Vật lý 10: Công thức tính công suất
- 1. Công là gì?
- 2. Công thức tính công
- 3. Công suất là gì?
- 4. Công thức tính công suất tổng quát
- 5. Công suất trung bình là gì?
- Ý nghĩa của hệ số công suất cosα
- Công thức tính công suất cơ
- Công thức tính công suất điện
Công thức tính công suất là tài liệu tham khảo được VnDoc.com sưu tầm và xin gửi tới bạn đọc cùng tham khảo. Bài viết là tài liệu hữu ích dành cho quá trình học tập môn Vật lý 10, bao gồm chi tiết định nghĩa và các công thức tổng quát. Mời các bạn tham khảo chi tiết và tải về bài viết dưới đây nhé.
- Giải bài tập Vật lý 10 bài 23: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng
- Giải bài tập Vật lý 10 bài 25: Động năng
- Trắc nghiệm Vật lý 10 chương 4: Công và công suất
1. Công là gì?
Công là lực được sinh ra khi có lực tác dụng vào vật làm cho vật dịch chuyển.
2. Công thức tính công
Khi lực không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn là s theo hướng hợp với hướng của lực góc thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức:
A= F.s.cosα
Trong đó:
- A là công cơ học
- F là độ lớn của lực
- s là quãng đường vật dịch chuyển
- cosα: α là góc tạo bởi lực F và phương chuyển dời
Nếu cosα < 0 => A < 0 thì A gọi là công cản.
Nếu cosα > 0 => A > 0 thì A gọi là công phát động.
Đơn vị của công: Jun[J]
Jun là công do lực có cường độ 1N thực hiện khi điểm đặt của lực chuyển dời 1m theo hướng của lực
Đơn vị công trong hệ đơn vị SI là jun [J]
A = 1N.1m = 1Nm = 1J
Ngoài ra người ta còn dùng đơn vị KJ, là bội của J:
1KJ = 1000J
3. Công suất là gì?
Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của người hoặc máy và được xác định bằng công thực hiện trong một đơn vị thời gian.
4. Công thức tính công suất tổng quát
P=A/t
Trong đó:
- P: công suất [Jun/giây[J/s] hoặc Oát [W]]
- A: công thực hiện [N.m hoặc J]
- t: thời gian thực hiện công [s]
- Đơn vị: Oát [W]
1KW = 1000W; 1MW = 1.000.000W
5. Công suất trung bình là gì?
Công suất trung bình của một máy sinh công là tỷ số của công A và khoảng thời gian thực hiện công đó.
Hệ số công suất
Hệ số công suất cosα
Là tỷ số giữa công suất hữu dụng [kw] và công suất toàn phần [kva], hoặc là cos của góc giữa công suất tác dụng và công suất toàn phần.
Trong đó:
Công suất tác dụng [P]: đặc trưng cho khả năng sinh ra công hữu ích của thiết bị, đơn vị W hoặc kW
Công suất phản kháng [Q]: không sinh ra công hữu ích nhưng nó lại cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng, đơn vị VAR hoặc kVAR.
Công suất tổng hợp [S] cho 2 loại công suất trên được gọi là công suất biểu kiến, đơn vị VA hoặc KVA.
=> 3 đại lượng này được thể hiện dưới dạng tam giác công suất như Hình 1
=> có thể viết như sau: cosα = P/s
Ý nghĩa của hệ số công suất cosα
Xét trên phương diện nguồn cung cấp [máy phát điện hoặc máy biến áp]: cùng một dung lượng máy biến áp hoặc công suất của máy phát điện
=> Hệ số công suất càng cao => thành phần công suất tác dụng càng cao => máy sẽ sinh ra được nhiều công hữu ích.
Xét ở phương diện đường dây truyền tải [quan tâm đến dòng điện truyền trên đường dây]: Dòng điện này sẽ làm nóng dây và tạo ra một lượng sụt áp trên đường dây truyền tải.
Nếu xét trong hệ thống 1 pha, công suất biểu kiến: S=U.I
Nếu xét trong hệ thống 3 pha, công suất biểu kiến: S =
Trong đó:
U: điện áp dây
I : dòng điện dây
Cả trong lưới 1 pha và 3 pha dòng điện tỉ lệ với công suất biểu kiến S.
=> Nếu như cùng 1 tải, trang bị tụ bù để phát công suất phản kháng ngay tại tải, đường dây chỉ chuyển tải dòng điện của công suất tác dụng thì chắc chắn đường dây sẽ mát hơn.
