on tap phan công & công suất

Các thiết bị đồ dùng điện có ghi Uđ m – Pđ m Thì khi mắc vào mạch điện cụ thể cha hẳn tiêu thụ đúng với công suất đó - đây chính là công suất tiêu thụ thực tế của đồ dùng điện.. Công suấ

1 Tổng hợp các kiến thức cơ bản liên quan tới công ,công suất:

1 Trong phần cơ : Công cơ học đợc tính theo công thức: A = F s ( F là lực tác dụng (N); s là

quãng đờng dịch chuyển của lực tác dụng F) - Đơn vị : (Nm); 1Nm = 1J

2 Các thiết bị đồ dùng điện có ghi Uđ m – Pđ m Thì khi mắc vào mạch điện cụ thể cha hẳn tiêu thụ đúng với công suất đó - đây chính là công suất tiêu thụ thực tế của đồ dùng điện Công suất này phụ thuộc vào thực tế của mạch điện :

- Nếu Uv giữa hai đầu đầu đồ dùng điện bằng Uđ m và Iq(cờng độ dòng điện qua đồ dùng) bằng

Iđ m(với Iđ m của đồ dùng đợc tính theo công thức: Iđ m =

dm

dm P

U

Từ công thức P = UI ) thì đồ dùng

điện mới làm việc bình thờng

- Nếu Uv = Uđ mcủa đồ dùng nhng Iq khác Iđ m thì đồ dùng điện sẽ tiêu thụ công suất khác công suất

định mức Pđ m…

+ Các đồ dùng điện có cùng ghi Uđ m – Pđ m cùng lọai nh nhau thì cho phép mắc nối tiếp để chúng có thể làm việc bình thờng ; nhng phải đảm bảo hđt định mức

3 Nếu các loại bóng đèn có ghi Uđ m – Pđ m khác nhau thì cần xem xét phân loại để có cách mắc

đúng nhất, dựa vào cách mắc mà ta tính đợc công suất tiêu thụ thực tế của mỗi bóng sau đó có thể KL

đợc chúng sáng bt hay không? (dựa trên tính điện trở các đèn và tính cờng độ dòng qua các đèn)

4 Một số công thức cần nhớ khi làm bài tập về công suất:

P = UI ; P = R I 2 ; A = UIt ; P = A/ t ; P = U 2 / R suy ra (với đèn): R đèn = U 2

đm / Pđm lu ý: chỉ tính điện điện trở của đèn khi đèn sáng bt ( tức là U vào = U đm của đèn và I qua đèn = I đm của đèn )

+ Mắc các bóng nối tiếp :

2

1

U

U

=

2

1

R

R

nhiệt lợng tỏa

2

1

Q

Q

= 2

1

R R

Hình bên

+ Mắc các bóng //:

2

1

I

I

=

1

2

R

R

nhiệt lợng tỏa

2

1

Q

Q

= 1

2

R R

Hình bên

5 Nếu hai đèn có cùng Uđ m nhng khác công suất Pđm thì bóng nào có công suất lớn hơn sẽ sáng hơn và tiêu thụ công suất lớn hơn

+ Nếu hai đèn khác loại thì điện trở của chúng cũng khác nhau

+ Khi mắc nối tiếp hai đèn khác loại nhau nh trên thì theo định luật ôm ta có :

2

1 2

1

den

den den

den U

U R

R

Từ đây ta suy ra đèn nào có điện trở lớn hơn thì hiệu điện thế hai đầu đèn đó sẽ lớn hơn Nh thế khi 2 đèn khác loại mắc nối tiếp với nhau thì sẽ có 1 bóng sáng hơn bt và đèn kia kém sáng hơn bt + Theo công thức P =

R

U2 Khi hai đèn có cùng hđt : Uđm nếu đèn nào có công suất nhỏ hơn thì

điện trở lớn hơn Theo Rd = ρ

S

l thì đèn nào có công suất nhỏ hơn thì dây tóc của đèn có chiều dài lớn hơn

U

1

U

2

I

I1

R1

6 L u ý : + Tính công của dòng điện: A = U q ( với q = I t ) ta có : A = UIt ( đơn vị J )

1J = 1V.1 C = 1 V 1A.1s = 1 Ws (C – cu lông q )

+ Quy đổi : 1Wh = 1W 3600s = 3600 Ws = 3600J + 1KWh = 1000W 3600s = 3,6 106 Ws = 3,6 106J + Nhiệt lợng tỏa ra trên điện trở: ( theo định luật Jun – Len xơ ) với điện trở thuần ( chỉ

có t/d nhiệt thôi ví dụ nh điện trở của bàn là điện, của nồi cơm điện, của bếp diện….) ta có:

Q = A = I2 R t (J)

Q = 0,24 I2 R t (ca lo) + Chỉ đợc tính điện trở của bóng đèn khi U vào = U đm và điều kiện đèn sáng bình th-ờng ( I qua đèn = I đm đèn và công suất tiêu thụ đúng bằng P đm của đèn) ; Khi đó điện trở đèn đợc tính theo công thức: Từ P đen = U đen I đen và I đen =

den

den R

U

⇒ Pđ =

den

den R

U2

⇒ R đen =

den

den P

U2

.

+ Riêng bếp điện (có dùng dây đốt nóng,dây may so) ; nhiệt tỏa ra còn đợc tính theo công thức : Qtỏa = RI2t = A = P t (P là công suất ghi trên bếp điện, t là thời gian làm việc của bếp.)

Qthu = c m ∆t = c.m (t2 - t1 ) đơn vị J ( ws)

* Theo định luật Ôm thì : I =

R

U

(1) , đợc phát biểu (có TN đã C/M ) : I ∼ U và I ∼

R

1

Thực nghiệm đã c/m khi U tăng thì I cũng tăng theo một hệ số tỷ lệ Ngợc lại R là đại lợng đặc trng cho sự cản trở của dòng điện, nó không phụ thuộc vào dòng điện, cho nên không thể nói ngợc lại R ∼ 1I

đ-ợc Thực tế R chỉ phụ thuộc vào ρ ; l ; S theo công thức: R = ρ

S

l

(**) {Ngoài ra trị số điện trở còn phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ càng cao một số vật có điện trở càng lớn (ví dụ đèn sợi

đôt Vonfram; khi đèn không sáng thì điện trở đèn là thấp nhất ) và ngợc lại}

Ví dụ : Q = RI2t (#) = t

R

U2

) 2 (

2t I

Q

R=

2

Q

t U

Các công thức (2)và (3) đều không

đợc phát biểu R tỉ lệ thuận với Q hoặc R tỉ lệ nghịch với Q đợc Hay R =

I

U , không thể nói R tỉ lệ thuận với U R cũng là đại lợng không phụ thuộc vào HĐT đặt ở hai đầu nó:

Theo (*) thì Q ∼R và Q ∼I 2 và ∼t (đợc phát biểu theo ĐL Jun-Lenxơ.)

* Các công thức suy ra từ việc dùng công thức (1) này đều chỉ có ý nghĩa để tính toán chứ không

có nghĩa khác Các đại lợng khác phụ thuộc vào R , chứ ngợc lại R chẳng phụ thuộc đại lợng nào khác (**)

7 Các vấn đề liên quan khác:

- Với dòng điện không thay đổi thì : I =

t

q

(trong đó q là điện lợng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian t

- Với dòng điện thay đổi thì: I =

dt

dq = q, ( trong đó dq là điện lợng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian rất nhỏ dt; q, là đạo hàm của điện lợng theo thời gian, I là đại lợng tức thời của dòng điện) 1A =

s

C

1

1 Từ đây định nghĩa am pe là cđ của dòng điện không đổi sao cho cứ mỗi giây có điện lợng là 1Cu lông đi qua tiết diện thẳng của vật dẫn

- Đ/N hợp pháp của đơn vị Ampe hiện nay dựa trên tác dụng từ của dòng điện: “ Ampe là c ờng độ của dòng điện không đổi khi chạy trong hai dây dẫn song song dài vô hạn, tiết diện ngang rất nhỏ đặt cách nhau một mét trong chân không thì mỗi mét chiều dài của mỗi dây có một lực từ tác dụng là 2.10 -7 N”.

