Công của dòng điện là gì ? Công thức tính và bài tập kèm lời giải SGK

Điện là nguồn tài nguyên quốc gia có đóng góp vô cùng quan trọng vào việc xây dựng nền kinh tế cũng như đời sống hằng ngày của chúng ta. Dù rất gần nhưng không phải ai cũng giải thích được khái niệm tác dụng của dòng điện? Trong bài viết này timhieulichsuquancaugiay.edu.vn sẽ chia sẻ đến các bạn những thông tin quan trọng nhất liên quan đến lĩnh vực này trong bài viết dưới đây.

Điện là gì?

Điện năng là năng lượng của dòng điện. Hay nói cách khác đó là công suất do dòng điện tạo ra. Đơn vị đo công suất là W hoặc kW.

Nhờ có điện, đời sống nhân dân ngày càng được cải thiện, sản xuất ngày càng phát triển, giúp tiêu hao sức lao động của con người.

Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, năng lượng ánh sáng, nhiệt năng, năng lượng từ trường, năng lượng hóa học…

Ví dụ: Bóng đèn điện (điện chuyển thành năng lượng ánh sáng), nồi cơm điện (điện chuyển thành nhiệt năng).

Hiệu suất sử dụng điện là tỷ số giữa năng lượng hữu ích được chuyển hóa từ điện năng và tổng lượng điện năng tiêu thụ và được tính theo công thức:

Trong đó:

A1: năng lượng hữu ích được chuyển thành năng lượng nhiệt

A: điện năng tiêu thụ

Từ đó ta có nhận định: Năng lượng tổng = Năng lượng có ích + năng lượng lãng phí (năng lượng vô ích).

Công của dòng điện là gì?

Dòng điện sinh ra trong mạch điện là thước đo lượng điện năng mà mạch điện tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua nó để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác trong mạch điện đó.

Công của dòng điện được đo bằng công của lực điện thực hiện khi di chuyển các điện tích theo một hướng.

Ký hiệu đơn vị đo cường độ dòng điện là: A.

Đơn vị đo công của dòng điện là: J (Jun) hoặc kWh (kilowatt giờ)

Công thức tính công của dòng điện

Xét mạch như hình sau:

Khi đặt một điện áp U vào giữa mạch AB, các điện tích tự do trong mạch sẽ chịu tác dụng của dòng điện. Sự chuyển động có hướng của các điện tích sẽ tạo ra dòng điện trong mạch, lúc đó lực điện thực hiện công. Giả sử cường độ dòng điện gọi là I thì sau một thời gian t sẽ có một điện tích (q = It) chuyển động trong mạch và khi đó lực điện sẽ sinh công như sau:

Trong đó:

• A: công của dòng điện (J)

• P: công suất điện (W)

• t: thời gian

• U: điện áp (V)

• I: cường độ dòng điện (A)

• q: điện tích chuyển động trong mạch (C)

Nó cũng được tính theo công thức sau:

hoặc

Công của dòng điện được đo bằng: Joules (J)

1J = 1W.1s = 1V.1A.1s

1kW.h = 1000W.3600s = 3600000J = 3.6.10^6J

Đo công của dòng điện

Lượng điện năng sử dụng sẽ được đo bằng đồng hồ điện và chỉ số này sẽ cho chúng ta biết lượng điện năng sử dụng tính theo đơn vị 1 kilowatt giờ (1KWh) hay còn gọi là công suất điện.

Ghi chú:

• Mỗi con số trên mặt đồng hồ điện cho chúng ta biết lượng điện sử dụng là 1 kilowatt giờ (1KWh).
• Nếu thiết bị điện hoạt động bình thường, nghĩa là nó đang sử dụng điện áp bằng điện áp định mức thì mức tiêu thụ điện năng thực tế lúc này sẽ chính xác bằng công suất định mức của nó.

Xem thêm: Biến trở là gì? | Tìm hiểu về cấu tạo, hoạt động và ứng dụng của nó

Bài tập vật lý về dòng điện 9

Để không quên kiến ​​thức vừa học, timhieulichsuquancaugiay.edu.vn mời các bạn làm một số bài tập trắc nghiệm và bài văn liên quan đến công của dòng điện dưới đây.

Bài 1: Điện là:

A. năng lượng điện trở

B. thế năng

C. năng lượng dòng điện

D. năng lượng điện áp

Năng lượng điện được gọi là điện

Trả lời: C. năng lượng của dòng điện

Bài 2: Hiệu suất sử dụng điện là:

A. Tỷ lệ năng lượng hữu ích chuyển đổi từ điện năng thành năng lượng vô dụng.

B. Tỷ lệ giữa năng lượng hữu ích được chuyển đổi từ điện năng và tổng lượng điện năng tiêu thụ.

C. Tỷ lệ năng lượng vô ích chuyển đổi từ điện năng trên tổng điện năng tiêu thụ.

D. Tỷ số giữa lượng năng lượng vô ích được chuyển hóa từ điện năng và lượng năng lượng tiêu thụ.

Trả lời: B. Tỷ số giữa năng lượng hữu ích được chuyển hóa từ điện năng và tổng lượng điện năng tiêu thụ.

