm Diện Tích Tam Giác Toán Lớp 5
Công Thức Tính Chiều Cao Hình Tam Giác Lớp 5, Kiến Thức Trọng Tâm Diện Tích Tam Giác Toán Lớp 5
Điện Hóa Trị Là Gì – Điện Hóa Trị Của Kali Trong Kcl Là
Điện Hóa Trị Là Gì – Điện Hóa Trị Của Kali Trong Kcl Là
Câu hỏi trắc nghiệm Atlat Địa lý Việt Nam trang 4, 5 (Có đáp án) – Bài tập trắc nghiệm Atlat Địa lý trang 4, 5 | Lize.vn
Nacl + H2O Không Màng Ngăn, Điện Phân Dung Dịch Nacl Không Màng Ngăn
Nacl + H2O Không Màng Ngăn, Điện Phân Dung Dịch Nacl Không Màng Ngăn
Nghị luận xã hội 200 chữ bàn về lạc quan – Dàn ý + 10 Bài văn mẫu nghị luận bàn về lạc quan | Lize.vn
Tính Hóa Trị Của Nhóm So3 Hóa Trị Mấy, Brom Hóa Trị Mấy
Tính Hóa Trị Của Nhóm So3 Hóa Trị Mấy, Brom Hóa Trị Mấy
Tả cô giáo hoặc thầy giáo của em trong một giờ học mà em nhớ nhất – Những bài văn mẫu hay tả thầy cô giáo lớp 5, 6 | Lize.vn
Công Thức Cấu Tạo Của Glucozo, Glucozơ, Trắc Nghiệm Hóa Học Lớp 12
Công Thức Cấu Tạo Của Glucozo, Glucozơ, Trắc Nghiệm Hóa Học Lớp 12