Bài 15. Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất

Bài 15 Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT 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 1/ Biểu thức của hệ số công suất 2/ Tầm quan trọng của hệ số công suất 3/ Tính hệ số công suất của mạch điện R, L, C nối tiếp NỘI DUNG BÀI Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I. Công suất của mạch điện xoay chiều 1/ Biểu thức của công suất - Cho biết biểu thức tính công suất điện tiêu thụ trong mạch điện không đổi là gì? 2 2 U P RI UI R = = = I. Công suất của mạch điện xoay chiều 1/ Biểu thức của công suất Mạch i ~ - Xét mạch điện xoay chiều như hình vẽ. - Tại một thời điểm t, i trong mạch chạy theo 1 chiều nào đó → Ta có thể xem tại thời điểm t, dòng điện trong mạch là dòng 1 chiều Vậy công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t là gì? p = ui Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT - Điện áp hai đầu mạch: u = U 2 cosωt - Cường độ dòng điện tức thời trong mạch: i = I 2 cos(ωt+ ϕ) I. Công suất của mạch điện xoay chiều 1/ Biểu thức của công suất - Công suất tức thời của mạch điện xoay chiều: p = ui = 2UIcosωtcos(ωt+ ϕ) = UI[cosϕ + cos(2ωt+ ϕ)] - Công suất điện tiêu thụ trung bình trong một chu kì: P = UIcosϕ Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT - Vì cos ϕ không đổi nên cos cos ϕ ϕ = (15.1) cos(2 ω ϕ + =) 0t Và trong một chu kỳ thì: - Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũng là công suất tiêu thụ điện trung bình của mạch trong thời gian đó (U, I không thay đổi). Điện năng tiêu thụ trong mạch điện trong thời gian t: W = P.t 2/ Điện năng tiêu thụ của mạch điện (15.2) II. Hệ số công suất 1/ Biểu thức của hệ số công suất 2/ Tầm quan trọng của hệ số công suất - Các động cơ, máy khi vận hành ổn đinh, công suất trung bình được giữ không đổi và bằng: P = UIcosϕ với cosϕ > 0 - Nếu cosϕ nhỏ → P hp sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ty điện lực. Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT - Từ công thức , cosϕ được gọi là hệ số công suất. P = UIcosϕ - Vì cosϕ có giá trị tuyệt đối không vượt quá 90 0 nên: 0 ≤ cosϕ ≤ 1 I = P Ucosϕ Dòng điện (r là điện trở trên đường dây tải) U 2 P hp = r.I 2 = r P 2 cos 2 ϕ 1 Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT cosϕMạch R C R R L L 22 ω LR R + 1 C 0 ?0 ? 2 2 1 ω C R R + 3/ Tính hệ số công suất của mạch điện R, L, C nối tiếp cos ϕ = R U U hay cos 2 2 1 ( ) R R L C ϕ ω ω = + − - Công suất trung bình tiêu thụ trong mạch: cos 2 2 U R P UI U Z Z U R RI Z ϕ = =   = =  ÷   Bài 15: TIẾT: 26 CƠNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU, HỆ SỐ CƠNG SUẤT Cho mạch điện - Đặt vào hai đầu mạch điện u =U cos ωt - Khi dòng mạch i = I cos(ωt + ϕ ) ϕ Đợ lệch pha giữa u và i Xác định: - Cơng suất tiêu thụ mạch điện - Hệ số cơng suất MẠCH i u ~ Cho mạch điện tiêu thụ có u =U ϕ cos ωt MẠCH i i = I cos(ωt + ϕ ) Đợ lệch pha giữa u và i u ~ I CƠNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Biểu thức cơng suất P = U I cosφ Trong đó: - P :Là cơng suất tiêu thụ trung bình mạch điện thời gian T - cosφ : Gọi là hệ số cơng suất Điện tiêu thụ mạch điện xoay chiều Với t là thời gian máy tiêu thụ hoạtW đợng = P t * Chú ý: số điện= 1KW.h=3.600.000 J Cho mạch điện tiêu thụ có u =U ϕ cos ωt MẠCH i i = I cos(ωt + ϕ ) Đợ lệch pha giữa u và i u ~ I CƠNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Biểu thức cơng suất P = U I cosφ Trong đó: - P :Là cơng suất tiêu thụ trung bình mạch điện thời gian T - cosφ : Gọi là hệ số cơng suất Điện tiêu thụ mạch điện xoay chiều Với t là thời gian máy tiêu thụ hoạtW đợng = P t * Chú ý: số điện= 1KW.h=3.600.000 J II HỆ SỐ CƠNG SUẤT Tính hệ số cơng suất mạch R, L, C mắc nối tiếp a, Hệ số cơng suất UL UR cosϕ = U Hay R cosϕ = Z U ULC O UC b, Nhận xét: ϕ UR I ≤ cosϕ ≤ P = UI cos ϕ = I R Cơng suất mạch điện tiêu thụ R, L, C nối tiếp cơng suất tỏa nhiệt R II HỆ SỐ CƠNG SUẤT Tính hệ số cơng suất mạch R, L, C mắc nối tiếp a, Hệ số cơng suất UL UR cosϕ = U Hay R cosϕ = Z U ULC O UC b, Nhận xét: ≤ cosϕ ≤ P = UI cos ϕ = I R ϕ UR I UR P = UI cosϕ = U ZZ U  = R  ÷ = RI  Z Cơng suất mạch điện tiêu thụ R, L, C nối tiếp cơng suất tỏa nhiệt R 2 Tầm quan trọng hệ số cơng suất q trình cung cấp và sử dụng điện a, Cơng suất hao phí - Cơng suất tiêu thụ máy điện P = U I cosφ - Có cường đợ dòng điện hiệu dụng: I= P U cos ϕ ⇒Cơng suất hao phí đường dây tải điện có điện trở r P hp = rI = r P2 U cos ϕ 2 b, Tầm quan trọng hệ số cơng suất - Để làm giảm lượng điện hao phí đường dây máy tiêu thụ điện phải có hệ số cơng suất lớn - Trong thực tế người ta quy định máy tiêu thụ điện phải có cosϕ ≥ 0,85 BÀI TẬP CỦNG CỐÁ Hãy chọn câu Mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp có: R = 40 Ω, ZL = 70 Ω, ZC = 40 Ω Hệ số công suất A Bằng 0,2 mạch là: B Bằng 0,5 C Bằng 0,8 D Bằng BÀI TẬP CỦNG CỐÁ Mạch điện R,L,C nối tiếp có: R = 50 Ω, cuộn cảm có cảm kháng ZL= 100 Ω tụ điện có dung kháng ZC = 150 Ω Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch U=100 V Công suất tiêu W là: thụA của100 mạch B 150 W C 200 W D 50 W R cosϕ = = Z Mạch R R + (ω L − )2 ωC cosϕ R C C R R R2 + Cω L ?0 R L R ? R + Lω 2 Bóng điện dùng điện xoay chiều có ghi 220V-40W Xác định: -Điện tiêu thụ ngày.(sử dụng thắp sáng 5h) W=P t = 40x 5x3600=360.000J= 0,2KW.h -Điện tiêu thụ 1tháng( 30 ngày) Wth= 30x0,2= 6KW.h - Số tiền phải trả tháng( 1500đ/1kW.h) 6x 1500= 9000đ -g/s hợ gia đình thắp bóng,Xã Sơn thịnh có khoảng 3.000 hợ tính số tiền trả tiền điện tháng 3000x 9000= 27.000.000đ Bài 15. CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Cường độ dòng điện tức thời trong mạch: Mạch tiêu thụ  u i C1- Nhắc lại các công thức tính công suất điện tiêu thụ trong một mạch điện không đổi!   i I 2cos t    u U 2cos t I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Biểu thức của công suất Đặt vào hai đầu mạch một điện áp:  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 I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Biểu thức của công suất . . . . . - Công suất tiêu thụ tức thời của mạch điện xoay chiều: p = ui cosUI   - Công suất tiêu thụ điện