Công suất mạch xoay chiều

1. Công suất

  • Xét một đoạn mạch xoay chiều mà điện áp lệch pha \(\varphi\) so với dòng điện.
  • Giả sử:
    • \(i=I_0\cos\left(\omega t\right)\)
    • Khi đó: \(u=U_0\cos\left(\omega t+\varphi\right)\)
  • Công suất tức thời của mạch: \(p=u.i=U_0\cos\left(\omega t+\varphi\right).I_0\cos\left(\omega t\right)\)\(=U_0I_0\cos\left(\omega t+\varphi\right).\cos\left(\omega t\right)\)\(=\frac{U_0I_0}{2}\left[\cos\left(2\omega t+\varphi\right)+\cos\varphi\right]\)[1]
  • Công suất của mạch được định nghĩa là công suất tỏa nhiệt trung bình của mạch đó.
    • Từ [1] \(\Rightarrow P=\overline{p}=\frac{U_0I_0}{2}\cos\varphi\)\(\Rightarrow \boxed{P = UI.\cos\varphi}\) [2](vì giá trị trung bình của hàm cos trong một chu kì bằng 0)
    • \(\cos\varphi\) được gọi là hệ số công suất. 
  • Hệ quả:
    • Từ giản đồ véc tơ ta có \(\cos\varphi=\frac{R}{Z}\), thay vào [2] ta được: \(P=U.I.\frac{R}{Z}=\frac{U}{Z}.I.R=I.I.R\)\(\Rightarrow \boxed{P=I^2R}\)
    • Có: \(I=\frac{U}{Z}=\frac{U\cos\varphi}{R}\), thay vào [2] ta được: \(\Rightarrow \boxed{P=\frac{U^2}{R}\cos^2{\varphi}}\)

2. Điện năng tiêu thụ

  • Ở lớp 11 ta biết điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch: \(Q=P.t\)
  • Đơn vị:
    • Nếu [P] = W (oát), [t] = s (giây) thì [Q] = J (jun)
    • Nếu [P] = kW, [t] = h (giờ) thì [Q] = kWh (kilô oát giờ)
    • 1 kWh = 1 số điện = 1000W. 3600s = 3,6.106 (J)

3. Bài tập

Hỏi đáp

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...