Chúng ta phần lớn biết rằng, trong mạch năng lượng điện xoay chiều, điện áp tức thời, cường độ tức thời... Luôn luôn biến thiên theo thời hạn t. Và làm giải pháp nào để đo lường công suất tiêu thụ vào mạch, bọn họ sẽ cùng nhau mày mò ở bài học kinh nghiệm ngày hôm nay.

Bạn đang xem: Vật lý 12 bài 15 lý thuyết


1. Clip bài giảng

2. Nắm tắt lý thuyết

2.1.Công suất của đoạn mạch luân chuyển chiều

2.2.Hệ số công suất

3. Bài tập minh hoạ

4. Rèn luyện bài 15 vật lý 12

4.1. Trắc nghiệm

4.2. Bài xích tập SGK và Nâng cao

5. Hỏi đápBài 15 Chương 3 đồ lý 12


2.1.1.Biểu thức của công suất

Xét đoạn mạch chuyển phiên chiều hình sin có điện áp với cường độ cái điện tức thời:

(u=Usqrt2cos(omega t ))và(i=Isqrt2cos(omega t+varphi ))

Công suất ngay tức thì trên đoạn mạch:

(p=ui=2UIcosomega tcos(omega t+varphi )=UI(cosvarphi +cos(2omega t+varphi )))

Giá trị vừa đủ của năng suất điện tiêu hao trong một chu kì T:

(P=arp=ui=UI(arcosvarphi +arcos(2omega t+varphi ))=UI(cosvarphi +0)=UIcosvarphi)

⇒ công thức tính công suất tiêu thụ vừa phải của mạch năng lượng điện xoay chiều trong một thời gian dài nếu năng lượng điện áp hiệu dụng U cùng cường độ hiệu dụng I không đổi:

(P=UIcosvarphi)

2.1..Điện năng tiêu tốn của mạch điện

(W=P.t)

Đơn vị: Wh; KWh hoặc J (Ws)

Trong đó:

W là năng lượng tiêu thụ, đơn vị J.

P là hiệu suất tiêu thụ, đơn vị chức năng W.

t là thời gian, đơn vị s.


2.2.Hệ số công suất


2.2.1.Biểu thức của hệ số công suất và công suất

Trong công thức(P=UIcosvarphi)thì (cosvarphi)được gọi là hệ số công suất. Vì|φ|

(0leq cosvarphileq 1)

Dựa vào giãn đồ gia dụng véc tơ ta có:(cosvarphi=fracU_RR=fracRZ)

Công suất của đoạn mạch RLC:(P=UIcosvarphi)=(fracU^2.RZ^2=I^2.R)

2.2.2.Tầm quan trọng đặc biệt của hệ số năng suất trong thừa trình cung ứng và sử dụng điện năng

Vì(P=UIcosvarphi ightarrow I=fracPUcosvarphi)nên công suất hao phí trên phố dây mua (có điện trở r) là(Delta P=I^2.r= fracr.P^2U^2.cos^2varphi ).

Nếu hệ số năng suất (cosvarphi)nhỏ thì hiệu suất hao phí trên tuyến đường dây mua (P_hp)sẽ lớn, vì vậy người ta buộc phải tìm cách cải thiện hệ số công suất. Theo qui định của nhà nước thì hệ số hiệu suất (cosvarphi)trong những cơ sở năng lượng điện năng buổi tối thiểu phải bằng 0,85.

Với cùng một điện áp U và điều khoản dùng điện tiêu thụ một hiệu suất P, tăng hệ số năng suất (cosvarphi)để bớt cường độ hiệu dụng I tự đó giảm hao phí vày tỏa sức nóng trên dây.

Xem thêm: Tiền Lệ Pháp - Định Nghĩa Và Ví Dụ Thực Tiễn

Một số phương pháp để làm giảm hao tổn phí (tăng(cosvarphi)):

*

Lắp tụ bù ở các cơ sở tiêu hao điện

2.2.3.Tính hệ số hiệu suất của mạch năng lượng điện R, L, C nối tiếp

(cosvarphi =fracU_RULeftrightarrow cos varphi =fracRZ)

Công suất vừa đủ tiêu thụ trong mạch:

(P=UIcosvarphi=RI^2)


Bài 1:

Cho hiệu điện vắt hai đầu đoạn mạch là :(U_AB=10sqrt2cos(100pi t-fracpi 4)(V))và cường độ loại điện qua mạch :(i=3sqrt2cos(100pi t+fracpi 12)(A)).Tính năng suất tiêu thụ của đoạn mạch?

Hướng dẫn giải:

Ta có:(I=fracI_0sqrt2=frac3sqrt2sqrt2=3(A).)

(U=fracU_0sqrt2=frac120sqrt2sqrt2=120(V).)

Mặt không giống :(varphi _u-varphi _i=varphi ightarrow varphi =100pi t-fracpi 4-(100pi t+fracpi 12)=-fracpi 3)

Vậy,(cosvarphi=cos(-fracpi 3)=frac12)

Suy ra hiệu suất tiêu thụ của đoạn mạch là :(P=UIcosvarphi=120.3.frac12=180(W))

Bài 2:

Cho đoạn mạch chuyển phiên chiều không phân nhánh. Điện trở R=50((Omega)), cuộn dây thuần cảm (L=frac1pi (H))và tụ (C=frac10^-322pi (F)). Điện áp hai đầu mạch: (u=260sqrt2cos(100pi t)(V)). Tính công suất toàn mạch.

Hướng dẫn giải:

Cảm kháng:(Z_L=omega L=100pi.frac1pi =100Omega)

Dung kháng:(Z_C=frac1omega C=frac1100pi.frac10^-322pi =220Omega)

Tổng trở:(Z=sqrtR^2+(Z_L-Z_C)^2=130Omega)

Vậy năng suất toàn mạch:(P=UIcosvarphi=RI^2=fracU_ABZ_AB.R=(frac260130)^2.50=200W)