Bài 3: Trên bóng đèn dây tóc D1 ghi 220V – 100W. Trên bóng đèn dây tóc D2 ghi 220V – 75W. Nối hai bóng đèn nối tiếp với nhau rồi nối mạch này vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất điện của mạch nối tiếp này, giả sử điện trở của mỗi bóng đèn khi đó bằng 50% điện trở của bóng đèn đó khi thắp sáng bình thường.

Hướng dẫn giải pháp:

Điện trở của dây tóc D1 và D2:

Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp:

R = R1 + R2 = 484 + 645,3 = 1129,3 Ω

Dòng điện qua mạch:

Tôi = U/R = 220/1129,3 A

Vậy I1 = I2 = I = 0,195 A

Hiệu điện thế giữa đèn D1 và đèn D2 là:

U1 = I.R1 = 0,195,484 = 94,38 V

Xem thêm : Muối amoni: Chi tiết lý thuyết và bài tập kèm lời giải

U2 = I.R2 = 0,195,645,3 = 125,83 V

Công suất của mạch sẽ bằng:

Từ đó suy ra P = P1 + P2 = 86,8 W

Ngoài ra, bạn cũng nên luyện tập thêm một số chuyên đề nâng cao dưới đây:

Bài nâng cao 1: Trên bóng đèn có ghi: 220V- 100W.

1. Tính điện trở của đèn. (giả sử điện trở của đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ).

2. Khi sử dụng mạch điện có hiệu điện thế 200V thì đèn sáng bao nhiêu? Vậy công suất điện của đèn là bao nhiêu?

3. Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 10 giờ.

Bài nâng cao 2: Khi điện trở mạch ngoài của nguồn điện là R1

hoặc R2 thì công suất mạch ngoài có cùng giá trị.

1. Tính E, r của nguồn theo R1, R2 và công suất P.

2. Nguồn điện trên có điện trở mạch ngoài R. Khi thêm Rx mắc song song R thì công suất mạch ngoài không đổi. Tính Rx

Bài tập nâng cao 3: Nguồn E = 24V, r = 1,5Ω dùng cho chiếu sáng thông thường 12

Đèn 3V–3W cùng với 6 đèn 6V–6W.

1. Tìm cách nối đèn.

2. Tính công suất và hiệu suất của nguồn.

Bài tập nâng cao 4: Có N = 60 nguồn điện giống hệt nhau, mỗi nguồn E = 1,5V, r = 0,6Ω, ghép thành một tập hợp gồm m chuỗi song song, mỗi chuỗi gồm n nguồn nối tiếp. Mạch ngoài là điện trở R = 1Ω. Tính m, n để:

1. Tiêu thụ điện năng mạch ngoài tối đa. Tính công suất này.

2. Công suất tiêu thụ mạch ngoài không nhỏ hơn 36W.

Bài tập nâng cao 5: Mạch điện gồm nguồn điện E = 150V, r = 2Ω, một đèn D có công suất định mức P = 180W và một biến trở Rb mắc nối tiếp.

1. Khi Rb=18Ω đèn sáng bình thường. Tìm điện áp định mức của đèn.

2. Nối một đèn tương tự mắc song song với đèn D. Tìm Rb sao cho hai đèn sáng bình thường.

3. Với nguồn trên thì có thể thắp sáng nhiều nhất bao nhiêu bóng đèn như D. Khi đó hiệu suất của nguồn là bao nhiêu?

Bài tập nâng cao 6: Các nguồn giống nhau, mỗi nguồn E0 = 1,5V, r0 = 1,5Ω được mắc thành một bộ đối xứng để thắp sáng bình thường một đèn 12V–18W.

1. Tìm cách kết nối nguồn.

2. Phương pháp nào có số lượng nguồn ít nhất? Tính công suất, hiệu suất của từng nguồn lúc đó

Như vậy, bài viết này của timhieulichsuquancaugiay.edu.vn đã cung cấp cho các bạn toàn bộ lý thuyết cũng như các bài tập đơn giản và dễ nhớ nhất về tác dụng của dòng điện. Hy vọng với những thông tin trên các bạn có thể giải thành thạo các bài tập liên quan và đạt điểm cao trong các kỳ thi. Hãy chia sẻ bài viết và đừng quên theo dõi chuyên mục kiến ​​thức cơ bản của timhieulichsuquancaugiay.edu.vn mỗi ngày để có thêm nhiều kiến ​​thức thú vị nhé.

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục