Công suất là đại lượng vật lý được sử dụng để đo lường các thiết bị điện trong gia đình. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cho bạn đọc về công thức tính công suất và bài tập vận dụng.
Mục Lục
Công suất là gì?
Công suất (ký hiệu P) là một đại lượng cho biết công được thực hiện hay năng lượng biến đổi trong một khoảng thời gian t (Δt).
Đơn vị đo công suất
– Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị đo công suất là Watt (viết tắt là W), lấy tên theo James Watt.
1 Watt = 1 J/s
– Ngoài ra các bạn còn gặp các tiền tố để đo các công suất nhỏ hay lớn hơn như mW, MW, KW:
1KW = 1000W ; 1MW = 1 000 000 W
– Một đơn vị đo công suất hay gặp khác dùng để chỉ công suất động cơ là mã lực (viết tắt là HP):
- 1 HP = 0,736 kW tại Pháp
- 1 HP = 0,746 kW tại Anh
– Trong truyền tải điện, đơn vị đo công suất hay dùng là KVA (Kilo Volt Ampe):
1 KVA = 1000 VA
Công thức tính công suất
Công thức tính công suất như sau:
P = A / t
Trong đó:
- P là công suất (Jun/ giây (J/s) hoặc Watt (W)).
- t là thời gian thực hiện công (s).
- A là công thực hiện (J hoặc N.m).
Tìm hiểu về công thức tính công suất
Xem thêm: Công thức đường trung tuyến và một số bài tập vận dụng
Công thức tính công suất điện
Công suất điện tức thời p(t) = u(t) . i(t) với i, u là những giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế.
Nếu i và u không thay đổi theo thời gian (dòng điện không đổi) thì P = U . I
Trong điện xoay chiều, có 3 loại công suất:
+ Công suất hư kháng Q.
+ Công suất hiệu dụng P.
+ Công suất biểu kiến S, với S = P + iQ (i: đơn vị số ảo) hay S2=P2+Q2
Công thức tính công suất cơ
– Trong chuyển động quay, có thời gian Δt và góc quay Δφ, vận tốc góc w dưới tác dụng của mômen M thì công suất P được tính bằng công thức:
P = M.Δφ/ Δt= = ω.M
– Trong chuyển động đều, với thời gian Δt và khoảng cách Δs, chuyển động với vận tốc v dưới tác dụng của lực F thì công suất P được tính bằng công thức sau:
P = F.Δs/ Δt = F.v
Tính công suất dòng điện
Công thức là:
P = UIcosφ = U.Icos(φu– φi)
Trong đó:
+ U: Là kí hiệu điện áp hiệu dụng hai đầu mạch của điện xoay chiều (V).
+ cos φ: Là ký hiệu hệ số công suất đoạn mạch xoay chiều.
+ P: Là công suất mạch điện xoay chiều (W).
+ I: Là cường độ của hiệu dụng trong mạch xoay chiều (A).
Qua đó, người dùng biết điện năng tiêu thụ mạch điện xoay chiều tương tự mạch điện của dòng không đổi. Công thức để thực hiện cách tính này đó là:
W = P.t
Theo đó:
+ P (W): Là công suất mạch điện.
+ t (s): Là thời gian dùng điện.
+ W (J): Là công của mạch điện (điện năng tiêu thụ).
Để đo lượng điện năng tất cả thiết bị tiêu thụ người ta thường dùng công tơ điện. Điện năng tiêu thụ lúc này được tính với đơn vị kWh. Cụ thể một số điện tương đương 1kWh = 3 600 000 (J) = (1000W x 3600 s).
Với dòng điện 3 pha, công thức tính điện tiêu thụ khác. Đối với các dòng máy công nghiệp lớn như máy rửa bát, máy nén khí, máy giặt công nghiệp, máy hút bụi… thường sử dụng dòng điện 3 pha. Nguyên nhân là lượng tiêu thụ điện của máy này vô cùng lớn. Có 2 cách với hai công thức bạn cần biết chính là:
– Cách 1:
P = U.I.cosφ
Trong đó:
+ I: Cường độ của dòng điện hiệu dụng trên mỗi tải.