trung bình của đoạn mạch: 2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện W t (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 I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Biểu thức của công suất . . . . . - Công suất tiêu thụ tức thời của mạch điện xoay chiều: p = ui cosUI   - Công suất tiêu thụ điện trung bình của đoạn mạch: 2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện W t (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 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 cosUI   (15.1) 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 os 1c   os ,c UI   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 lớn hơn thì công suất tiêu thụ P osc  lớn hơn. - Các động cơ, máy điện khi vận hành ổn định có công suất P không đổi. => I = . osUc  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 cosUI   (15.1) W t (15.2) 1. Biểu thức của hệ số công suất 0 os 1c   os ,c UI   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 lớn hơn thì công suất tiêu thụ P osc  lớn hơn. - Các động cơ, máy điện khi vận hành ổn định có công suất P không đổi. => I = . osUc  P - Công suất hao phí trên dây tải: 2 hp rIP 22 1 . os 2 r Uc   P Nếu nhỏ => P hp sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ty điện lực. osc  Để nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm điện năng thì cần nâng cao hệ số công suất. Kết luận: 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 cosUI   (15.1) W t (15.2) 1. Biểu thức của hệ số công suất 0 os 1c   os ,c UI   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 U R U L U LC U C O  I os R U c U   R Z  (15.3) - Công suất tiêu thụ trong mạch: cosUI   2 R UI I R Z  (15.4) P cũng là công suất tỏa nhiệt trên R. Mạch cos  R C R L R L C 1 0 2 22 1 R R C   Bảng 15.1. Vài ví dụ về cos  C2- Hãy điền đầy đủ thông tin vào các ô còn trống trong bảng 15.1. os R c Z   0 L R Z 22 () R RL    [...]...CỦNG C - 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 C - VẬN DỤNG Câu 1 Hãy chọn câu đúng Hệ số công suất trong mạch CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Bài 15 I MỤC TIÊU BÀI HỌC - Viết công thức tính công suất điện tính hệ số công suất đoạn mạch RLC nối tiếp - Nêu lí cần phải tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện II PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Kiểm tra cũ Viết biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC mắc nói tiếp Công thức tính tổng trở Bài - Tương tự mạch điện chiều, linh kiện mạch điện xoay chiều tiêu thụ điện Hôm ta tìm hiểu công thức tính công suất điện mạch xoay chiều qua “CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT” Hoạt động 1: Tìm hiểu công suất mạch điện xoay chiều Hoạt động GV - Biểu thức tính công suất điện tiêu thụ mạch điện không đổi gì? - Tại thời điểm t, i mạch chạy theo chiều → xem thời điểm t, dòng điện mạch dòng chiều → công suất tiêu thụ mạch thời điểm t? - Giá trị trung bình công suất điện chu kì: - Trong cosϕ có giá trị nào? Hoạt động hs Nội dung I Công suất mạch điện U P = RI = = UI xoay