- Cờng độ dòng điện trong mạch chính là I =

r R

E

+ (với E là suất điện động của nguồn điện, R là

điện trở của mạch ngoài; r là điện trở của mạch trong nguồn điện (điện trở nguồn)

8 Một số đơn vị gọi khác của công suất:

- Theo P = UI (3); thì đơn vị công suất là : VA; 1VA = 1W.( oát) KW (kilô oát) = 1000W;

1MW(mêga oát) = 1000000W Ví dụ; nhà máy Thủy điện Hòa Bình có công suất :1920MW

- Theo P =

t

A (4) ; 1W = 1 J/s

- Nh vậy; theo (3) với máy biến áp thì đơn vị công suất là : VA (vôn ampe);

KVA (kilô vôn ampe) 1KVA=1KW

- Ngoài ra công suất của ô tô, tàu thủy còn có đơn vị công suất là: Mã lực ( đơn vị đo cũ):

+ Một mã lực Pháp - kí hiệu CV; 1CV = 736W

+ Một mã lực Anh - kí hiệu HP; 1HP = 746W

Bài tập cơ bản về công , công suất;

(xem sách 400; bài : 1.36 ; 1.54 ; 1.71 ; )

1 Bài 1.75: Hiệu điện thế giữa hai đầu của lới điện thắp sáng là 220V Ngời ta nối dây từ lới điện

kéo dài vào trong xóm

a, HĐT làm việc của đèn có còn là 220V không? giải thích?

b, Muốn cho HĐT làm việc của đèn càng gần đến 220V thì dây nối phải nh thế nào?

c, Hai đèn Đ1 (110V - 40 W) và đèn Đ2(110V - 100W) có thể mắc nối tiếp với nhau đợc không? nên chọn Đ1 và Đ2 nh thế nào?

Bài giải :

a, Gọi Điện trở của dây

nối là R; R sẽ nối tiếp với

bóng đèn Theo định luật

Ôm về đoạn mạch nối tiếp

thì U = 220 V = UR +UĐ

do đó UĐ = U - UR (UR là

điện áp dây) Vậy ; UĐèn

phải nhỏ hơn 220V đpcm!

b, Theo địng luật Ôm :

UR = IR (1) và

UĐèn = I RĐèn (2)

Vì mắc nối tiếp nên

cùng I (cờng độ dòng

điện) Chia hai vế của (1)

cho (2) ta có:

Den Den

R Den

Den

Den

R

R

R U

U R

R R

I

R

I

U

U

=

⇒

=

=

(3) ( nhớ là R là điện trở dây dẫn theo cách đặt v/đ) Theo (3) tỷ số này cho thấy R rất nhỏ so với Rđèn thì UR rất nhỏ so với Uđèn ; Nghĩa là sự tiêu hao

điện năng trên đờng dây không đáng kể

Vì

S

l

R=ρ nên muốn R nhỏ thì có 3 cách :

- Giảm chiều dài của dây dẫn (l)

- Chọn dây có tiết diện (S) lớn

- Chọn loại dây có ρ nhỏ ví dụ nh dây đồng, dây nhôm

c, Hai đèn Đ1và Đ2 khác loại nhau thì điện trở hai đèn khác nhau, nên theo định luật Ôm thì :

2

1 2

1

Den

Den

Den

Den

U

U

R

R

= ; Nh vậy, đèn nào có R lớn hơn thì hiệu điện thế lớn hơn, nên sẽ có một đèn sáng hơn bình thờng và đèn kia kém sáng hơn bình thờng

Muốn mắc hai đèn nối tiếp nhau thì phải chọn hai đèn cùng loại (giống nhau) có cùng điện áp

định mức và công suất định mức.

2 Bài 1.98: Có hai bóng dèn : Đ1(220V - 60W) và Đ2(220V - 100W)

a, Mắc song song hai bóng đèn vào hiệu điện thế 220V thì bóng nào sáng hơn ?

b, Mắc song song hai bóng đèn vào hiệu điện thế 150V Tính công suất tiêu thụ của mỗi bóng?

c, Mắc song song hai bóng đèn vào hiệu điện thế 440V Tính hiệu điện thế ở 2 đầu mỗi bóng đèn

và công suất tiêu thụ trên mỗi bóng

Bài giải:

Đ2

Đ1 220V

Đ2

Đ1 220V

a, Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế , bóng nào có công suất lớn hơn thì sáng hơn Nh vậy , bóng đèn Đ2 sáng hơn Đ1

b, Theo công thức: P =

R

U2

⇒ R1 = =806(Ω)⇒

60

2202

P1’ = 28( )

806

1502 1

2

W R

⇒ R2 = =484(Ω)⇒

100

2202

P2’ = 46( )

484

1502

W

≈

c, Khi mắc hai bóng đèn trên vào HĐT 440V Theo định luật Ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp ta có:

484

806

2

1 2

1

2

U

U R

R

U

U

Cộng mẫu số với tử số của hai p/s (TLT) ta có:

) ( 275 440 1290

806 1290

806 440

806 484

806

1 1

2

1

U

U

U

≈

=

⇒

=

⇒ +

=

⇒P1’’ = 93,5( )

806

2752

W

≈

⇒ U2 = U - U1 = 440 - 275 = 165 V ⇒ P2’’ = 56,3( )

484

1652

W

≈

P1’’= 93,5W > P2’’= 56,3W nên bóng đèn Đ

1 sáng hơn đèn Đ2 Cả hai đèn đều không sáng bình th-ờng vì P1’’> P2’’ , Đèn 1 sáng quá mức bình thờng , đèn 2 sáng kém mức bình thờng.

3 Bài 1.99: Cho mạch điện nh hình vẽ : với Đ1(220V - 100W) ; Đ2(220V - 60W) ;

Đ3 (220V - 40W) ; Đ4 (220V - 25W) U = 240V

a, Đèn nào sáng nhất?

b, Tính điện năng tiêu thụ trong một giờ của cả 4 bóng?

c, Các đèn có sáng bình thờng không? vì sao?

Bài giải:

a, + Điện trở của các bóng đèn đợc tính nh sau: (đã có ĐK)

100

) 220

1

2

Ω

=

=

P

U

; Tơng tự ta có : R2≈ 806Ω ;

R3 = 1210 Ω ; R4 = 1936 Ω

+ Cờng độ dòng điện qua các đèn Đ1 và Đ2 là nh nhau và

806 484

240

≈ Ω + Ω

+ Cờng độ dòng điện qua các đèn Đ3 và Đ4 là nh nhau và

1936 1210

Ω +

+ Công suât tiêu thụ thực tế của các bóng là:

P1’ = R

1 I122 = 484 (0,18)2≈ 15,7 (W) ; P2’ = R

2 I122 = 806 (0,18)2≈ 26,1 (W)

P3’ = R

3 I342 = 1210 (0,07)2≈ 5,9 (W) ; P4’ = R

4 I342 = 1936 (0,07)2≈ 9,5(W)

b, Điện năng tiêu thụ trong một giờ của cả 4 bóng là:

A = UIt = 240 (0,18 + 0,07 ) 3600 = 216000(J)

= 216000Ws = 216 kws = 216

3600

c, Các đèn không sáng bình thờng , không đèn nào có công suất tiêu thụ đúng bằng công suất định mức ghi trên bóng đèn

Đ3

Đ4 U

4 Bài 1 100: Có 4 bóng đèn có cùng Uđm = 110V nhng công suất lần lợt là : 60W; 50W; 50W và 40W Có cách nào mắc các đèn trên vào mạch điện 220V để các đèn đó sáng bình thờng không ?

a, Dựa vào lí luận trên về công suất?

b, Thử lại bằng định luật Ôm?

