[Định nghĩa] [Công thức tính] Công của dòng điện và Hiệu suất điện năng

I. CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN LÀ GÌ?

Định nghĩa: Công của dòng điện sinh ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác trong đoạn mạch đó.

Kí hiệu: A.

Đơn vị: Jun (J) hoặc Kilowatt giờ (kWh).

II. CÔNG THỨC TÍNH CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN

Công của dòng điện sẽ bằng tích của công suất với thời gian dòng điện chạy qua hoặc.

A = P.t

Trong đó:

• A: công của dòng điện (J)
• P: công suất điện (W)
• t: thời gian dòng điện chạy qua (s)

Ta có công suất P = U.I = I². R = \(\frac{U^2}{R}\) nên công của dòng điện còn được tính theo công thức sau:

A = U.I.t = I². R.t = \(\frac{U^2}{R}.t\)

Trong đó:

• A: công của dòng điện (J)
• U: hiệu điện thế dòng (V)
• I: cường độ dòng điện (A)
• t: thời gian dòng điện chạy qua (s)

III. ĐO ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ

Lượng điện năng tiêu thụ được đo bằng công tơ điện, mỗi số đếm trên công tơ điện sẽ cho biết lượng điện năng sử dụng theo đơn vị 1 Kilowatt giờ (kWh).

Ta có: 1 kWh = 3600 kJ = 3 600 000 J

Chú ý: Khi các thiết bị điện hoạt động bình thường nghĩa là hiệu điện thế sử dụng đúng bằng hiệu điện thế định mức thì công suất tiêu thụ thực thế sẽ đúng bằng công suất định mức của nó.

III - HIỆU SUẤT ĐIỆN NĂNG

Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như Cơ năng, quang năng, nhiệt năng, năng lượng từ, hóa năng… và trong đó sẽ có phần năng lượng có ích và phần năng lượng hao phí

Ta có tỉ số giữa năng lượng có ích chuyển hóa từ điện nặng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất.

Từ đó ta có công thức tính hiệu suất điện năng như sau:

\(H = \frac{A_{ích}}{A_{tp}} . 100 \%\)

Trong đó:

• H: Hiệu suất điện năng.
• \(A_{ích}\): Năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng (J).
• \(A_{tp}\): Điện năng tiêu thụ (J).

IV. BÀI TẬP THAM KHẢO

Ví dụ: Một bếp điện hoạt động liên tục trong 2 giờ ở hiệu điện thế 220V. Khi đó số chỉ của công tơ điện tăng thêm 1,5 số. Tính lượng điện năng mà bếp điện sử dụng, công suất của bếp điện, và cường độ dòng điện chạy qua bếp trong thời gian trên.

Lời giải tham khảo:

Ta có:

• t = 2h = 7200 (s)
• Lượng điện năng mà bếp đã sử dụng là: A = 1,5 kWh = 5,4. 10⁶ (J)

Công suất của bếp điện là: 

\(P = A \over t\)

= \( \frac{5,4.10^6}{7200}\) = 750 (W)

Cường độ dòng điện chạy qua bếp điện là:

\(I = P \over U = 750 \ over 220\)

= 3,41 (A)