cong-suat-dien-tieu-thu

Slide 1 1 TRÖÔØNG THPT NGUYEÃN TRUNG TRÖÏC GD BẠC LIÊU GV Nguyễn Văn Sơn 2 KIỂM TRA BÀI CŨ 1) Viết công thức tính tổng trở của mạch RLC nối tiếp 2) Viết biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối t[.]

TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRUNG

TRỰC

GD

BẠC LIÊU

GV: Nguyễn Văn Sơn

KIỂM TRA BÀI CŨ

1) Viết công thức tính tổng trở của mạch RLC nối

tiếp.

2) Viết biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch

RLC nối tiếp.

2 ( L C) 2

Z = R + Z −Z

U I

Z

= 3) Viết biểu thức xác định độ lệch pha của u và i

R

ϕ = −

CÔNG TY

ĐIỆN LỰC

NƠI TIÊU THỤ ĐiỆN

BÀI TOÁN CUNG CẤP &

SỬ DỤNG ĐIỆN?

Bài 15

Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CÔNG SUẤT

I Công suất của mạch điện xoay chiều

1/ Biểu thức của công suất

- Công suất điên tiêu thụ trung bình

của mạch điện xoay chiều là:

ϕ

cos

UI

P =

2/ Điện năng tiêu thụ của mạch điện

ϕ

Với :độ lệch pha của u và i

- Điện năng tiêu thụ của mạch điện

trong thời gian t:

t P

Đơn vị: W.h; KW.h; J (1J= 1W.1s)

II Hệ số công suất

1/ Biểu thức của hệ số công suất

ϕ

cos : Hệ số công suất

) 1 cos

0 90

0 (Do ≤ ϕ ≤ 0 → ≤ ϕ ≤

- Công suất của mạch điện có R, L, C nối tiếp:

2

cos

C L

R

Z Z

R

R Z

R U

U

− +

=

=

=

ϕ

Lưu ý: Trong công thức tính hệ số công suất trên, nếu mạch điện khuyết đại lượng nào thì ta coi đại lượng đó bằng không.

Em hãy cho biết đơn

vị của điện năng tiêu

thụ?

- Công suất trung bình tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều bất kì là:

(1) cos ϕ

UI

P =

(3) .

2 R I

P =

(2)

.

2

2

Z

R U

P =

+Để làm giảm công suất hao phí ta phải nâng cao hệ số công suất

Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CÔNG SUẤT

I Công suất của mạch điện xoay chiều

1/ Biểu thức của công suất

2/ Điện năng tiêu thụ của mạch điện

II Hệ số công suất

1/ Biểu thức của hệ số công suất

2/ Tầm quan trọng của hệ số công suất

trong quá trình cung cấp và sử dụng

điện năng

- Các động cơ điện, khi vận hành ổn định,

công suất trung bình được giữ không đổi:

P= UIcosϕ với cosϕ > 0

- CĐDĐ hiệu dụng truyền tải qua đường

dây là:

Ucosϕ

U2

Php = r.I2 = r P2

cos12ϕ

Gọi r là điện trở đường dây tải điện

- Công suất hao phí trên đường dây tải điện

+Nếu cos nhỏ công suất hao phí sẽ lớn

làm tổn thất nhiều điện năng trên đường dây truyền tải

ϕϕ

Hệ số công suất ảnh hưởng thế nào tới công suất hao phí?

Ta nâng cao hệ số công suất bằng cách

nào?

U2

Php = r.I2 = r P 2

cos12ϕ

Công suất hao phí

Hệ số công suất cos ϕ càng nhỏ ( ϕ càng lớn) công suất hao phí trên dây càng lớn

Để giảm hao phí,

cần làm gì?

Các cơ sở tiêu thụ điện phải bố trí mạch sao cho hệ số công suất cosϕ lớn

giảm ϕ

cosϕ > 0

U 

R

ϕ

U r

Trong các máy móc,

động cơ điện có các

cuộn dây.

Để tăng cos ϕ (giảm ϕ )

ϕ

L

U 

R

I

LC

U r

C

U 

U r

LẮP TỤ BÙ Ở CÁC CƠ SỞ TIÊU THỤ ĐIỆN

VÀI LOẠI TỤ BÙ KHÁC

CỦNG CỐ

1 Công suất trung bình tiêu thụ trong

một mạch điện xoay chiều bất kỳ:

) 1 cos

0 90

0

(Do ≤ ϕ ≤ 0 → ≤ ϕ ≤

P = UIcos ϕ

cos ϕ = U R = R

ϕ : độ lệch pha giữa u và i

2 Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều :

- Khi đó công suất tiêu thụ trên mạch điện xoay chiều

là :

(1) cos ϕ

UI

P =

(3) .

2 R I

P =

(2)

.