Bài giải:

a, Phải mắc 4 bóng đèn trên thành 2 nhóm I và II

(mỗi nhóm có tổng công suất bằng nhau);

Nh vậy , nhóm thứ nhất( I ) gồm các bóng Đ1; Đ2 có

ghi công suất: (40W + 60W) ;

Nhóm ( II ) gồm các đèn Đ3 ; Đ4 , có ghi công suất :

(50w + 50w )

b, Có thể thử lại bằng định luật Ôm nh sau:

Theo công thức: P =

P

U R R

=

Các điện trở của các đèn ghi theo số công suất:

R60 =

50

110

; 40

110

;

60

50

2 40

2

=

trên; nhóm I có điện trở tơng đơng là:

40

110 60

110

40

110 60

110

2 2

2 2

40 60

40

+

= +R R

R R

Nhóm II có

điện trở là:

R2 =

) ( 121 100

110 2

50

110

2 2

Ω

=

thế giữa hai đầu đoạn mạch của nhóm là bằng nhau : UI = UII = 110V (U đợc chia đều cho 2 nhóm)

⇒ Các đèn làm việc ở hiệu điện thế là 110V bằng Uđm của các đèn nên các đèn sáng bình thờng

5 Bài 1 105: Trong mạch điện nh hình vẽ 1 , cho biết các đèn : Đ1(6V - 6W) và Đ2 (12V - 6W) Khi mắc hai điểm A và B vào hiệu điện thế U0 thì các đèn sáng bình thờng Hãy xác định:

a, Hiệu điện thế định mức của các đèn Đ3;

Đ4; Đ5

b, Công suất tiêu thụ của cả mạch , biết

công suất tiêu thụ của đèn Đ3 là 1,5 W và tỉ số

công suất định mức của hai đèn cuối cùng

là

3

5

Bài giải:

a, Các đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thờng nên

dòng điện qua các điện này bằng dòng điện

định mức của chúng, các dòng định mức của mỗi đèn là:

U

P

1 6

6

1

U

P

2

1 12

6

2

2 = = Vì I1 >

I2 nên ta chọn đầu A nối với cực dơng và đầu

B nối với cực âm của nguồn điện Do đó các dòng điện I1 ; I2 ; I4 ; I5 phải nằm trên hai nhánh ACB và ADB có chiều đi từ A đến B nh hình sau (hình 2)

Vì I1 > I2 nên dòng điện qua đèn Đ3 phải có chiều từ C đến D: I1 = I2 + I3

I3 = I1 - I2 = 1- 0,5 = 0,5 (A)

Vậy hiệu điện thế định mức của đèn Đ3 là: (bài này đợc hiểu các đèn đều sáng bình thờng)

Đ3 - 50W

Đ1- 60 W

U= 220 V

II I

Đ

3

5

Hình 1

Đ3

5

C

D

I3

Hình 2

P3 = U3 I3⇒ U3 = V U V

I

P

3 );

( 3 5 , 0

5 , 1

3 3

Ta có : UAD = UAC +UCD⇒ U4 = U1 + U3 = 6 + 3 = 9 (V)

và; UDB = UAB - UAD ⇒ U5 = (U1 + U2) - U4 = (6 + 12) - 9 = 9 (V)

Vì các đèn sáng bình thờng nên hiệu điện thế định mức của đèn Đ4; Đ5 là U 4 = 9V, U 5 = 9V

b, Hai đèn Đ4 ; Đ5 có cùng hiệu điện thế định mức Vậy tỉ số công suất của chúng bằng tỉ số cờng

độ định mức của chúng:

