Khái niệm công suất tiêu thụ điện, hay còn gọi là đại lượng công suất điện, là một trong những thuật ngữ phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của con người và đặc biệt quan trọng khi mua các thiết bị điện. Tuy nhiên, hầu hết mọi người chỉ hiểu đơn giản về công suất điện mà chưa đầy đủ hiểu rõ ý nghĩa của nó. Trong bài viết này, Monkey sẽ cung cấp định nghĩa, ý nghĩa cũng như hướng dẫn chi tiết cách tính công suất điện tiêu thụ.
Công suất điện là gì?
Công suất điện của đoạn mạch được tính bằng đơn vị năng lượng tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định.
Công suất tiêu thụ điện được tính bằng điện năng tiêu thụ trên một đơn vị thời gian. Ngoài ra, ta cũng có thể tính công suất tiêu thụ điện bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
Công suất điện được ghi là P và được đo bằng đơn vị W.
Đơn vị đo công suất điện bao gồm W, kW và kVA. Trong nhiều tình huống, những đơn vị này không đồng nhất, tuy nhiên chúng đều được sử dụng để đo công suất.
Đơn vị đo công suất tác dụng của máy là kW (ki lô oắt). Giá trị này được đo dựa trên sự biến đổi của năng lượng trong một khoảng thời gian xác định và được biểu thị bằng công thức Công thức P = U.I..
Trong hệ thống điện xoay chiều, công suất phản kháng sẽ được tạo ra, nó có thể được hiểu là: kVA = kW + công suất phản kháng. Tuy nhiên, trong hệ thống điện một chiều hoặc trong trường hợp mạch lý tưởng, kVA và kW có giá trị tương đương nhau.
Công suất định mức của các dụng cụ điện
Công suất định mức là số điện được ghi trên các thiết bị hoặc dụng cụ điện.
Số vôn và số oát trên các dụng cụ điện
Dễ dàng quan sát được trên mọi thiết bị dùng trong gia đình, bạn sẽ tìm thấy một dãy số ghi chú về điện áp và công suất.
Khi dòng điện với hiệu điện thế 220V đi qua bóng đèn điện, bóng đèn sử dụng 25W công suất tiêu thụ để chiếu sáng. Trên bóng đèn có đánh dấu 220V – 25W để chỉ thị hiệu điện thế và công suất tiêu thụ.
Ý nghĩa công suất ghi trên mỗi dụng cụ điện
Số đánh dấu trên thiết bị đó sẽ là mức tiêu thụ điện năng (hay gọi tắt là độ mạnh) khi mỗi thiết bị điện được sử dụng với điện áp tương đương với điện áp chuẩn.
Mỗi thiết bị điện có công suất định mức cho biết khả năng tiêu thụ điện khi hoạt động bình thường.
Công thức tính công suất điện
Công suất tiêu thụ của các thiết bị điện, dòng điện xoay chiều và điện ba pha có thể được tính bằng ba công thức khác nhau.
Công thức tính công suất điện tiêu thụ các thiết bị điện
Hiệu suất của máy móc sẽ giảm dần theo thời gian sử dụng, dẫn đến sự thay đổi công suất. Tuy nhiên, thông thường, công suất của các thiết bị điện sẽ được ghi rõ trên tem hoặc nhãn năng lượng. Để xác định công suất hiện tại của thiết bị, bạn có thể sử dụng công thức tương ứng.
Trong đó:…
P: Công suất tiêu thụ của máy (W).
A: Tốc độ sử dụng năng lượng (giờ).
T: Khoảng thời gian sử dụng của thiết bị (giờ).
U: Điện thế giữa hai đầu đoạn mạch (V).
I: Điện áp chạy qua đoạn mạch (A).
Số lượng điện tiêu thụ của các thiết bị có thể được tính bằng công thức trên. Từ đó, lựa chọn thiết bị điện phù hợp với nhu cầu sử dụng của gia đình sẽ dễ dàng hơn và giúp tiết kiệm chi phí. Đồng thời, việc sử dụng hợp lý tại các xưởng sản xuất và nhà máy sẽ được thực hiện hiệu quả.
Công thức tính công suất dòng điện xoay chiều
Trong trường hợp này, tính độ mạnh của dòng điện sẽ giúp bạn hiểu được mức lượng điện tiêu thụ của các thiết bị điện khác nhau.
Công thức Công thức P = U.I.cos(φu- φi) còn được viết là UIcosφ.
Trong đó:…
P là công suất của mạch AC, được đo bằng đơn vị W.
U là điện áp trung bình giữa hai đầu của mạch điện xoay chiều, được đo bằng đơn vị V.
I là độ lớn của hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện xoay chiều, được đo bằng đơn vị V.
Hệ số công suất Cos φ của mạch xoay chiều.
Được tính công suất điện năng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều giống như mạch điện của dòng điện không đổi.
Trong đó:…
W: lượng điện sử dụng (công suất) của mạch điện (J).
P: công suất mạch điện (W).
T: thời gian sử dụng điện (giây).
Thông thường, người ta thường dùng máy đo điện để đo lượng điện sử dụng của tất cả các thiết bị điện trong hệ thống điện xoay chiều. Lượng điện tiêu thụ được tính bằng đơn vị kWh (kilowatt giờ). Phương pháp này được sử dụng rộng rãi để đo lường điện năng tiêu thụ hiện nay.
Một số điện tương đương với 1 kWh tương đương với 1000 (W).3600 (s) tương đương với 3.600.000 (J).
Công thức tính công suất điện 3 pha
Dòng điện ba pha cho năng suất sử dụng cao và mạnh hơn rất nhiều so với dòng điện phổ biến ở gia đình, yêu cầu việc vận hành các máy móc và thiết bị vô cùng phức tạp. Đây là dòng điện được áp dụng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp.
