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 U đ m P đ 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 U v giữa hai đầu đầu đồ dùng điện bằng U đ m và I q (cờng độ dòng điện qua đồ dùng) bằng I đ m (với I đ m của đồ dùng đợc tính theo công thức: I đ m = dm dm P U Từ công thức P = UI ) thì đồ dùng điện mới làm việc bình thờng . - Nếu U v = U đ m của đồ dùng nhng I q khác I đ m thì đồ dùng điện sẽ tiêu thụ công suất khác công suất định mức P đ m +. Các đồ dùng điện có cùng ghi U đ m P đ 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 U đ m P đ 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 / P đm . 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 U đ m nhng khác công suất P đm 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 U 2 . Khi hai đèn có cùng hđt : U đm nếu đèn nào có công suất nhỏ hơn thì điện trở lớn hơn. Theo R d = S l thì đèn nào có công suất nhỏ hơn thì dây tóc của đèn có chiều dài lớn hơn. U 1 U 2 R 1 R 2 I I 1 I 2 R 2 R 1 2 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 .10 6 Ws = 3,6. 10 6 J + 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 = I 2 R t (J) Q = 0,24. I 2 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 P đ = den den R U 2 R đen = den den P U 2 . + Riêng bếp điện (có dùng dây đốt nóng,dây may so) ; nhiệt tỏa ra còn đợc tính theo công thức : Q tỏa = RI 2 t = A = P. t . (P là công suất ghi trên bếp điện, t là thời gian làm việc của bếp.) Q thu = c . m. t = c.m. (t 2 - t 1 ) 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 I 1 đ- ợc. Thực tế R chỉ phụ thuộc vào ; l ; S theo công thức: R = 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 = RI 2 t (#) = t R U 2 )2( 2 tI Q R = ; hoặc R = )3( 2 Q tU . 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 = rR 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: 3 - 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 Đ 1 (110V - 40 W) và đèn Đ 2 (110V - 100W) có thể mắc nối tiếp với nhau đợc không? nên chọn Đ 1 và Đ 2 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 = U R +U Đ do đó U Đ = U - U R (U R là điện áp dây). Vậy ; U Đèn phải nhỏ hơn 220V. đpcm! b, Theo địng luật Ôm : U R = IR (1) và U Đèn = I. R Đèn (2) Vì mắc nối tiếp nên cùng I (cờng độ dòng điện). Chia hai vế của (1) cho (2) ta có: DenDen R DenDenDen R R R U U R R RI RI 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 R đèn thì U R rất nhỏ so với U đèn ; Nghĩa là sự tiêu hao điện năng trên đờng dây không đáng kể. Vì S l R = 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 nhỏ ví dụ nh dây đồng, dây nhôm. c, Hai đèn Đ 1 và Đ 2 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 : Đ 1 (220V - 60W) và Đ 2 (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: Đ 2 Đ 1 220V Đ 2 Đ 1 220V 4 a, Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế , bóng nào có công suất lớn hơn thì sáng hơn. Nh vậy , bóng đèn Đ 2 sáng hơn Đ 1 . b, Theo công thức: P = R U 2 R 1 = = )(806 60 220 2 P 1 = )(28 806 150 2 1 2 W R U = R 2 = = )(484 100 220 2 P 2 = )(46 484 150 2 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 1 == U U R R U U . Cộng mẫu số với tử số của hai p/s (TLT) ta có: )(275440. 1290 806 1290 806 440806484 806 1 1 21 1 WU U UU U == + = + ( biết U 1 + U 2 = U = 440V) P 1 = )(5,93 806 275 2 W U 2 = U - U 1 = 440 - 275 = 165 V P 2 = )(3,56 484 165 2 W P 1 = 93,5W > P 2 = 56,3W nên bóng đèn Đ 1 sáng hơn đèn Đ 2 . Cả hai đèn đều không sáng bình th- ờng vì P 1 > P 2 , 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 Đ 1 (220V - 100W) ; Đ 2 (220V - 60W) ; Đ 3 (220V - 40W) ; Đ 4 (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) R 1 = )(484 100 )220( 2 1 2 == P U ; Tơng tự ta có : R 2 806 ; R 3 = 1210 ; R 4 = 1936 . + Cờng độ dòng điện qua các đèn Đ 1 và Đ 2 là nh nhau và bằng: I 12 = A V 18,0 806484 240 + + Cờng độ dòng điện qua các đèn Đ 3 và Đ 4 là nh nhau và bằng: I 34 = A V 07,0 19361210 240 = + . + Công suât tiêu thụ thực tế của các bóng là: P 1 = R 1 . I 12 2 = 484. (0,18) 2 15,7 (W) ; P 2 = R 2 . I 12 2 = 806. (0,18) 2 26,1 (W) P 3 = R 3 . I 34 2 = 1210. (0,07) 2 5,9 (W) ; P 4 = R 4 . I 34 2 = 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 1 kwh = 0,06 kwh. 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. Đ 3 Đ1 Đ2 Đ4 U 5 4. Bài 1. 100: Có 4 bóng đèn có cùng U đm = 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 Đ 1 ; Đ 2 có ghi công suất: (40W + 60W) ; Nhóm ( II ) gồm các đèn Đ 3 ; Đ 4 , 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 U 22 = . Các điện trở của các đèn ghi theo số công suất: R 60 = 50 110 ;; 40 110 ; 60 110 2 50 2 40 2 == RR . Theo cách mắc trên; nhóm I có điện trở tơng đơng là: R 1 = )(121 40 110 60 110 40 110 . 60 110 . 22 22 4060 4060 = + = + RR RR . Nhóm II có điện trở là: R 2 = )(121 100 110 2 50 110 2 2 == . Nh thế cả hai nhóm có điện trở tơng đơng bằng nhau. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch của nhóm là bằng nhau : U I = U II = 110V. (U đợc chia đều cho 2 nhóm). Các đèn làm việc ở hiệu điện thế là 110V bằng U đm của các đèn nên các đèn sáng bình thờng. 5. Bài 1. 105: Trong mạch điện nh hình vẽ 1 , cho biết các đèn : Đ 1 (6V - 6W) và Đ 2 (12V - 6W) . Khi mắc hai điểm A và B vào hiệu điện thế U 0 thì các đèn sáng bình thờng. Hãy xác định: a, Hiệu điện thế định mức của các đèn Đ 3 ; Đ 4 ; Đ 5 . b, Công suất tiêu thụ của cả mạch , biết công suất tiêu thụ của đèn Đ 3 là 1,5 W và tỉ số công suất định mức của hai đèn cuối cùng là 3 5 . Bài giải: a, Các đèn Đ 1 và Đ 2 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: I 1 = A U P 1 6 6 1 1 == và I 2 = A U P 2 1 12 6 2 2 == Vì I 1 > I 2 nên ta chọn đầu A nối với cực dơng và đầu B nối với cực âm của nguồn điện . Do đó các dòng điện I 1 ; I 2 ; I 4 ; I 5 phải nằm trên hai nhánh ACB và ADB có chiều đi từ A đến B nh hình sau (hình 2) Vì I 1 > I 2 nên dòng điện qua đèn Đ 3 phải có chiều từ C đến D: I 1 = I 2 + I 3 I 3 = I 1 - I 2 = 1- 0,5 = 0,5 (A). Vậy hiệu điện thế định mức của đèn Đ 3 là: (bài này đợc hiểu các đèn đều sáng bình thờng). Đ 3 - 50WĐ1- 60 W Đ2- 40W Đ4 - 50W U= 220 V III Đ 3 Đ1 Đ2 Đ4 Đ 5 A B Hình 1 Đ 3 Đ1 Đ2 Đ4 Đ 5 A B C D I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 Hình 2 6 P 3 = U 3 I 3 U 3 = VUV I P 3);(3 5,0 5,1 3 3 3 === . Ta có : U AD = U AC +U CD U 4 = U 1 + U 3 = 6 + 3 = 9 (V) và; U DB = U AB - U AD U 5 = (U 1 + U 2 ) - U 4 = (6 + 12) - 9 = 9 (V). Vì các đèn sáng bình thờng nên hiệu điện thế định mức của đèn Đ 4 ; Đ 5 là U 4 = 9V, U 5 = 9V b, Hai đèn Đ 4 ; Đ 5 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 5 == I I P P ( vì I 5 > I 4 ) (1) Mặt khác ta lại có : I 5 = I 4 + I 3 I 5 = I 4 + 0,5 (2) Từ (1) và (2) ,dễ dàng ta tính đợc I 4 = 0,75 A và I 5 = 1,25A và P 4 = U 4 I 4 =9. 0,75 = 6,75 W ; P 5 = 3 5 P 4 = 11,25 W. Công suất của cả mạch là : P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + P 5 = 6+6+1,5+6,75+11,25 = 31,5(W) P = 31,5 W 6. Bài 1.58 : Có 3 bóng đèn : Đ 1 ( 6V - 6W) , Đ 2 (6V - 3,6W), Đ 3 (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 R 23 = 231 6 1510 15.10 RR == + U 1 = U 23 = U/2 = 12: 2 = 6 V = U đ 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 . 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 = R 1 + R 23 = 10 + 2 10 = 15(.) I = A R U 4,0 15 6 == P 1 = I 2 R 1 = 0,4 2 .10 = 1,6 W Vì R 2 = R 3 I 2 = I 3 = I: 2 = 0,2 A P 2 = P 3 = I 2 2 R 2 = 0,2 2 .10 = 0,4W * Theo sơ đồ b, : I 4 = == A R U 6,0 10 6 4 P 4 = I 4 2 R 4 = 0,6 2 .10 = 3,6W I 56 = == + A RR U 3,0 20 6 65 P 5 = P 6 = I 2 5 R 5 = 0,6 2 .10 = 0,9W. A C B Đ 1 Đ 2 Đ 3 U Đ1 A B Đ 2 Đ 3 B U A Đ 4 Đ 5 Đ 6 a, b, 7 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 R 0 = 8. 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: R đ = 1936 25 220 22 == P U () Vì 3 đền mắc song song nên điện trở tơng đơng của đoạn mạch BC là: R 3 đèn = )(645 3 1936 Điện trở toàn mạch ABCD là: R = R 3 đèn + R 0 = 645 + 8 = 653 () . Vậy, cờng độ dòng điện mạch chính (là dòng qua AB) là: I = A V R U 43,0 653 220 = . Cờng độ dòng điện qua các mạch rẽ (qua các đèn)là : I đ = )(112,0 3 A I = b, Hiệu điện thế thực tế của mỗi đèn là : U đ = I đ . R đ = 0,112 A. 1936 = 216 V ; Vì U đ < U đ m nên các đèn không sáng bình thờng. 9. Bài 1.64: Ba bóng đèn Đ 1 ; Đ 2 ;Đ 3 giống nhau có ghi (12V - 7,2W) đợc mắc theo sơ đồ nh hình bên . Biết U AB = 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 R x bằng bao nhiêu và mắc nh thế nào? Bài giải: a, Điện trở của đèn khi nó sáng bt: R Đ = )(10 2 20 20)(20 2,7 12 231 2 2 ===== RR P U D D Ta thấy: R 1 = 2 R 23 U 1 = 2 U 23 ( vì ở đoạn mạch nối tiếp thì : 2 1 2 1 U U R R = ) U 23 = )(8 3 24 3 V U == Và U 1 = 2.8 = 16V. P 1 = >== )(8,12 20 16 2 1 2 1 W R U P đ m = 7,2 W; Do đó , đèn Đ 1 sáng quá mức bình thờng. P 2 = P 3 = <== )(2,3 20 8 2 2 2 2 W R U P đ m = 7,2W , nên đèn Đ 2 và Đ 3 tối hơn mức bình thờng. b, Muốn các đèn sáng bình thờng thì phải mắc thêm điện trở R X vào mạch điện nh hình sau: Dễ thấy R X = R Đ R X = 20 A B C D U A C B Đ 1 Đ 2 Đ 3 A C B Đ 1 Đ 2 Đ 3 D R X 8 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 : U 6 = U và U 4 = U 5 = 2 U ( theo sơ đồ b, ) ở sơ đồ a, : Vì R 1 = 2R 23 U 1 = 2U 23 U 1 = 3 2U và U 23 = 3 U Do U 6 > U 1 > U 4 , U 5 > U 2 , U 3 P 6 > P 1 > P 4 , P 5 > P 2 , P 3, 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 R 1 của bàn là và R 2 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 P 1 , P 2 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: a, Điện trở của bàn là đèn lúc HĐ bình thờng là: R 1 = )(22 550 110 2 1 2 1 == P U điện trở của bóng đèn lúc sáng bình thờng là: R 2 = )(202 60 110 2 2 2 2 = P U b, Dòng điện qua mạch mắc nối tiếp là: I = )(1 20222 220 21 A RR U + = + c, Công suất thực tế của bàn là là: P 1 = U 1 I = R 1 I 2 = 22. 1 2 = 22(W) Công suất thực tế của bóng đèn là: P 2 =U 2 . I =R 2 I 2 =202. 1 2 = 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 Đ 1 (220V - 100W); Đ 2 (220V - 50W); Đ 3 (220V - 50W); Đ 4 (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 A C B Đ 1 Đ 2 Đ 3 A a, Đ 4 Đ 5 Đ 6 b, Đ 3 Đ1 Đ2 Đ4 U 9 Bài giải: a, Giả sử các đèn sáng bình thờng (hiệu điện thế mắc vào hai đầu bóng đèn đúng bằng U đ m ghi trên bóng đèn) thì ta tính đợc điện trở của các đèn lần lợt là: R 1 = )(484 100 220 2 1 2 1 == P U , tơng tự có: R 2 =968 ; R 3 = R 2 = 968 ; R 4 = 1936 Cờng độ dòng điện qua đèn Đ 1 và Đ 2 là: I = )(15,0 968484 220 21 A RR U + = + . Cờng độ dòng điện qua các đèn Đ 3 và Đ 4 là: I = )(07,0 1936968 220 43 A RR U + = + Công suất tiêu thụ của các đèn lần lợt là: P 1 = R 1 .I 2 = 484. 0.15 2 11(W). P 3 = R 3 .I 2 = 968. 0.07 2 5(W). P 2 = R 2 .I 2 = 968. 0.15 2 22(W). P 4 = R 4 .I 2 = 1936. 0.07 2 10(W). Nh trên thì các đèn mắc theo hình vẽ đã cho thì đèn Đ 2 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: R 1 = )(5,302 40 110 2 1 2 1 == P U ; R 2 = )(121 100 110 2 2 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: I 1 = )(36,0 5,302 110 1 A R U = ; I 2 = )(91,0 121 110 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: I 1 = I 2 = I = )(52,0 1215,302 220 21 A RR U + = + ; Do đó, công suất tiêu thụ thực tế của mỗi đèn là: P 1 = R 1 I 2 = 302,5.(0.52) 2 81,8 (W). P 2 = R 2 I 2 = 121.(0.52) 2 32,7 (W). Xét thấy, đèn ghi (40W - 110V) - đèn có điện trở R 1 - sẽ tiêu thụ công suất thực tế là : 81,8 W > 40W = P đ 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 = P đ m đen2. 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 . 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. 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 U v. 1 2 R R Hình bên 5. Nếu hai đèn có cùng U đ m nhng khác công suất P đm 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