3

5

4

5 4

I

I P

P

( vì I5 > I4 ) (1) Mặt khác ta lại có : I5 = I4 + I3⇒ I5 = I4 + 0,5 (2)

Từ (1) và (2) ,dễ dàng ta tính đợc I4 = 0,75 A và I5 = 1,25A

và P4 = U4 I4 =9 0,75 = 6,75 W ; P5 =

3

5

P4 = 11,25 W

Công suất của cả mạch là : P = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 = 6+6+1,5+6,75+11,25 = 31,5(W)

6 Bài 1.58 : Có 3 bóng đèn : Đ1( 6V - 6W) , Đ2(6V - 3,6W), Đ3 (6V - 2,4W)

a, Tính điện trở và cờng độ dòng điện định mức của mỗi bóng đèn

b, Phải mắc 3 bóng đèn nói trên nh thế nào vào hiệu điện thế U = 12V để cả 3 bóng đều sáng bình thờng? Giải thích?

Gợi ý: a,

b, Phải mắc nh hình vẽ sau : để cả 3 bóng sáng

bình thờng ( Để các đèn sáng bình thờng là để

các đèn có HĐT ở hai đầu đèn và dòng điện qua

đèn bằng với U đ m và I đ m ) Thật vậy

15 10

15

10

R

R =

→ Ω

= +

⇒ U1 = U23 = U/2 = 12: 2 = 6 V = Uđ m ( đpcm)

* ở đây chỉ cần CM có HĐT các đèn bằng

HĐT định mức là đủ( vì ở trên phần a, đã tính I đ m)

7 Bài 1.149: Trên hai sơ đồ hình sau, các bóng đèn đều có điện trở bằng R = 10 Ω Hiệu điện thế

đặt vào sơ đồ

đều bằng

U = 6V

Hãy tính công

suất tiêu thụ

của mỗi bóng

đèn?

Bài giải :

* Theo sơ đồ a, : R = R1 + R23 = 10 +

2

10

R

U

4 , 0 15

6

=

=

P1 = I 2 R1 = 0,42.10 = 1,6 W

Vì R2 = R3→ I2 = I 3 = I: 2 = 0,2 A →P2 = P3 = I2R2 = 0,22.10 = 0,4W

R

U

6 , 0 10

6

R

U

3 , 0 20

6

6

Đ

1

Đ

2

Đ

3

U

Đ1 A

B

Đ

3

B

U

A

Đ

4

Đ

5

Đ

6

8 Bài 1.31: Một gia đình dùng 3 bóng đèn loại 220V - 25 W Dây dẫn đa dòng điện từ đờng dây

của lới điện vào nhà ( gồm hai đoạn AB và CD trên hình dới)

có điện trở R0 = 8Ω Điện trở của dây nối không đáng kể Hiệu điện thế của lới điện giữa hai đầu đờng dây là U = 220V;

a, Tính cờng độ dòng điện qua mặch chính và qua từng bóng đèn?

b, Tính hiệu điện thế hai đầu mỗi bóng đèn và cho biết các đèn có sáng bình thờng không?

Bài giải:

a, Điện trở của đèn khi đèn sáng bình thờng là:

25

2202 2

=

=

P

điện trở tơng đơng của đoạn mạch BC là:

R3 đèn = 645( )

3

R = R3 đèn + R0 = 645 + 8 = 653 (Ω) Vậy, cờng độ dòng điện mạch chính (là dòng qua AB) là:

R

U

43 , 0 653

220

≈ Ω

⇒ Cờng độ dòng điện qua các mạch rẽ (qua các đèn)là : Iđ = 0,112( )

I =

b, Hiệu điện thế thực tế của mỗi đèn là : Uđ = Iđ Rđ = 0,112 A 1936 Ω = 216 V ;

Vì Uđ < Uđ m nên các đèn không sáng bình thờng

9 Bài 1.64: Ba bóng đèn Đ1; Đ2 ;Đ3 giống nhau

có ghi (12V - 7,2W) đợc mắc theo sơ đồ nh hình

bên Biết UAB = 24V

a, Các đèn có sáng bình thờng không? tính công

suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn

b, để các đèn sáng bình thờng phải mắc thêm vào

mạch một điện trở Rx bằng bao nhiêu và mắc nh thế

nào?