Có hai cách tính công suất của dòng điện ba pha:
Cách 1:.
Trong đó:…
I đại diện cho Cường độ dòng điện hiệu dụng của mỗi tải (A).
Hệ số công suất Cosφ trên mỗi tải được tính toán.
Giống với công thức tính công suất của mạch, công thức này cũng có chút khác biệt. Sự khác biệt nằm ở giá trị I, độ lớn của dòng điện chạy qua từng tải và cosφ, hệ số công suất của từng tải.
Cách 2:.
Trong công thức này có sự khác biệt vì bổ sung thêm thời gian dòng điện chạy qua thiết bị tải.
Công thức tính P là: P = (U1*I1 + U2*I2 + U3*I3) nhân với H.
Trong đó:…
U1, U2, U3: Điện áp đặt qua từng pha (V).
I1, I2, I3: Độ mạnh của dòng điện chạy qua từng giai đoạn (A).
H: Thời gian tính dòng điện chạy qua mạch (giờ).
Một số bài tập công suất điện
Trong bài này, chúng ta sẽ xem xét các công thức tính công suất tiêu thụ điện năng P của đoạn mạch. Để tính toán công suất này, chúng ta cần biết các thông số như hiệu điện thế U, dòng điện chạy qua đó có cường độ I và điện trở nó là R. Bài 1 yêu cầu chúng ta xác định công thức nào không phải là công thức tính công suất tiêu thụ điện năng P của đoạn mạch này.
Công thức P = U.I.
Công thức P = U/I.
Công thức tính P = U^2/R.
Công thức P = I bình phương nhân R.
Lời giải:.
=> Chọn B. Công thức P = U/I.vì công suất tiêu thụ điện năng Công thức P = U.I. =I^2.R= U^2/R nên đáp án B sai.
Phần 2: Vui lòng lựa chọn câu chính xác.
Để tính toán hệ số công suất của mạch điện xoay chiều, ta cần xác định giá trị của các thành phần R, L, C kết nối nối tiếp với ZL = Zc.
Bằng 0.
Bằng 1.
Dựa vào R.
Tùy thuộc vào Zc/ZL.
Lời giải:.
Mạch RLC nối tiếp với ZL = ZC.
Mạch tương tác có kết quả Cos∅ = R/Z = R/R = 1.
=> Lựa chọn phương án B.
Bài số 3: Trên một chiếc đèn có viết 12V – 6W.
A) Đưa ra thông tin về ý nghĩa của các con số được ghi lại.
B) Tính độ mạnh của dòng điện tối đa để chạy đèn.
C) Đo độ kháng của bóng đèn tại thời điểm đó.
Lời giải:.
A) Số 12V cho biết hiệu điện thế định mức cần đặt vào hai đầu bóng đèn để đèn sáng bình thường.
Số 6W chỉ ra công suất định mức của bóng đèn.
B) Giá trị cường độ dòng điện chạy qua đèn là:
Ta có: Công thức P = U.I. ⇒ I = P/U = 6/12 = 0.5A
C) Điện trở của đèn lúc đó là: R = U^2/P= 12^2/6 = 24Ω.
Khi dây tóc của bóng đèn bị đứt, có thể xảy ra tình huống chúng ta có thể cột hai đầu dây tóc tại vị trí bị đứt lại với nhau và tiếp tục sử dụng bóng đèn trong một khoảng thời gian khác. Trong trường hợp này, liệu công suất và độ sáng của bóng đèn có tăng hay giảm so với trước khi dây tóc bị đứt? Và tại sao?
Lời giải:.
Khi bị đứt và được nối dính lại thì dây tóc của bóng đèn ngắn hơn trước nên điện trở của dây tóc nhỏ hơn trước. Trong khi đó, hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc vẫn như trước nên công suất Công thức tính P = U^2/R. sẽ lớn hơn. Do vậy đèn sẽ sáng hơn so với trước.
Phần bài 5: Trên một chiếc nồi cơm điện được in số liệu 220V – 528W.
A) Tính cường độ dòng điện định mức chạy qua dây nung của nồi. B) Tính tổng trở kháng của mạch điện.
B) Đo điện trở của dây khi nồi đang hoạt động ở trạng thái bình thường.
Lời giải:.
B) Dòng điện chạy qua dây nóng của nồi có mức điện hiện định là: a) Mức điện hiện đang chạy qua dây nóng của nồi là: b) Mức cường độ điện hiện định của dòng điện chạy qua dây nóng của nồi là:
Bằng công thức P = UI, chúng ta có thể tính được giá trị của dòng điện I bằng cách I = P/U = 528/220 = 2,4A.
B) Trở kháng của dây nóng khi nồi đang hoạt động bình thường là:
R = U/I = 220/2,4 = 91,7 ohm.
Tổng hợp các định nghĩa, ý nghĩa và cách tính công suất điện đã được đưa ra trong bài viết. Monkey trân trọng cảm ơn quý độc giả đã đọc và mong rằng bạn sẽ có thể áp dụng những kiến thức này vào cuộc sống hàng ngày của mình.
Tôi là Nguyễn Văn Sỹ có 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết kế, thi công đồ nội thất; với niềm đam mê và yêu nghề tôi đã tạo ra những thiết kếtuyệt vời trong phòng khách, phòng bếp, phòng ngủ, sân vườn… Ngoài ra với khả năng nghiên cứu, tìm tòi học hỏi các kiến thức đời sống xã hội và sự kiện, tôi đã đưa ra những kiến thức bổ ích tại website nhaxinhplaza.vn. Hy vọng những kiến thức mà tôi chia sẻ này sẽ giúp ích cho bạn!