Bài giảng Vật lí 12 - Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều hệ số công suất

Bài giảng Vật lí 12 - Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều hệ số công suất trình bày công suất của mạch điện xoay chiều, biểu thức của công suất, điện năng tiêu thụ của mạch điện; hệ số công suất, biểu thức của hệ số công suất, tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng.

Bài 15.  CÔNG SU T ĐI N TIÊU TH          Ấ Ệ Ụ

      C A M CH ĐI N XOAY CHI U         Ủ Ạ Ệ Ề

      H  S  CÔNG SU T Ệ Ố Ấ

Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:

M ch tiêu th ạ ụ

u

i

C1- Nhắc lại các công thức tính công suất điện tiêu

thụ trong một mạch điện không đổi!

i I 2 cos t = ω − ϕ

u U 2 cos t = ω

I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Biểu thức của công suất

Đặt vào hai đầu mạch một điện áp:

ϕ

là độ lệch pha giữa u so với i

Tại thời điểm t, dòng điện i trong mạch xoay chiều cũng chạy theo một chiều nào đó Áp dụng công thức tính công suất tiêu thụ của mạch điện, ta có:

…

P = UI

1 Biểu thức của công suất

- Công suất tiêu thụ tức thời của mạch điện xoay chiều: p = ui

cos

=

�

- Công suất tiêu thụ điện trung bình của đoạn mạch:

2 Điện năng tiêu thụ của mạch điện

(15.1)

Điện năng tiêu thụ của mạch điện trong thời gian t sẽ là:

(15.2)

*Chú ý: + Đơn vị của công suất là oát (W), dụng cụ đo công suất là oát kế.

Watt kế RF

1 Biểu thức của công suất

- Công suất tiêu thụ tức thời của mạch điện xoay chiều: p = ui

cos

=

�

- Công suất tiêu thụ điện trung bình của đoạn mạch:

2 Điện năng tiêu thụ của mạch điện

(15.1)

Điện năng tiêu thụ của mạch điện trong thời gian t là:

(15.2)

*Chú ý: + Đơn vị của công suất là oát (W), dụng cụ đo công suất là oát kế.

+ Đơn vị của điện năng là Jun (J), dụng cụ đo điện năng là công

tơ điện Mỗi số của công tơ điện là: 1kWh = 3600000 J

Công tơ điện 1 pha

1 Biểu thức của công suất

2 Điện năng tiêu thụ của mạch điện

ϕ

II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT

cos

=

W = t (15.2)

Từ công thức (15.1), cos được gọi là hệ số công suất:

1 Biểu thức của hệ số công suất

0 c os ϕ 1

c

UI

ϕ = P

2 Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng

- Với cùng điện áp U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch nào có c os ϕ lớn hơn thì công suất tiêu thụ P lớn hơn

- Các động cơ, máy điện khi vận hành ổn định có công suất P không đổi

=> I =

os

P

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

cos

=

W = t (15.2)

1 Biểu thức của hệ số công suất cos , 0 c os ϕ 1

UI

ϕ = P

2 Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng

- Với cùng điện áp U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch nào có c os ϕ lớn hơn thì công suất tiêu thụ P lớn hơn

- Các động cơ, máy điện khi vận hành ổn định có công suất P không đổi

=> I

= U c osϕ

P

- Công suất hao phí trên dây tải: P hp = rI2 2 12

os

2

r

Nếu nhỏ => Php sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh

doanh của công ty điện lực

os

c ϕ

Để nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm điện năng thì cần nâng cao hệ số công suất.

Kết luận:

1 Biểu thức của công suất

2 Điện năng tiêu thụ của mạch điện

II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT

cos

=

W = t (15.2)

1 Biểu thức của hệ số công suất cos , 0 c os ϕ 1

UI

ϕ = P

2 Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng

Kết luận: Để nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm điện năng thì cần nâng cao hệ số công suất.

3 Tính hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp

U

UR

UL

U LC

U

O

os U R

c

U

Z

= (15.3)

- Công suất tiêu thụ trong mạch:

cos

UI ϕ

=

� R 2

UI I R Z

P cũng là công suất tỏa nhiệt trên R.

Mạch cosϕ

R

C

R

L

R L

C

1

0

2

2 2

1

R R

C

ω

+

Bảng 15.1 Vài ví dụ về cos ϕ

C2- Hãy điền đầy đủ thông tin vào các ô còn trống trong bảng 15.1.

c

Z

ϕ =

0

L

R

R

=

+

CỦNG CỐ- VẬN DỤNG

Câu 1 Hãy chọn câu đúng Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với ZL=ZC:

A bằng 0 B bằng 1.

C phụ thuộc R D phụ thuộc ZC/ ZL.

CỦNG CỐ- VẬN DỤNG

Câu 1 Hãy chọn câu đúng Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp với ZL=ZC:

A bằng 0 B bằng 1.

C phụ thuộc R D phụ thuộc ZC/ ZL.

Khi ZL = ZC trong mạch xảy ra cộng hưởng điện => Z = R

c

ϕ

=> = = = max UI max U U U 2

=> P = = =

CỦNG CỐ- VẬN DỤNG

Câu 2 Biểu thức nào sau đây là biểu thức tổng quát nhất để tính công suất trung bình của mạch điện xoay chiều?

2

.

A � = I R B � = UI cos ϕ

2

C

R

=

(Chỉ khi mạch R,L,C nối tiếp)

(- Khi mạch chỉ có R hoặc mạch

R,L,C nối tiếp có cộng hưởng )

DẶN DÒ

- Học bài cũ : Nắm vững kiến thức đã củng cố.

- Giải các bài tập còn lại 2, 4, 5, 6, trang 85 SGK => Chuẩn bị cho tiết bài tập tiếp theo.

Chúc các em học 

Tạm biệt!