- Luyện 100 đề thi thử 2021. Đăng ký ngay!
Với loạt bài Công thức tính công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua Vật Lí lớp 11 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí 11.
Bài viết Công thức tính công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức - Đơn vị đo, Mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua Vật Lí 11.
1. Định nghĩa
Công suất tỏa nhiệt P ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
2. Công thức – Đơn vị đo
Công thức xác định công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua:
Trong đó:
P là công suất tỏa nhiệt.
Q là nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn trong thời gian t, có đơn vị Jun [J];
t là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn tỏa nhiệt, có đơn vị giây [s];
R là điện trở của vật dẫn, có đơn vị ôm [Ω];
I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn, có đơn vị ampe [A].
Đơn vị của công suất tỏa nhiệt là Jun trên giây, kí hiệu là
3. Mở rộng
Với các dụng cụ có công suất tỏa nhiệt lớn, ta còn dùng đơn vị kilôoát, kí hiệu là kW. Đổi đơn vị như sau: 1 kW = 1000 W.
Khi biết công suất tỏa nhiệt của dụng cụ điện, ta có thể tính được nhiệt lượng tỏa ra trên dụng cụ điện trong thời gian t như sau:
Từ công thức công suất tỏa nhiệt, ta có thể suy ra điện trở của vật dẫn, cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn như sau
Sử dụng biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch
Trong đó:
+ U là hiệu điện thế hai đầu vật dẫn, có đơn vị vôn [V];
+ R là điện trở của vật dẫn, có đơn vị Ôm [Ω];
4. Bài tập minh họa
Bài 1: Một bóng đèn dây tóc có ghi 120V – 60W được mắc vào mạch điện để đèn sáng bình thường. Tính điện trở của bóng đèn và cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn khi đèn sáng bình thường.
Bài giải:
Trên bóng đèn có ghi 120V là giá trị hiệu điện thế định mức của đèn và 60W là công suất của bóng đèn. Khi đèn sáng bình thường thì nó có công suất 60W ở hiệu điện thế 120V.
Áp dụng công thức công suất, ta có:
Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là
Bài 2: Một bếp điện có công suất tỏa nhiệt là P = 1,1 kW được dùng ở mạng điện có hiệu điện thế U = 120 V.
a] Tính điện trở của bếp điện.
b] Tính nhiệt lượng bếp tỏa ra khi sử dụng liên tục trong thời gian nửa giờ.
Bài giải:
Đổi 1,1 kW = 1100 W
a] Điện trở của bếp điện là
b] Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong nửa giờ là
Q = P.t = 1100.[30.60] = 1980000 [J] = 1,98.106 [J]
Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 11 quan trọng hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Công suất tỏa nhiệt của điện trở được tính theo công thức sau:
\[Q=I^2R=\dfrac{U^2}{R}\]
>>>Xem thêm: Tổng hợp toàn bộ công thức vật lý 12 mới nhất, đầy đủ, chi tiết nhất
Tham khảo >>> FULL CÔNG THỨC TOÁN NHANH - BÍ KÍP VÀ MẸO
Công thức tính công suất toả nhiệt? Là công thức giúp chúng ta biết được công suất ở vật dẫn. Khi mà có dòng điện chạy qua và toả nhiệt của vật đó.
Bạn đang xem: Công thức tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở
Công thức tính công suất toả nhiệt: P=Q/t=R.I2
Trong đó:
P là công suất [ W ]
T là thời gian [ s ]
I là cường độ dòng điện [ A ]
R là điện trở dòng điện [ Ω ]
Q là nhiệt lượng [ J ]
Công suất toả nhiệt là gì?
Công suất toả nhiệt là Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
Định luật Jun-Len-xơ
Phát biểu định luật Jun-Len-xơ: Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
Công thức của định luật Jun-Len-xơ: Q = RI2t
Trong đó:
Q: Nhiệt lượng [J]
R: Điện trở [Ω]
I: Cường độ dòng điện [A]
t: Thời gian dòng điện chạy qua [s]
Công của nguồn điện
Điện năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công của các lực lạ bên trong nguồn điện, tức là bằng công của nguồn điện.
