Bài 13: Năng lượng của dòng điện và công suất điện

1. Kiến thức trọng tâm

Năng lượng của dòng điện là năng lượng điện mà dòng điện cung cấp cho thiết bị khi hoạt động. Khi dòng điện chạy qua thiết bị, năng lượng điện chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác: thành nhiệt năng ở bàn là, thành quang năng ở bóng đèn, thành cơ năng ở quạt điện. Năng lượng điện tiêu thụ được tính bằng công thức $A = U \cdot I \cdot t$, trong đó $U$ là hiệu điện thế (V), $I$ là cường độ dòng điện (A), $t$ là thời gian (s), $A$ đo bằng jun (J). Trong thực tế, người ta thường dùng đơn vị kilôoát giờ (kWh), $1$ kWh $= 3,600,000$ J.

Công suất điện là tốc độ tiêu thụ năng lượng điện, cho biết thiết bị tiêu thụ bao nhiêu năng lượng trong một giây. Công thức: $P = U \cdot I$. Đơn vị công suất điện là oát (W). Trên mỗi thiết bị điện đều ghi hiệu điện thế định mức và công suất định mức, ví dụ bóng đèn ghi $220$ V – $60$ W nghĩa là khi dùng đúng $220$ V, đèn tiêu thụ công suất $60$ W và sáng bình thường.

2. Ví dụ minh họa

Một bóng đèn có hiệu điện thế $220$ V, cường độ dòng điện qua đèn là $0,27$ A. Công suất của đèn là $P = 220 \times 0,27 \approx 60$ (W). Nếu đèn sáng trong $5$ giờ, năng lượng điện tiêu thụ là $A = P \cdot t = 60 \times 5 = 300$ (Wh) $= 0,3$ kWh.

Một ấm điện ghi $220$ V – $1000$ W. Khi dùng đúng $220$ V, cường độ dòng điện qua ấm là $I = \frac{1000}{220} \approx 4,55$ (A). Nếu cắm ấm vào hiệu điện thế thấp hơn $220$ V, công suất thực tế của ấm giảm, nước lâu sôi hơn.

Để tiết kiệm điện, nên tắt thiết bị khi không dùng và chọn thiết bị có công suất phù hợp với nhu cầu.

3. Ghi nhớ

• Năng lượng điện tiêu thụ: $A = U \cdot I \cdot t$; $1$ kWh $= 3,600,000$ J.
• