Để xác định mức năng lượng tiêu thụ điện trong gia đình, nhà máy, xí nghiệp… chúng ta sử dụng đơn vị là công. Vậy công của dòng điện là gì? nó có đơn vị đo là gì? Hãy cùng đội ngũ giúp học tốt giải quyết câu hỏi thuộc chủ đề vật lí này nha.
Khái niệm công của dòng điện là gì?
1. Khái niệm
Công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.
2. Công thức tính công của dòng điện
Công của dòng điện A = Pt = UIt
Trong đó:
- P: Công suất của dòng điện, công suất có đơn vị là W
- t: Thời gian dòng điện hoạt động, đơn vị là giây (s)
- U: là hiệu điện thế dòng điện, đơn vị là Vôn (V)
- I: Cường độ dòng điện, đơn vị là ampe(A)
Công của dòng điện có đơn vị là Jun (J) hoặc kilôoat giờ (kW.h)
1J = 1W.1s = 1V.1A.1s
1kW.h = 1000W.3600s = 3600000J = 3,6.106J
Công suất P đặc trưng cho tốc độ thực hiện công và có trị số bằng công thực hiện trong một đơn vị thời gian.
Công thức tính công suất điện:
- P = A / t
Trong đó A là công thực hiện trong thời gian t
3. Dụng cụ đo công của dòng điện
Để đo công của dòng điện cần phải dừng ba dụng cụ là vôn kế, ampe kế và đồng hồ đo thời gian. Nhưng trong thực tế, công của dòng điện hay điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện.
Khi các dụng cụ và thiết bị tiêu thụ điện năng hoạt động, đĩa tròn của công tơ quay, số chỉ của công tơ tăng dần. Lượng tăng thêm của số chỉ này là số điểm của công tơ điện.
Bài tập công của dòng điện
Bài tập 1: Các dụng cụ điện khi hoạt động đều biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác. Hãy chỉ ta các dạng năng lượng được biến đổi từ điện năng trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện sau: Bóng đèn dây tóc, đèn led, nồi cơm điện, bàn là và quạt điện, máy bơm nước.
Phần năng lượng nào là biến đổi có ích, vô ích.
Đáp án bài tập 1:
- Bóng đèn dây tóc: Năng lượng điện biến đổi thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng.
- Đèn LED: Năng lượng điện chuyển thành năng lượng ánh sáng và nhiệt năng.
- Nồi cơm điện, bàn là điện: được chuyển thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng
- Quạt điện, máy bơm nước: Năng lượng điện được chuyển thành cơ năng và nhiệt năng.
Năng lượng nào có ích, có hại?
- Đối với nồi cơm điện và bàn là thì phần năng lượng có ích là nhiệt năng, phần năng lượng vô ích là năng lượng ánh sáng.
- Đối với quạt điện và máy bơm nước thì phần năng lượng có ích là cơ năng, phần năng lượng vô ích là nhiệt năng.
- Đối với bóng đèn dây tóc và đèn LED thì phần năng lượng có ích là năng lượng ánh sáng, phần năng lượng vô ích là nhiệt năng.
Bài tập 2: Một bóng đèn có ghi 220V – 75W được thắp sáng liên tục với hiệu điện thế là 220V trong 4 giờ. Tính lượng điện năng mà bóng đèn này sử dụng và số điểm của công tơ điện trong trường hợp này.
Đáp án bài tập 2:
Bóng đèn sử dụng điện năng là:
A = P.t = 0,075.4 = 0,3kW.h
Số điểm của công tơ khi đó là 0.3 số.
Bài tập 3: 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.
Đáp án bài tập 3:
Lượng điện năng mà bếp điện sử dụng là:
A = 1,5kW.h = 5,4.106J
Công suất của bếp điện là:
P = A / t = 1,5/2 = 0,75kW = 750W
Cường độ dòng điện chạy qua bếp là:
I = P/U = 750 / 220 = 3,41A.