Ang = E.q = E.It
Trong đó:
E: Suất điện động của nguồn [V]
q: Điện lượng chuyển qua nguồn [C]
I: Cường độ dòng chạy qua nguồn [A]
t: Thời gian dòng điện chạy qua nguồn [s]
Công suất của nguồn điện
Công suất Png của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch.
Png=Ang/t=E.I
Công suất của nguồn đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nguồn điện đó và được xác định bằng công của nguồn điện thực hiện trong một đơn vị thời gian.
Lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích.
A = Uq = UIt
Trong đó:
A: Công của lực điện [J]
U: Hiệu điện thế đoạn mạch [V]
I: Cường độ dòng điện của mạch [A]
t: Thời gian [s]
q: Lượng điện tích di chuyển qua mạch trong thời gian t [C].
Công suất điện
Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.
Xem thêm: Câu Hỏi Của Nguyen Tai Nhat The
Công suất điện bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
P=A/t=U.I
Đo công suất điện và điện năng tiêu thụ bởi một đoạn mạch
Ta dùng một ampe – kế để đo cường độ dòng điện và một vôn – kế để đo hiệu điện thế. Công suất tiêu thụ được tính hởi: P = U.I [W]
Người ta chế tạo ra oát-kế cho biết P nhờ độ lệch của kim chỉ thị.
Trong thực tế ta có công tơ điện [máy đếm điện năng] cho biết công dòng điện tức điện năng tiêu thụ tính ra kwh. [1kwh = 3,6.106J]
Suất phản điện
Máy thu điện có công dụng chuyển hoá điện năng thành các dạng năng lượng khác không phải là nội năng [cơ năng; hoá năng ; . . ]
Lượng điện năng này [A’] tỉ lệ với điện lượng truyền qua máy thu điện.
A′ = ξ p.q = ξ p.I.t
ξ p : đặc trưng cho khả năng biến đổi điện năng thành cơ năng, hoá năng, .. . của máy thu
điện và gọi là suất phản điện.
Ngoài ra cũng có một phần điện năng mà máy thu điện nhận từ dòng điện được chuyển thành nhiệt vì máy có điện trở trong rp.
Q′=rp.I2.tQ′=rp.I2.t
Vậy công mà dòng điện thực hiện cho máy thu điện tức là điện năng tiêu thụ bởi máy thu điện là:
A = A′ + Q′ = ξ p .I .t + rp.I2.trp.I2.t
Suy ra công suất của máy thu điện: P = AtAt = ξ p .I + rp.I2.trp.I2.t = P’ + r.I2I2
ξ p .I: công suất có ích; rp.I2.trp.I2.t: công suất hao phí [toả nhiệt]
[Với P’ = ξ .I là phần công suất mà máy thu điện chuyển hóa thành dạng năng lượng có ích, không phải là nhiệt. Ví dụ: Điện năng chuyển hóa thành cơ năng ]
Hiệu suất của máy thu điện
Tổng quát : H[%] = Acó ích / Atoàn phần = P có ích/ P toàn phần
ξ p .I .t ξ p rp .I
Với máy thu điện ta có: H=ξp.I.tU.I.t=ξpU=1−rp.IUH=ξp.I.tU.I.t=ξpU=1−rp.IU
Ghi chú : Trên các dụng cụ tiêu thụ điện có ghi hai chi số: [Ví dụ: 100W-220V]
* Pđ: công suất định mức.
* Uđ: hiệu điện thế định mức.
Xem thêm: Cách Chia Sẻ File Qua Wifi, Share Dữ Liệu Qua Wifi Windows 10
Đơn vị của công [điện năng] và nhiệt lượng là Jun [J]; đơn vị của công suất là oát [W].