=> Nếu chấp nhận đường dây phát nhiệt ở mức hiện tại và trang bị tụ bù phát công suất phản kháng để bù cosϕ ở tại tải, có thể bắt đường dây tải nhiều hơn hiện nay một ít.
Công thức tính công suất cơ
Đối với chuyển động đều, có thời gian Δt và khoảng cách Δs, vật chuyển động với vận tốc v và được tác dụng lực F thì công suất P được tính bằng công thức sau:
P =
Đối với chuyển động quay, có thời gian Δt và góc quay Δφ, vật chuyển động với vận tốc góc w và dưới tác dụng của mômen M thì công suất P được tính bằng công thức:
P =
Công thức tính công suất điện
Công suất điện trong một mạch thẳng là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó. Công suất điện trong mạch được đo bằng trị số đoạn mạch đã tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định. Ngoài ra, công suất điện còn được tính bằng hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và bằng cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
Trường hợp mạch không có điện trở
P =
Trong đó cụ thể gồm:
U: Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch [V]
I: Cường độ dòng điện chạy trong mạch [A]
t: thời gian [s]
Trường hợp mạch có điện trở R
P = I2 x R =
[Áp dụng mối liên hệ giữa U, I, R để suy ra 2 công thức như trên]
Công suất trong mạch có điện trở R là công suất tỏa nhiệt trên vật dẫn. Đại lượng đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó. Công suất trong mạch được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn trong một thời gian cố định.
-----------------------------------
Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Công thức tính công suất. Hi vọng qua bài viết bạn đọc có thể học tập tốt hơn môn Vật lý lớp 10. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh cùng tham khảo thêm tài liệu học tập các môn tại các mục Sinh học lớp 10, Vật lý lớp 10, Toán lớp 10 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
Công suất là khái niệm đặc trưng trong Vật lý, nó sẽ được học và liên quan đến các chuyên đề như: Dòng điện xoay chiều, Động cơ hơi nước …. Các em cần nắm chắc các công thức tính công suất trong nhiều trường hợp khác nhau để có thể vận dụng linh hoạt trong việc làm các bài tập liên quan
Khái niệm về Công suất
Công suất là đại lượng vật lí đặc trưng cho tốc độ thực hiện công [tốc độ tiêu hao năng lượng của một vật [người, máy móc ….] Biểu thức tính công suất: P = A/t
Trong đó:
- P: công suất [W]
- A: Công cơ học[J]
- T: Thời gian thực hiện công [s]
Đơn vị tính của công suất là W [theo tên gọi của nhà Vật lý học Jamse Walt – người cải tiến thành công động cơ hơi nước, nâng cao hiệu suất công việc của nó lên gấp nhiều lần]
| Chú ý: Chúng ta không thể chỉ dùng độ lớn của công hay chỉ dùng thời gian thực hiện công để so sánh và kết luận thực hiện công nhanh hay chậm. Để biết máy nào chạy khỏe hơn, hay thực hiện công nhanh hơn, chúng ta phai so sánh công suất [công thực hiện được trong một khoảng thời gian cố định] |
Các dạng công suất
Công suất cơ
Nếu một động cơ có hệ số công suất , điện trở R thì công suất cơ học [công suất có ích] của động cơ tính bởi:
Công suất điện
Công suất điện tức thời
a. Khái niệm: Công suất điện thức thời là tích của điện áp và dòng điện tức thời
b. Công suất tức thời của đoạn mạch xoay chiều
| Xét mạch điện xoay chiều có cường độ i đi quaVới dòng điện không đổi thì: P = UI = U2/R =I2RCường độ dòng điện tức thời: i = I√2cos[ωt] Đơn vị: AĐiện áp tức thời : u = U√2cos[ωt + φ] Đơn vị: VCông suất tức thời tại thời điểm t: P[t] = ui = I.√2cos[ωt].U√2cos[ωt + φ] = UIcosφ + UIcos[2ωt + φ]P[t] biến thiên điều hòa với tần số 2fPmax = UI[cosφ+1 |
c. Ví dụ
Một động cơ điện xoay chiều hoạt động liên tục trong một ngày đêm tiêu thụ lượng điện năng là 12kWh . Biết hệ số công suất của động cơ là 0,83. Động cơ tiêu thụ điện năng với công suất tức thời cực đại bằng:
A. 0,71 kW
B. 1,0 kW
C. 1,1 kW
D. 0,60 kW
| Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: Pmax = UI[cosφ+1] 0 => Pmax = 1,1 kW . Đáp án C |
Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt
🔭 GIA SƯ LÝ
Công suất của máy thu điện
Tổng hợp các công thức tính Công suất
Bạn là người sử dụng các thiết bị điện trong gia đình như : Điều hòa, tủ lạnh, máy giặt, quạt điện …Chắc chẵn bạn đã nghe thấy đâu đó với những câu là thiết bị này có công suất tiêu thụ điện năng là bao nhiêu w ?