2

2

Z

R U

P =

+ Mạch chỉ có L hoặc C hoặc cả L và C

π

2

=> cosϕ=0 => P = P min = 0

=> Mạch không tiêu thụ điện năng + Mạch chỉ có R hoặc mạch R-L-C có cộng hưởng

=> cosϕ=1 => P = P max = UI

0

=

ϕ

- Độ lệch pha giữa u và i:

- Độ lệch pha giữa u và i:

3 Công suất hao phí trên đường dây tải điện :

U2

Php = r.I2 = r P2

cos12ϕ

+ Để giảm công suất hao phí ta nâng cao

hệ số công suất

VẬN DỤNG

Câu 1: Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều R-L-C nối tiếp, với Z L =Z C là:

cos ϕ = = = R R 1

Z R

A 0 B không xác định được

C 1 D phụ thuộc R

Vì Z L =Z C → Z = R2 + ( ZL − ZC )2

VẬN DỤNG

Câu 2: Hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều bằng 0 trong trường hợp nào sau đây:

A Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần

B Đoạn mạch có tụ điện mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần.

C Đoạn mạch chứa R và tụ điện

D Đoạn mạch chứa R và cuộn cảm thuần

) (

cos

2 2

2

C

Z R

R

− +

=

) (

0

0

2 2

− +

=

C

Z

VẬN DỤNG

Câu 3: Một đoạn mạch xoay chiều có biểu thức điện

áp giữa 2 đầu mạch và cường độ dòng điện qua

mạch là:

100 2 cos(100 )( )

3

2 2 cos100 ( )

π π

π

=

Công suất tiêu thụ của mạch điện là:

A 200W B 100W

C 50W D 86,6W

P = UIcosϕ = 100.2 sco π3 =100W

VẬN DỤNG

Câu 4: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 1 điện trở thuần, 1 cuộn cảm thuần và 1 tụ điện mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng trên các phần tử nói trên lần lượt là: 40V; 80V; 50V

Hệ số công suất của đoạn mạch trên là:

A 0,8 B 0,6

C 0,25 D 0,71

40

50

R L C

co

VẬN DỤNG

Câu 5: Một mạch xoay chiều R-L-C có biểu thức dòng điện qua mạch là:

50

Công suất tiêu thụ trong mạch bằng:

A 50W B 100W C 200W D 400W

2 2 s100 t(A)

i = co π

Biết điện trở thuần

) (

2 2

2

2 2

I

I = = =

VẬN DỤNG

Câu 6: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 1 điện trở thuần, một cuộn cảm thuần và một tụ điện mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch bằng 100V, tần số f=50Hz.

R L H C µF

Công suất tiêu thụ trong mạch bằng:

A 50W B 100W C 200W D 100 2W

F F

F C

π π

µ

π

4

6 10 10

100

100 = − = −

=

Ω

=

= Lω 200

Z

R

U

P 2 50

2

=

=

) s

rad ( 100

2 π π

ω = f =

Ω

=

= 1 100

ω

C

Z C

Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HỆ SỐ CÔNG SUẤT

CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA

MẠCH ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

2 Em hãy viết biểu thức tính công suất điện

tiêu thụ trong mạch điện không đổi?

Mạch

I

U

+

-UI

P =

Công suất tiêu thụ trong mạch điện không

đổi:

1 Em hãy định nghĩa dòng điện không đổi?

Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều

và cường độ không đổi theo thời gian.

- Xét mạch điện xoay chiều như hình vẽ.

Mạch

i

~

- Giả sử cường độ dòng điện tức thời trong mạch là:

t I

i = 2 cos ω

- Khi đó, hiệu điện thế tức thời ở hai đầu đoạn mạch là:

) cos(

2 ω + ϕ

=U t u

CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

- Công suất tiêu thụ của mạch tại thời điểm t (công suất tức thời) là:

) 2

cos(

cos ϕ + ω + ϕ

=UI UI t

ui

p = = 2UI cos( ωt) cos( ωt + ϕ )

Em hãy viết biểu thức điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch?

Trong thực tế để tính công suất tiêu thụ của mạch người ta dùng công suất tb hay công suất tức

thời?

- Công suất điện tiêu thụ TB trong một chu kì T.

) 2

cos(

cos ϕ + ω + ϕ

=

P

ϕ

cos

UI

=

- Nếu thời gian dùng điện t (t >> T) thì P cũng là công suất tiêu thụ trung bình trong thời gian đó (với U, I không đổi)

C

U

I

O

L

U

C

U

LC

U

R

U

U

ϕ

BIỂU THỨC HỆ SỐ CÔNG SUẤT

R

O

R

C

C

R

L

1 cos

ϕ

1

I

O

C

U

0

cos

ϕ

0

2 2

.

cos

C

R

Z R

R Z

I

R

I U

U

+

=

=

=

ϕ

I

O

C

U

R

U

ϕ

2 2

C

Z R

R

+

0

2 2

L

Z R

R

+

0

) (

.

cos

2 2

2

C L

R

Z Z

R

R

Z I

R

I U

U

− +

=

=

=

ϕ

) ( 2 2

2

C

Z R

R

− +

U

Nhìn vào giản đồ vector Em

hãy cho biết góc ϕ có thể nhận

giá trị trong khoảng nào? Từ

đó suy ra cosϕ có giá trị trong

khoảng nào?