+ cosφ: Hệ số công suất trên từng tải.
– Cách 2: Thực hiện theo công thức:
P = H x (U1.I1 + U2.I2 + U3.I3)
Trong đó:
+ U: Điện áp.
+ I: Dòng điện.
+ H: Thời gian tính theo giờ.
Công thứ bóng đèn tiêu thụ là P = U x H x I.
Công thức tính công suất tiêu thụ
Công suất tiêu thụ là đại lượng đặc trưng của tốc độ tiêu thụ trên mạch điện nguồn điện nay. Công suất này có ký hiệu là P.
Theo cách tính, công thức tiêu thụ đoạn mạch bằng trị số điện đoạn mạch tiêu thụ trên đơn vị thời gian. Bên cạnh đó, bằng tích hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với mức cường độ của dòng điện chạy trên đoạn mạch đó.
Công thức tính cụ thể như sau:
P = U.I = A/t
Theo đó:
+ A (J): Điện năng tiêu thụ.
+ T (s): Thời gian.
+ U (V): Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch.
+ P (W): Công suất tiêu thụ.
Theo các thông số về công suất tiêu thụ được ghi trên đồ dùng, chúng ta có thể tính công suất điện tiêu thụ của thiết bị đó. Qua đó, người dùng chọn được thiết bị hợp nhu cầu dùng điện của đơn vị sản xuất, gia đình để phân bổ kế hoạch phù hợp.
Tìm hiểu về công thức tính công suất
Xem thêm: Bật mí những cách học thuộc công thức Sin Cos dễ nhất
Ý nghĩa công suất điện trên các thiết bị
Đối với các thiết bị điện tử sử dụng điện năng để hoạt động, các nhà sản xuất sẽ ghi rõ các chỉ số về công suất hay các công suất tiêu thụ điện. Trên thực tế, số W ghi trên mỗi thiết bị điện sẽ biểu thị cho công suất định mức của thiết bị đó.
Nếu trên thiết bị có ghi từ 220V – 300W thì có nghĩa là thiết bị đó phải sử dụng ở hiệu điện thế định mức là 220V và công suất tiêu thụ là 300W. Bên cạnh đó, các chỉ số này cũng giúp người dùng tính được lượng điện năng tiêu thụ của thiết bị điện trong 1 tháng. Ví dụ: Một bóng đèn trên nhãn có ghi công suất tiêu thụ điện của chúng là 18W, có nghĩa bóng đèn sẽ tiêu thụ trong 1 giờ là 18W khi có điện áp đầu vào là 220 VAC.
Một số ví dụ minh họa về công thức tính công suất
Ví dụ 1: Một máy cơ trong 1h sản sinh ra một công là 330kJ, vậy công suất của máy cơ đó là:
- P = 92,5W
- P = 91,7W
- P = 90,2W
- P = 97,5W
Lời giải:
Đáp án: B
– Đổi:
- A = 333kJ = 333000J.
- 1h =3600s.
– Theo công thức tính công suất của máy cơ:
P = A / t = 330000 / 3600 = 91,7 W
Ví dụ 2: Một động cơ thực hiện được một công A trong khoảng thời gian t. Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian được gọi là:
- Công toàn phần
- Công có ích
- Công hao phí
- Công suất
Lời giải:
Đáp án: D
Công của máy thực hiện trong một đơn vị thời gian gọi là công suất.
Ví dụ 3: Một máy động cơ có công suất P = 75W, hoạt động trong t = 2h thì tổng công của máy cơ sinh ra là:
- 550 kJ
- 530 kJ
- 540 kJ
- 560 kJ
Lời giải:
Đáp án: C
– Áp dụng công thức tính công suất:
P = A / t => A = P.t
– Công động cơ sinh ra trong 2 giờ là:
A = P.t = 75. 7200 = 540000 (W) = 540 (kW)
Hy vọng những thông tin trong bài viết đã giúp bạn đọc nắm được công thức tính công suất và các công thức liên quan để vận dụng vào giải bài tập.