Khi các bạn mua một thiết bị điện nào đó và trên máy sẽ thường có những tem hay nhãn mác như hình bên trên và có ghi công suất tiêu thụ của đồ dùng đó bên trên và đó chính là công suất tiêu thụ điện năng của sản phẩm đó.
Bài tập về công suất
Câu 1: Vật có khối lượng 100g trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 5m nghiêng góc 300 so với mặt nằm ngang. Hệ số ma sát 0,1. Cho g = 10m/s2. Công lực ma sát trong quá trình chuyển động từ vị trí đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống chân mặt phẳng nghiêng là:
A. 0,5 J B. -0,43 J C. 0,37 J D. -0,25 J
Đáp án: B
Câu 2: Vật khối lượng m = 2 kg rơi tự do ở độ cao h = 10m. Loại bỏ đi phần sức cản không khí. Cho g = 9,8m/s2. Sau thời gian 1,2s trọng lực đã thực hiện một công là:
A. 180 J B. 138,3 J C. 205,4 J D. 150 J
Đáp án: B
Câu 3: Vật có khối lượng đó là m = 2 kg rơi tự từ độ cao h = 10m tính từ mặt đất. Loại bỏ đi phần sức cản không khí. Cho g = 9,8m/s2. Các em hãy tính công suất tức thời của trọng lực P tại thời điểm 1,2s.
A. 250 W. B. 130,25 W. C. 230,5 W. D. 160,5 W.
Đáp án: C
Câu 4: Một lực không đổi liên tục kéo vật chuyển động với vận tốc theo hướng của . Công suất của lực là gì?
A. Fv2 B. Fvt C. Fv D. Ft
Đáp án: C
Câu 5: Một ô tô chạy trên đường có vận tốc đạt 36km/h. Công suất động cơ của ô tô này là 30kW. Công của lực phát động khi ô tô chạy quãng đường d = 2 km là:
A. 16.106J. B. 6.105J. C. 6.106J. D. 12.106J.
Đáp án: C
Câu 6: Nhà máy thủy điện xây dựng vị trí cao đó là các thác nước nhằm lợi dụng năng lượng nước chảy xuống. Tua bin máy phát điện phát công suất 25 MW. Tính độ cao của thác nước, biết mỗi phút nước chảy vào tuabin máy phát điện là 1800 m3 và hiệu suất tuabin là 0,8. Cho dnước= 1000 kg/m3.
A. 204m B. 200m C. 1040m D. 104m
Đáp án: D
Câu 7: Chiếc cần cẩu khi cẩu kiện hàng có khối lượng 5T nâng thẳng đứng lên cao nhanh dần đều đạt độ cao 10m trong thời gian 5s. Công của lực nâng trong giây thứ 5 là các giá trị nào bên dưới. Hãy chọn đáp án đúng:
A. 1,944.104J. B. 1,944.105J. C. 1,944.103J. D. 1,944.102J.
Đáp án: B
Câu 8: Một động cơ điện có công suất 15 kW cấp cho cần cẩu nâng khối lượng một vật 1000 kg lên độ cao 30 m. Lấy g = 10 m/s2. Hãy tính thời gian tối thiểu để cần cẩu thực hiện thành công công việc?
A. 10 s. B. 20 s. C. 40 s. D. Kết quả khác.
Đáp án: B
Câu 9: Chiếc ô tô di chuyển với vận tốc đạt 72km/h. Công suất động cơ đó là 60kW. Lực phát động của động cơ là:
A. 2800N. B. 1550N. C. 3000N. D. 2500N.
Đáp án: C
Câu 10: Cho vật có trọng lượng P = 10N đặt trên mặt bàn nằm ngang. Tác dụng lên vật có lực F = 15N theo phương ngang lần 1 lên mặt nhẵn, lần 2 lên mặt nhám với cùng độ dời 0,5m. Cho thông tin đó là công toàn phần trong lần thứ hai giảm còn 2/3 so với lần thứ nhất [Không tính ma sát]. Cho g = 9,8m/s2, lực ma sát và hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt ngang sẽ là:
A. 5N; 0,5. B. 10N; 0,2. C. 12N; 0,4. D. 20N; 0,3.
Đáp án: B