Ý nghĩa công suất điện và cách tính công suất điện tiêu thụ chi tiết nhất

Công suất điện hay còn gọi là công suất tiêu thụ điện là đại lượng xuất hiện khá phổ biến trong đời sống hằng ngày của con người, đặc biệt là khi chọn mua thiết bị điện. Tuy nhiên, hầu hết mọi người chỉ hiểu biết đơn giản về công suất điện mà chưa hiểu rõ ý nghĩa của công suất điện? Trong bài viết hôm nay timhieulichsuquancaugiay.edu.vn sẽ chia sẻ đến các bạn định nghĩa, ý nghĩa cũng như cách tính điện năng tiêu thụ một cách chi tiết nhất.

Công suất điện là gì?

Công suất điện là gì? Công suất điện của mạch điện là lượng điện năng mà mạch điện đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.

Công suất tiêu thụ điện bằng công suất tiêu thụ của mạch trong một đơn vị thời gian. Ngoài ra, công suất tiêu thụ còn được tính bằng tích của điện áp giữa hai đầu mạch và dòng điện chạy qua mạch đó.

Công suất điện được ký hiệu là P, có đơn vị đo là W.

Ngoài đơn vị W, công suất điện còn được đo bằng đơn vị kW và kVA. Cả hai đều là đơn vị biểu thị dung lượng, nhưng trong nhiều trường hợp chúng sẽ không giống nhau.

• kW (kg): Là đơn vị tính công suất tác dụng của máy. Công suất này biểu thị sự thay đổi năng lượng trong một thời gian nhất định và được biểu thị bằng công thức: P = UI

• kVA (kilo volt ampe): Trong mạch DC hoặc mạch lý tưởng, kVA tương đương với kW. Nhưng đối với mạch điện xoay chiều sẽ có công suất phản kháng, hiểu đơn giản là: kVA = kW + công suất phản kháng.

Giá trị của công suất điện thể hiện điều gì?

Giá trị của công suất điện biểu thị tốc độ tiêu thụ điện của một thiết bị điện. Cụ thể, công suất càng lớn thì thiết bị càng tiêu tốn nhiều điện năng.

Hơn nữa, giá trị của công suất điện rất quan trọng trong việc sử dụng và quản lý điện. Khi biết được công suất của các thiết bị điện, chúng ta có thể tính được lượng điện tiêu thụ của các thiết bị đó trong một thời gian nhất định. Điều này giúp chúng ta có kế hoạch sử dụng điện hợp lý, tiết kiệm năng lượng và chi phí điện.

Ngoài ra, giá trị công suất điện còn có ý nghĩa trong việc thiết kế, lắp đặt hệ thống điện. Khi thiết kế hệ thống điện cần tính toán công suất của các thiết bị điện để đảm bảo hệ thống điện có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện của các thiết bị đó.

Công suất định mức của dụng cụ điện

Công suất định mức là số watt được ghi trên các dụng cụ hoặc thiết bị điện.

Vôn và watt trên các thiết bị điện

Trong mỗi thiết bị điện gia dụng hàng ngày, bạn sẽ dễ dàng nhận thấy tất cả các thiết bị đó đều có ghi số vôn và số watt.

Ví dụ: Trên bóng đèn điện ghi 220V – 25W nghĩa là khi có dòng điện có hiệu điện thế 220V chạy qua bóng đèn thì công suất tiêu thụ của bóng đèn là 25W.

Ý nghĩa công suất ghi trên từng dụng cụ điện

• Khi mỗi dụng cụ, thiết bị điện được sử dụng ở mức điện áp bằng điện áp định mức thì mức tiêu thụ điện năng (hay thường gọi là công suất) sẽ bằng số watt ghi trên dụng cụ đó.

• Định mức công suất của từng dụng cụ điện cho biết lượng điện năng mà dụng cụ đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường.

Công thức tính công suất điện

Dưới đây là công thức tính công suất điện trong ba trường hợp khác nhau, bao gồm công suất điện tiêu thụ của thiết bị điện, dòng điện xoay chiều và điện 3 pha.

Công thức tính công suất điện tiêu thụ của thiết bị điện

Thông thường, công suất của các thiết bị điện sẽ được thể hiện đầy đủ và cụ thể trên tem hoặc nhãn năng lượng. Tuy nhiên, dung lượng của thiết bị sẽ thay đổi theo thời gian sử dụng do hiệu năng giảm sút. Để xác định công suất thiết bị lúc này, bạn có thể áp dụng công thức công suất điện sau:

Trong đó:

• P: Công suất tiêu thụ của máy (W)

• A: Tiêu thụ năng lượng (s/h)

• t: Thời gian sử dụng thiết bị (s/h)

• U: Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch (V)

• I: Cường độ dòng điện chạy qua mạch (A)

Từ công thức trên chúng ta có thể tính được lượng điện năng mà các thiết bị điện tiêu thụ. Qua đó, bạn dễ dàng lựa chọn được thiết bị điện phù hợp với nhu cầu sử dụng điện của gia đình và giúp tiết kiệm chi phí. Bên cạnh đó, nhà xưởng, xí nghiệp sẽ có cách sử dụng hợp lý.

Công thức tính công suất dòng điện xoay chiều

Tính toán mức tiêu thụ điện năng của dòng điện sẽ giúp bạn hiểu được mức tiêu thụ điện năng của các thiết bị điện khác nhau. Trong trường hợp:

Trong đó:​

• P là công suất của mạch điện xoay chiều, đơn vị là W

• U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch điện xoay chiều, đơn vị là V

• I là cường độ hiệu dụng giữa hai đầu mạch điện xoay chiều, đơn vị là V

• Cos φ: hệ số công suất của mạch điện xoay chiều.

