Công thức tính điện năng tiêu thụ hay nhất | Cách tính điện năng tiêu thụ hay nhất - Vật Lí lớp 9

Công thức tính điện năng tiêu thụ hay nhất | Cách tính điện năng tiêu thụ hay nhất - Vật Lí lớp 9

1. Định nghĩa

- Điện năng tiêu thụ là lượng năng lượng điện dùng để cung cấp cho một thiết bị điện nào đó để chúng có thể hoạt động được và phục vụ cuộc sống hàng ngày của con người trong một đơn vị thời gian nhất định.

- Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch bằng với công của dòng điện sản ra ở đoạn mạch đó.

- Trên hầu hết các thiết bị điện gia dụng đều có ghi công suất hoạt động của chúng. Thông qua thông số đó, ta biết được lượng điện năng tiêu thụ của sản phẩm.

- Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện. Mỗi số đếm trên công tơ điện cho biết lượng điện năng sử dụng là 1kWh (1 số điện).

2. Công thức

A = P.t = U.I.t

Trong đó:

A: Công của dòng điện (J)

P: Công suất (W)

U: Hiệu điện thế (V)

I: Cường độ dòng điện (A)

t: Thời gian (s)

Chú ý:

- Dựa vào công thức, nhận thấy 1J = 1W.1s = 1V.1A.1s

- 1 số điện = 1kWh = 1kW.1h = 1000W.3600s = 3600000J

- Hình ảnh công tơ điện

3. Mở rộng

Hiệu suất sử dụng điện bằng năng lượng có ích chia năng lượng toàn phần nhân 100%

$H=\frac{A_i}{A_{tp}}.100\%=\frac{A_i}{A_i+A_{hp}}.100\%$ 

Trong đó:

H: Hiệu suất (%)

$A_i$: Năng lượng có ích (J)

$A_{hp}$: Năng lượng hao phí (J)

$A_{tp}$: Năng lượng toàn phần hoặc năng lượng tiêu thụ (J)

4. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một bóng đèn có ghi 220V - 100W được thắp sáng ở hiệu điện thế 200V. Tính điện năng mà bóng đã tiêu thụ trong 6h.

Hướng dẫn giải:

Điện trở của bóng đèn là:

$R=\frac{U^2}{\text{P}}=\frac{{220}^2}{100}=484\Omega$

Cường độ dòng điện khi mắc đèn vào hiệu điện thế 200V là:

Điện năng bóng đèn tiêu thụ trong 6h là:

A = P.t = U.I.t = 200.0,413.6 = 496 Wh = 0,496 kWh.

Ví dụ 2: Một ấm nước dùng với hiệu điện thế 220V thì đun sôi được 1,5 lít nước từ nhiệt độ ${20}^{\circ }C$trong thời gian 10 phút. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K. Khối lượng riêng của nước là 1000kg/$m^3$và hiệu suất của ấm là 90%.

a/ Tính điện trở của ấm?

b/ Tính công suất điện của ấm?

c/ Tính điện năng tiêu thụ của ấm trong 30 ngày mỗi ngày 20 phút theo đơn vị kWh?

Lời giải:

t = 10 phút = 600s; H = 90% = 0,9; U = 220V; m = 1,5kg; D = 1000kg/$m^3$

a/ Nhiệt lượng tỏa ra của dòng điện là:

$Q_1=\frac{U^2}{R}.t=\frac{{220}^2}{R}.600\left(J\right)$ 

Nhiệt lượng thu vào của nước là:

$Q_2$= mc($T_2-T_1$) = D.V.c.($T_2-T_1$) = 1000. 1,5. 4200. (100 – 20) = 504000 (kJ)

Mà hiệu suất của ấm là 90% nên

$Q_1=H.Q_2$ => R = 52Ω

b/ Công suất điện của ấm là

$\text{P}=\frac{U^2}{R}=\frac{{220}^2}{52}=\mathrm{930,77}$ (W) = 0,93 (kW)

c/ Điện năng tiêu thụ của ấm trong 30 ngày mỗi ngày 20 phút theo đơn vị kWh

$A=\text{P}.t=\mathrm{0,93.30.}\frac{20}{60}=\mathrm{9,3}kW.h$

Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật Lí lớp 9 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức Định luật Ôm hay nhất | Cách làm bài tập Định luật Ôm

Công thức tính điện trở dây dẫn hay nhất | Cách tính điện trở dây dẫn

Công thức tính điện trở tương đương hay nhất | Cách tính điện trở tương đương

Công thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện hay nhất

Công thức tính công suất điện hay nhất | Cách tính công suất điện