Bài 11: Năng lượng điện. Công suất điện

1. Năng lượng điện

- Điện có vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống hằng ngày của con người.

- Hiện nay, phần lớn những thiết bị trong gia đình đều cần điện để hoạt động. Mỗi thiết bị điện khi hoạt động đều chuyển hoá năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác như: nhiệt năng, quang năng, cơ năng.

- Ví dụ: Khi hoạt động, máy khoan chuyển hoá năng lượng điện chủ yếu thành cơ năng; nồi cơm điện, mỏ hàn chuyển hoá năng lượng điện chủ yếu thành nhiệt năng. Điều này chứng tỏ dòng điện có năng lượng.

* Công thức tính năng lượng điện

- Năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ được xác định theo biểu thức: W = UIt

Trong đó:

+ W (J) là năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ.

+ U (V) là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.

+ I (A) là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.

+ t (s) là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch.

- Trong hệ SI, đơn vị đo năng lượng điện (điện năng) là jun (J). Ngoài ra, năng lượng điện W còn được đo bằng đơn vị kWh. 1 kWh = 3 600 000 J.

* Định luật Joule - Lenz

- Nếu đoạn mạch chỉ chứa điện trở như ấm điện, bếp điện, lò sưởi diện, ... thì toàn bộ năng lượng diện dược chuyển hoá thành nhiệt năng.

- Nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trò của vật dẫn và thời gian dòng điện chạy qua:

Q = I²Rt

Trong đó Q (J) là nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn, I (A) là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn, R (Ω) là điện trở của vật dẫn, t (s) là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn.

2. Công suất điện

- Công suất điện của một đoạn mạch là năng lượng điện mà đoạn mạch điện đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.

- Công suất điện của một đoạn mạch điện được xác định bởi tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch đó và cường độ dòng điện chạy qua nó.

Trong đó P (W) là công suất điện của đoạn mạch, W (J) là năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ và t (s) là thời gian dòng điện đi qua đoạn mạch đó. 

- Trên nhân của mỗi dụng cụ điện thường có ghi hiệu điện thế định mức và công suất điện định mức.

+ Hiệu điện thế định mức là hiệu điện thế để dụng cụ điện hoạt động bình thường.

+ Công suất điện định mức của thiết bị điện là công suất của thiết bị điện đó khi hoạt động bình thường