Phương pháp giải bài tập về Công suất điện và điện năng

Phương pháp

1. Công suất điện

* Tính công suất điện của một điện trở hay một đoạn mạch:

+ $P=U.I$

+ $P=\frac{A}{t}$

+ $P=\frac{U^2}{R}$

+ $P=I^2.R$

* Tính công suất điện của một dụng cụ khi hoạt động ở hiệu điện thế khác với hiệu điện thế định mức:

+ Tính điện trở theo công thức: $R=\frac{U_{dm}^2}{P_{dm}}$

+ Tính công suất: $P=\frac{U^2}{R}$

2. Điện năng

* Tính điện năng tiêu thụ của dụng cụ:

$A=P.t=U.I.t=I^2.R.t=\frac{U^2}{R}.t$

* Tính điện năng có ích của động cơ:

$A_i=H.A_{tp}$, với:

+ H: là hiệu suất của động cơ

+ $A_{tp}$: là công do dòng điện sinh ra

Chú ý:

+ 1kJ  = 1000 J

+ 1 Wh = 3600 J

+ 1 kWh = 3600000 J

Bài tập ví dụ:

Bài 1: Trên bóng đèn dây tóc Đ₁ có ghi 220V – 100W. Trên bóng đèn dây tóc Đ₂ có ghi 220V – 75W. Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch song song này.

Hướng dẫn giải

Điện trở của bóng đèn dây tóc Đ₁ và Đ₂ lần lượt là:

+ $R_1=\frac{U_1^2}{P_1}=\frac{{220}^2}{100}=484\Omega$

+ $R_2=\frac{U_2^2}{P_2}=\frac{{220}^2}{75}=645,3\Omega$

Hai bóng đèn được mắc song song nên điện trở của mạch là:

$R=\frac{R_1{R}_2}{R_1+R_2}=\frac{484.645,3}{484+645,3}=276,6\Omega$

Công suất của đoạn mạch là:

$P=\frac{U^2}{R}=\frac{{220}^2}{276,6}=175W$

Bài 2: Một khu dân cư có 500 hộ gia đình, trung bình mỗi hộ sử dụng 4 giờ một ngày với công suất điện 120W. Tính điện năng mà khu dân cư này sử dụng trong 30 ngày.

Hướng dẫn giải

Công suất trung bình của cả khu dân cư là:

$P=120.500=60000W=60kW$

Điện năng mà khu dân cư sử dụng trong 30 ngày là:

$A=P.t=\mathrm{60.4.30}=7200kWh$