Bài giải: a, Điện trở của đèn khi nó sáng bt: RĐ =

) ( 10 2

20 20

) ( 20 2

,

7

12

23 1

2

2

Ω

=

=

⇒ Ω

=

⇒ Ω

=

P

U

D

nối tiếp thì :

2

1 2

1

U

U R

R

= ) ⇔ U23 = 8( )

3

24

P1 = = =12,8( )>

20

162 1

2

R

U

Pđ m = 7,2 W; Do đó , đèn Đ1 sáng quá mức bình thờng

P2 = P3 = = =3,2( )<

20

82 2

2

R

U

Pđ m = 7,2W , nên đèn Đ2 và Đ3 tối hơn mức bình thờng

b, Muốn các đèn sáng bình thờng thì phải mắc thêm điện trở RX vào mạch điện nh hình sau:

Dễ thấy RX = RĐ

⇒ RX = 20 Ω

A

B

C

D U

Đ

1

Đ

2

Đ

3

B

Đ1

Đ2

Đ3

D

RX

10 Bài 1.188: Có sáu bóng đèn giống nhau , đợc mắc theo sơ đồ nh hình dới đây; Hiệu điện thế

mắc vào hai điểm Avà B trong hai sơ đồ là bằng nhau Hãy cho biết đèn nào sáng nhất , đèn nào tối nhất? Hãy sắp xếp các đèn theo thứ tự công suất tiêu thụ giảm dần Giải thích?

Hớng dẫn : Dễ thấy rằng : U6 = U và U4 = U5 =

2

U

( theo sơ đồ b, )

ở sơ đồ a, : Vì R1 = 2R23 → U1 = 2U23 → U1 =

3

2U

và U23 =

3

U

Do U6 > U1 > U4 , U5 > U2, U3 ⇒ P6 > P1 > P4, P5 > P2 , P3,nghĩa là đèn 6 sáng nhất , đèn 2 và

đèn 3 tối nhất

11 Bài 225/S200: Một HS mắc nối tiếp một bàn là : 110V - 550W với một bóng đèn 110V - 60W

để dùng vào nguồn điện 220V

a, Tính điện trở R1 của bàn là và R2 của đèn lúc chúng sáng bình thờng ?

b, Coi điện trở là không thay đổi, tính cờng độ dòng điện qua mạch

c, Tính công suất thực tế P1, P2 của bàn là và của đèn khi đợc mắc vào mạch điện 220V, mắc nh thế có hại gì?

d, Nếu mắc hai bóng đèn 110V - 60W vào mạng điện 220V thì hoạt động các đèn có bình thờng không?

Bài giải:

550

1102 1

2

P U

60

1102 2

2

P U

202 22

220

2 1

A R

R

U

≈ +

= +

c, Công suất thực tế của bàn là là: P1

’ = U1I = R1 I2 = 22 12 = 22(W) Công suất thực tế của bóng đèn là: P2’ =U

2 I =R2I2 =202 12 = 202 (W) Vậy , khi mắc nh vậy thì bàn là không đủ nóng, còn bóng đèn thì dùng quá công suất (sáng quá mức bình thờng ) ⇒ dễ cháy

d, Vì hai đèn giống nhau ( cùng điện trở, cùng điện áp ĐM) nên khi hai đèn mắc nối tiếp vào mạch điện 220V , thì hai đèn sẽ hoạt động bình thờng (sáng bình thờng)

12 Bài 227/ S200:

Cho mạch điện nh hình vẽ:

Biết Đ1(220V - 100W); Đ2(220V - 50W); Đ3 (220V - 50W);

Đ4 (220V - 25W)

a, Chúng đèu đợc mắc vào hiệu điện thế U = 220V Đèn nào

sẽ tiêu thụ nhiều điện nhất?

b, Để các đèn sáng bình thờng ta phải mắc lại các đèn nh thế

nào?