Tính công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều sẽ được tính tương tự như mạch điện có dòng điện không đổi:

Trong đó:​

• W: điện năng tiêu thụ (công của mạch) (J)

• P: công suất mạch (W)

• t: thời gian sử dụng điện (s)

Hiện nay, để đo điện năng tiêu thụ của tất cả các thiết bị điện trong mạch điện xoay chiều người ta thường sử dụng đồng hồ đo điện. Lúc này, điện năng tiêu thụ được tính bằng đơn vị kWh (điện):

1 lượng điện = 1kWh = 1000 (W).3600 (s) = 3.600.000 (J).

Công thức tính công suất điện 3 pha

Dòng điện này được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy, xí nghiệp, đòi hỏi sự vận hành của các máy móc, thiết bị vô cùng phức tạp. Dòng điện 3 pha cho hiệu suất cao và mạnh hơn rất nhiều so với dòng điện thường dùng trong gia đình.

Có 2 công thức tính công suất dòng điện 3 pha bao gồm:

Cách 1:

Trong đó:

Công thức này tương tự như công thức công suất của mạch nhưng có một chút thay đổi. Sự khác biệt nằm ở giá trị I là cường độ dòng điện qua mỗi tải và cosφ​ là hệ số công suất qua mỗi tải.

Cách 2:

Công thức này khác vì có một hệ số bổ sung trong thời gian dòng điện đi qua tải.

Trong đó:

• U1, U2, U3: Điện áp đi qua từng pha (V)

• I1, I2, I3: Cường độ dòng điện chạy qua từng pha (A)

• H: Thời gian tính cường độ dòng điện qua mạch (h)

Xem thêm:

1. Lý thuyết & bài tập về từ hóa của sắt thép – Nam châm điện tốt nhất (Bài 9, bài 25)
2. Năng lực là gì? Tổng hợp lý thuyết và bài tập thực hành về năng lực

Một số bài tập về công suất

Dưới đây là một số bài tập áp dụng công thức tiêu thụ điện năng bạn có thể tham khảo và thực hành tại nhà:

Bài 1: Công thức nào sau đây không phải là công thức tính công suất tiêu thụ P của mạch điện mắc vào hiệu điện thế U, dòng điện chạy qua nó có cường độ I và điện trở là R?

1. P = giao diện người dùng

2. P = U/I

3. P = U^2/R

4. P = I^2.R

Giải pháp:

=> Chọn B. P = U/I vì công suất tiêu thụ điện năng P = UI =I^2.R= U^2/R nên đáp án B sai.

Bài 2: Chọn câu đúng.

Hệ số công suất trong đoạn mạch xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với ZL = Zc:

1. bằng 0

2. bằng 1

3. phụ thuộc vào R

4. phụ thuộc vào Zc/ZL

Giải pháp:

Mạch RLC mắc nối tiếp có ZL = ZC

Mạch cộng hưởng nên Cos∅ = R/Z = R/R = 1

=> Chọn đáp án B

Bài 3: Trên bóng đèn ghi 12V – 6W

a) Cho biết ý nghĩa các con số này

b) Tính cường độ dòng điện định mức chạy qua đèn

c) Tính điện trở của đèn

Giải pháp:

a) Số 12V biểu thị điện áp định mức cần đặt vào hai đầu bóng đèn để đèn sáng bình thường.

Con số 6W biểu thị công suất định mức của đèn.

b) Cường độ dòng điện định mức chạy qua đèn là:

Ta có: P = UI ⇒ I = P/U = 6/12 = 0,5A

c) Điện trở của đèn khi đó là: R = U^2/P= 12^2/6 = 24Ω

Bài 4: Trong một số trường hợp, khi bóng đèn bị đứt dây tóc, chúng ta có thể lắc 2 đầu dây tóc ở chỗ đứt để chúng dính lại với nhau và bóng đèn có thể sử dụng được lâu hơn. Câu hỏi: Công suất và độ sáng của bóng đèn lớn hơn hay nhỏ hơn trước khi đứt dây tóc? Tại sao?

Giải pháp:

Khi đứt rồi nối lại, dây tóc bóng đèn ngắn hơn trước nên điện trở của dây tóc nhỏ hơn trước. Trong khi đó, điện áp giữa hai đầu dây tóc vẫn giữ nguyên như trước nên công suất P = U^2/R sẽ lớn hơn. Vì vậy ánh sáng sẽ sáng hơn trước.

Bài 5: Trên nồi cơm điện ghi 220V – 528W

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua dây đốt của nồi

b) Tính điện trở của dây dẫn nhiệt của nồi khi nồi hoạt động bình thường

Giải pháp:

a) Cường độ dòng điện định mức chạy qua dây đốt của nồi là:

Ta có: P = UI ⇒ I = P/U = 528/220 = 2,4A

b) Điện trở của dây đốt khi nồi hoạt động bình thường là:

R = U/I = 220/2,4 = 91,7Ω

Bài viết trên đã tổng hợp các định nghĩa, ý nghĩa cũng như công thức tính công suất điện. Hy vọng qua những kiến ​​thức trong bài các bạn có thể hiểu và áp dụng được nhiều trong cuộc sống hàng ngày. Khỉ cảm ơn bạn đã đọc bài viết này.

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