chiều R Biểu thức công suất - Công suất điện tiêu tụ trung bình p = ui chu kì: cosα cosβ = [cos(α + β ) P = UIcosϕ (1) + cos(α − β )] - P công suất tiêu thụ điện trung bình mạch thời   P = p = UI cosϕ + cos(2ω t + ϕ ) gian (U, I không thay đổi)   Điện tiêu thụ mạch điện W = P.t (2) - Vì cosϕ không đổi nên cosϕ = cosϕ 2π T 2π = T= ω ) - Chu kì 2ω ( - Còn cos(2ωt + ϕ ) - Vậy P = UIcosϕ hàm tuần hoàn t, với chu kì bao nhiêu? - Tiếp thu cos(2 ω t + ϕ ) = - Ta có - Giới thiệu điện têu thụ Hoạt động :Tìm hiểu hệ số công - Giới thiệu hệ số công - Vì |ϕ| không vượt 900 II Hệ số công suất suất Biểu thức hệ số công suất nên ≤ cosϕ ≤ - Từ công thức (1), cosϕ gọi - Chỉ có L: cosϕ = - Hệ số công suất có giá - Gồm R nt L: hệ số công suất trị khoảng nào? R - Y/c HS hoàn thành C2 cosϕ = 2 R +ω L Tầm quan trọng hệ số P = UIcosϕ với cosϕ > - Các thiết bị tiêu thụ công suất P I= điện nhà máy → - Các động cơ, máy vận hành UI cos ϕ ổn đinh, công suất trung bình có L → i nói chung lệch → giữ không đổi bằng: pha ϕ so với u Khi vận P = UIcosϕ với cosϕ > hành ổn định P trung P = rI = r P hp 2 U cos ϕ P bình giữ không đổi → I= UI cosϕ Công suất trung bình - Nếu cosϕ nhỏ → Php → lớn, ảnh hưởng đến sản nhà máy? P2 P = rI = r hp - Nếu r điện trở xuất kinh doanh công U cos2ϕ → dây dẫn → công suất ti điện lực - Nếu cosϕ nhỏ → Php lớn, ảnh hao phí đường dây hưởng đến sản xuất kinh doanh tải điện? công ti điện lực → Hệ số công suất ảnh hưởng nào? - Nhà nước quy định: Tính hệ số công suất cosϕ ≥ 0,85 mạch điện R, L, C nối tiếp U U I= - Giả sử điện áp hai đầu R + (ω L − ) mạch điện là: ωC u = U cosωt ωL − ωC - Cường độ dòng điện tan ϕ = R tức thời mạch: = Z R Z R cosϕ = cosϕ = hay R + (ω L − ) ωC - Công suất trung bình tiêu thụ i = I cos(ωt+ ϕ) mạch: - Định luật Ôm cho UR đoạn mạch có biểu thức? cosϕ = R P = UI cosϕ = U Z Z Z - Mặt khác biểu thức tìm U  ϕ? = R  ÷ = RI - Bằng công suất toả nhiệt Z - Từ ta rút R biểu thức cosϕ? - Có nhận xét công suất trung bình tiêu thụ mạch? IV CỦNG CỐ VÀ BTVN Củng cố 1) Hệ số công suất mạch điện RLC nối tiếp ZL B Z ` R C Z ZC D Z A RZ 2) Hệ số công suất mạch RLC nối tiếp với ZL = ZC A B C phụ thuộc R D phụ ZL thuộc Z C Bài 15 CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT BÀI TẬP VỀ MẠCH XOAY CHIỀU Kiểm tra cũ Phát biểu viết biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp Viết công thức tính tổng trở, điện áp hiệu dụng mạch RLC theo điện áp hiệu dụng UR, Ul, Uc Viết công thức giá trị tức thời u, i với pha ban đầu u Vẽ giản đồ véc tơ cho mạch RLC ZL > ZC; ZL < ZC ZL = ZC Công thức tính độ lệch pha u i Kiểm tra cũ Phát biểu viết biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp ĐL Ôm: Cường độ hiệu dụng mạch điện xoay chiều có RLC nối tiếp có giá trị băng thương số điện áp hiệu dụng mạch tổng trở mạch Biểu thức: I U  Z U R  (Z L  ZC )2 Viết công thức tính tổng trở, điện áp hiệu dụng mạch RLC theo điện áp hiệu dụng UR, UL, UC Độ lệch pha φ u i : tan   U L  U C  Z L  Z C UR UL ULC UL U  o R UR I  UR I UC • Nếu ZL > ZC    u sớm pha i ( tính cảm kháng ) UL+ UC U UC  Nếu ZL < ZC    u trễ pha i ( tính dung kháng ) Cộng hưởng điện :  Nếu : ZL = Zc   =0 UL U u pha i 1 L    C LC UC 2LC = I có giá trị lớn Z = Zmin = R I  I max  U R UL=UC; UR = U UR I Câu hỏi C1 Công thức tính công suất điện tiêu thụ mạch điện không đổi biểu thức định luật Jun-Lenxơ P = RI2 = U2/R P công suất tiêu thụ R Biểu thức định luật Jun-Lenxơ Q = RI2t Q lượng điện tiêu thụ R ĐỊNH NGHĨA CƯỜNG ĐỘ HIỆU DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều đại lượng có giá trị cường độ dòng điện không đổi, cho qua điện trở R công suất tiêu thụ R dòng điện không đổi công suất trung bình tiêu thụ R dòng điện xoay chiều nói Giá trị hiệu dụng = Giá trị cực đại Cường độ, hiệu điện thế, suất điện động hiệu dụng: I0 I  U U  E0 E I CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU u  Biểu thức công suất Xét đoạn mạch xoay chiều, dòng điện qua mạch: i= I cost (1) Điện áp hai đầu mạch i Mạch u = U cos(t+) (2) Công suất tức thời: p = ui =2UIcost.cos(t +) =UIcos +cos(2t+)] Công suất trung bình chu kì T P = p = UIcos +cos(2t+)] Mà: cos = cos cos(2t+) = Do đó: P = UIcos I CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU u  Biểu thức công suất i= I cost (1) u = U cos(t+) (2) i Mạch Công suất trung bình chu kì T P = UIcos Khi t >>T, với U, I không đổi P công suất điện tiêu thu trung bình thời gian t Điện tiêu thụ mạch điện W=Pt II HỆ SỐ CÔNG SUẤT Biểu thức hệ số công suất Trong công thức: P = UIcos cos gọi hệ số công suất (hay hệ số cos) UR R cos    U Z UL ULC Vì  có giá trị tuyệt đối  900 nên  cos  cos = R =   = ± /2 o cos = Z = R   = Mạch R có cộng hưởng ZL = ZC U  UR UC I II HỆ SỐ CÔNG SUẤT Biểu thức hệ số công suất Ý nghĩa hệ số công suất P = UIcos Trong trình sử dụng truyền tải điện có hao phí điện Việc nâng cao hệ số công suất làm giảm đáng kể công suất hao phí Công suất điện cần tải P = UIcos, với cos>0 Cường độ dòng điện chạy qua đường dây có điện trở r I Công suất hao phí PP U cos  Php  rI  r P12 U cos  Khi cos lớn công suất hao phí nhỏ II HỆ SỐ CÔNG SUẤT P = UIcos UL UR R cos    U Z ULC Với mạch RLC P = UIcos = I2R = UR 2/R Pbk = UI : Công suất biểu kiến (VA) P = UIcos: Công suất tác dụng (J) o U  UR UC I II HỆ SỐ CÔNG SUẤT Mạch điện R cos L L R C R R  Z L2 R R  Z C2 L C L C R R C cos   R R  (Z L  ZC )2 BÀI TẬP Bµi 1: Cho m¹ch ®iÖn xoay chiÒu hình vẽ R= 20(), cuộn dây có R0=10() độ tự cảm L 0,1  (H ) 10 3 Tụ điện có C  (F) 4 R A R0,L M C N Dòng điện tøc thêi qua ®o¹n m¹ch lµ: i  cos(100t   )( A) 1.Viết biểu thức điện áp u hai đầu đoạn mạch hai đầu phần tử: uR; ud, uC; uAN; uMB 2.Tính công suất tiêu thụ hệ số công suất mạch cuộn dây B Bµi 1: Cho m¹ch ®iÖn xoay chiÒu hình vẽ 10 3 (F ) (H ) C  R= 20(), R0=10() L  4  0,1 i  cos(100t   )( A) R u; uR; ud, uC; uAN; uMB A P ; Pd ; cos; cosd Giải: Vẽ lại mạch điện Từ biểu thức i: R0,L A R0 M B N M R C L C N B I0 Kiểm tra cũ : Viết cơng thức tính cơng cơng suất điện tiêu thụ mạch điện khơng đổi? U2 A = UIt = RI t = t = Pt R 2 U A P = RI = = UI = R t Cơng ty điện lực VẤN ĐỀ CUNG CẤP & SỬ DỤNG ĐIỆN Nơi tiêu thụ điện Bài 15 I- CƠNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Biểu thức cơng suất Cơng suất điện xoay chiều phần lượng chuyển qua mạch đơn vị thời gian u Ta xét mạch điện suất xoay chiều Cơng điện hình sin gì? i ∼ Mạch Taị thời điểm t, dòng điện mạch chạy theo chiều cơng suất tiêu thụ mạch thời điểm cơng suất tức thời mạch điện xoay chiều p = ui Kết giá trị trung bình cơng suất điện tiêu thụ chu kỳ P = UIcosϕ Điện tiêu thụ mạch điện Với dòng điện xoay chiều điện tiêu thụ mạch điện thời gian t W = Pt Dùng thiết bịtiêu thụ để đo Nếu biết cơng suất tiêutathụ của mộtđiện mạch điện, tính mạchthụ điện? điện tiêu kWh thời gian t cách nào? CÔNG TƠ ĐIỆN PHA DÂY 220V 10A 50Hz 450v/kWh 270C 2008 Sở hữu : CÔNG TY ĐIỆN LỰC Một số loại cơng tơ điện II Hệ số cơng suất Biểu thức hệ số cơng suất cosϕ gọi hệ số cơng suất Vì π ≤ ϕ ≤ ⇒ ≤ cosϕ ≤ r UL o r UC r UR r I r UL r U LC o r UC r U ϕ r I r UR Điền đầy đủ thơng tin vào trống Mạch Các véc tơ quay R L L R O C UC ϕ ϕ UR I UR I U π ?2 U + I π cos φ ?2 − I UL O UL I OO UC C R UR φ φ> φ< R R + Z L2 R R2 ? + Z C2 2/ Tầm quan trọng hệ số cơng suất q trình cung cấp sử dụng điện Cơng suất tiêu thụ trung bình thiết bị điện nhà máy P = UIcosϕ với cosϕ > cosϕ có ảnh hưởng đến cơng suất hao phí Cường độ hiệu dụng nào? xác định nào? Để giảm hao phí, cần làm gì? -Nhà nước quy định hệ số cơng suất sở sử dụng điện tối thiểu 0,85 Các sở tiêu thụ điện phải bố trí mạch cho hệ số cosϕ lớn giảm ϕ Góc ϕ nhỏ r UL Trong máy móc, động điện có r cuộn dây r UL o U ϕ r UR r U LC r I -Để tăng , cosϕ ( Giảm ϕ) ta phải làm gì? o r UC r U ϕ r I r UR Mắc thêm tụ điện TỤ BÙ HẠ THẾ TỤ BÙ TRUNG THẾ VÀI LOẠI TỤ BÙ KHÁC Dàn tụ kháng nhà máy điện 3) Tính hệ số cơng suất mạch điện xoay chiều UR R cos ϕ = = U Z cosϕ = ULC UL U R R + (ωL − ) ωC o - Cơng suất trung bình tiêu thụ mạch: P = UI cosϕ = U UR ZZ ϕ UR I UC U = R  ÷ = RI  Z - Vậy cơng suất tiêu thụ mạch điện có R, L, C mắc nối tiếp cơng suất tỏa nhiệt R Chú ý: *Nếu cosϕ = 0: π ϕ =± P = => Mạch có L C L C *Nếu cosϕ = 1: ϕ = P = UI => Mạch có R mạch R-L-C có cộng hưởng * < cosϕ < 1: < P < UI P = UIcos ϕ Mạch có R- L- C CƠNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CƠNG SUẤT CƠNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Biểu thức: P = U I cosφ Điện tiêu thụ: W= P t HỆ SỐ CƠNG SUẤT Hệ số cơng suất : cosφ =R Z Cơng suất tỏa nhiệt: P = RI2 Tầm quan trọng: cosφ ≤ 0,85 Câu 1: Một đoạn mạch xoay chiều có biểu thức điện áp đầu mạch cường độ dòng điện qua mạch là: π ... Cơng suất tiêu thụ mạch điện - Hệ số cơng suất MẠCH i u ~ Cho mạch điện tiêu thụ có u =U ϕ cos ωt MẠCH i i = I cos(ωt + ϕ ) Đợ lệch pha giữa u và i u ~ I CƠNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY. ..TIẾT: 26 CƠNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU, HỆ SỐ CƠNG SUẤT Cho mạch điện - Đặt vào hai đầu mạch điện u =U cos ωt -... UI cos ϕ = I R Cơng suất mạch điện tiêu thụ R, L, C nối tiếp cơng suất tỏa nhiệt R II HỆ SỐ CƠNG SUẤT Tính hệ số cơng suất mạch R, L, C mắc nối tiếp a, Hệ số cơng suất UL UR cosϕ = U Hay