B

Đ1

Đ2

Đ3

A

a,

Đ6

b,

Đ3

Đ4 U

Bài giải: a, Giả sử các đèn sáng bình thờng (hiệu điện thế mắc vào hai đầu bóng đèn đúng bằng Uđ

m ghi trên bóng đèn) thì ta tính đợc điện trở của các đèn lần lợt là:

100

2202 1

2

P

U

, tơng tự có: R2 =968Ω ; R3 = R 2 = 968Ω ; R4 = 1936Ω

968 484

220

2 1

A R

R

+

=

1936 968

220

4 3

A R

R

+

= +

Công suất tiêu thụ của các đèn lần lợt là:

P1’ = R

1.I2 = 484 0.152≈ 11(W) P3’ = R3.I’ 2 = 968 0.072≈ 5(W)

P2’ = R

2.I2 = 968 0.152≈ 22(W) P4’ = R4.I’ 2 = 1936 0.072≈ 10(W)

Nh trên thì các đèn mắc theo hình vẽ đã cho thì đèn Đ2 sẽ tiêu thụ công suất lớn nhất, (nhng sáng kém cong suất định mức - sáng bình thờng)

b, Để các đèn sáng bình thờng ta phải mắc các đèn song song vào mạng fđiện 220V

13 Bài 229/S200:

Có hai bóng đèn ghi: 40 W - 110V và 100W - 110V

a, Tính điện trở mỗi đèn ?

b, Tính cờng độ dòng điện qua mỗi đèn khi mắc song song hai bóng đèn vào mạng điện 110V,

đèn nào sẽ sáng hơn?

c, Tính cờng độ dòng điện qua mỗi đèn khi mắc nối tiếp hai bóng đèn vào mạng 220V, đèn nào sáng hơn? Mắc nh thế có hại gì không?

Bài giải: a, Giả sử các đèn sáng bình thờng ta tính đợc điện trở của mỗi bóng nh sau:

40

1102 1

2

P

U

100

1102 2

2

P

U

b, Khi mắc // hai đèn vào mạng có HĐT 110V , khi đó hiệu điện thế ở hai đầu mỗi đèn là: 110V

Do đó, cờng độ dòng điện qua mỗi đèn là:

5 , 302

110

1

A R

U

≈

121

110

2

A R

U

≈

Vì HĐT ở hai đầu mỗi đèn bằng HĐT định mức ghi trên mỗi đèn nên mỗi đèn tiêu thụ đúng bằng công suất ghi trên bóng đèn , bóng có ghi công suất lớn hơn (100W - 110V) sẽ sáng hơn bóng có ghi (40W - 110V)

c, Khi mắc nối tiếp hai đèn vào mạng 220V , thì HĐT giữa hai đầu cả hai đèn là 220V, và cờng độ dòng điện qua 2 đèn là nh nhau và bằng:

121 5 , 302

220

2 1

A R

R

+

=

P1’ = R1 I2 = 302,5.(0.52)2≈ 81,8 (W) P2’ = R2 I2 = 121.(0.52)2≈ 32,7 (W)

Xét thấy, đèn ghi (40W - 110V) - đèn có điện trở R1 - sẽ tiêu thụ công suất thực tế là :

81,8 W > 40W = Pđ m đèn 1 ⇒ là đèn sáng hơn mức bình thờng rất nhiều (có thể đã cháy)

Đèn 2 có ghi (100W - 110V) công suất tiêu thụ thực tế là 32,7W < 110W = Pđ mđen2 tối hơn so với khi đèn sáng bình thờng rất nhiều

Tóm lại: mắc nh thế thì đèn 1 sáng hơn quá mức bt , rất dễ cháy bóng Còn đèn 2 lại kém sáng so với mức bt

10