Điện năng là gì làm sao biết dòng điện có mang năng lượng


Hỏi ĐápLà gìLàm sao

Giới thiệu bài học

Bài giảng Điện năng Công của dòng điệnsẽ giúp các em nắm được nội dung kiến thức:

- Dấu hiệu chứng tỏ dòng điện mang năng lượng

- Sự chuyển hóa của điện năng thành các dạng năng lượng khác nhau

- Định nghĩa và công thức tính công của dòng điện

Nội dung bài học

I. Tóm tắt lý thuyết trong bài giảng

1. Khái niệm điện năng

a. Một số dụng cụ điện

+ Máy khoan, máy bơm nước,...: Dòng điện\[ \to \] Công cơ học

+ Nồi cơm điện, mỏ hàn, bàn là,...: Dòng điện\[ \to \] Cung cấp nhiệt

Kết luận: Dòng điện có năng lượng vì nó có khả năng thực hiện công cũng như có thể làm thay đổi nhiệt năng của các vật.

Năng lượng của dòng điện được gọi là Điện năng

b. Sự chuyển hóa điện năng

Khi dụng cụ điện hoạt động đều biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác

+ Bóng đèn dây tóc: Điện năng\[ \to \] Năng lượng ánh sáng và Nhiệt năng

+ Nồi cơm điện, bàn là, bếp điện: Điện năng\[ \to \] Nhiệt năng và Năng lượng ánh sáng

+ Quạt điện, máy bơm: Điện năng\[ \to \] Cơ năng và Nhiệt năng

Theo mục đích sử dụng của thiết bị thì năng lượng mà điện năng chuyển hóa có thể là năng lượng có ích (chữ đỏ) và có thể là năng lượng vô ích (chữ xanh).

Như vậy: Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, trong đó có phần năng lượng có ích, có phần năng lượng vô ích.

* Hiệu suất:

Trong đó: Ai­ - năng lượng có ích chuyển hóa từ điện năng

Atp - toàn bộ điện năng

2. Công của dòng điện. Công thức - Cách đo

a. Công của dòng điện

Công của dòng điện sản ra ở 1 đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác

* Công thức tính

Trong cơ học chúng ta đã được học công thức tính công suất:

Đối với mạch điện thì công thức trên vẫn đúng

Suy ra A = P.t mà P = U.I

Vậy nên A = U.I.t

Trong đó:

A - Công của dòng điện (J)

U - Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch (V)

I - Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch (A)

t - thời gian hoạt động của đoạn mạch (s) Theo đó ta có 1J = 1V.1A.1s

Ngoài ra A còn sử dụng đơn vị kW.h

1kW.h = 1000W.3600s = 3 600 000 J

b. Cách đo công

Theo công thức A = U.I.t thì có thể đo công A qua xác định các thông số U, I, t U - đo bằng vôn kế

I - đo bằng ampe kế

t - đo bằng đồng hồ thời gian

Thực tế công được đo bằng Công tơ điện (hay còn gọi là đồng hồ điện):

+ Hoạt động: khi đoạn mạch tiêu thụ điện năng thì đĩa tròn ở công tơ quay và làm chỉ số của công tơ tăng lên. Chỉ số của công tơ tăng lên chính là công của dòng điện. Chỉ số này thường có đơn vị kW.h

+ Công tơ trong thực tế có hai loại: Công tơ cơ và Công tơ điện tử.

II.Ví dụ trong bài giảng

Câu 1: Tính điện năng tiêu thụ của một số dụng cụ điện trong gia đình.

  1. Đèn bàn công suất 40W dùng trong 3h
  2. Nồi cơm điện công suất 500W dùng trong 1h
  3. Bàn là công suất 1000W dùng trong 30 phút

Lời giải:

Áp dụng công thức A = P.t

Ta có:

\[{A_1} = \frac{{40}}{{1000}}.3 = 0,12\;kW.h\]

\[{A_2} = \frac{{500}}{{1000}}.1 = 0,5\;kW.h\]

\[{A_3} = \frac{{1000}}{{1000}}.\frac{{30}}{{60}} = 0,5\;kW.h\]

Câu 2: Một bếp điên hoạt động liên tục 2h ở 220V. Số chỉ của công tơ tăng thêm 1,5 số. Tính I?

Lời giải:

Số chỉ của công tơ tăng thêm 1,5 số nên

A = 1,5kW.h

Từ A = U.I.t\[ \Rightarrow I = \frac{A}{{U.t}} = \frac{{1,5}}{{\frac{{220}}{{1000}}.2}} = 3,41A\]

Câu 3: Dây tóc của bóng đèn khi thắp sáng là 484. Tính công của dòng điện sản ra của bóng đèn trong 1h ở hiệu điện thế 220V

Lời giải:

Ta có A = P.t

mà\[P = \frac{{{U^2}}}{R}\] Suy ra\[A = \frac{{{U^2}}}{R}.t\]

Thay số\[A = \frac{{{{220}^2}}}{{484}}.(1.3600) = 360000\;J\]

Câu 4: Một máy bơm sử dụng đúng hiệu điện thế định mức 220V trong 45 phút tiêu thụ điện năng 2025kJ. Tính điện trở R?

Lời giải:

Áp dụng công thức\[A = \frac{{{U^2}}}{R}.t\]

Suy ra\[R = \frac{{{U^2}.t}}{A} = \frac{{{{220}^2}.45.60}}{{2025.1000}} = 64,53\Omega \]