[Định nghĩa] [Công thức tính] Công suất & bài tập tham khảo

I. CÔNG SUẤT LÀ GÌ?

Định nghĩa: Công suất là một đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công và được xác định bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian.

Ký hiệu: P.

II. ĐƠN VỊ CỦA CÔNG SUẤT

Theo hệ đo lường quốc tế, đơn vị đo công suất được lấy theo tên James Watt là Watt (W).

Ta có: 1W = 1 J/s.

Ngoài ra còn sử dụng thêm các tiền tố của W để đo công suất như kW, MW,...

• 1kW = 1000W
• 1MW = 1000 kW = 1 000 000 W

Công suất còn có đơn vị đo là mã lực có ký hiệu là CV (ở Pháp) hay HP (ở Anh).

• 1CV = 736 W
• 1HP = 746 W

III. CÔNG THỨC TÍNH CÔNG SUẤT

1. Công thức tính công suất chung

Công suất sẽ bằng thương của công thực hiện được với thời gian thực hiện được công đó.

Ta có: \(P = \frac{A}{t}\)

Trong đó:

• P: Công suất (J/s) hoặc(W).
• A: Công thực hiện (N.m hoặc J).
• t: Thời gian thực hiện công (s).

2. Công suất cơ

Đối với chuyển động đều trong khoảng thời gian Δt và khoảng cách Δs, chuyển động với vận tốc v dưới tác dụng của lực F thì ta có công thức tính công suất cơ sau: 

\(P = \frac{{F.\Delta s}}{{\Delta t}} = F.v\)

Trong đó:

• P: Công suất (J/s) hoặc(W).
• Δt: Thời gian thực hiện công (s).
• F: Lực tác dụng (N).
• Δs: khoảng cách (m).
• v: Vận tốc (m/s).

Đối với chuyển động quay trong khoảng thời gian Δt với góc quay Δφ, vận tốc góc ω dưới tác dụng của mômen M ta có công thức tính công suất cơ là:

\(P = \frac{{M.\Delta \varphi }}{{\Delta t}} = \omega .M\)

Trong đó:

• P: Công suất (J/s) hoặc(W).
• Δt: Thời gian thực hiện công (s).
• M: Mômen lực tác dụng (N).
• Δφ: góc quay.
• ω: Vận tốc góc (m/s).

3. Công suất điện

Đối với dòng điện không đổi ta có công suất điện bằng tích hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện qua nó.

P = U. I

Trong đó:

• P: công suất (W) 
• U: hiệu điện thế (V)
• I: cường độ dòng điện (A)

Nếu đoạn mạch có điện trở R thì công suất điện có thể biểu diễn theo công thức sau:

P = I². R = \(\frac{U^2}{R}\)

Trong đó:

• P: công suất (W) 
• U: hiệu điện thế (V)
• I: cường độ dòng điện (A)
• R: điện trở dòng điện (Ω)

III. BÀI TẬP THAM KHẢO

Ví dụ: Một con ngựa kéo một cái xe đi đều với vận tốc là 9 km/h, lực kéo của ngựa là 200N, tính công suất của ngựa trong 1h.

Lời giải tham khảo:

Trong 1 giờ con ngựa kéo được quãng đường là:

s = v,t = 9. 1 = 9 (km)

Đổi 

• 9km = 9000m
• 1 giờ = 3600s

Trong 1 giờ công của lực ngựa kéo là:

A = F.s = 200. 9000 = 1 800 000 (J)

Vậy trong 1 giờ công suất của ngựa kéo là:

\(P = \frac{A}{t} = \frac{1800000}{3600}\) = 500 (W)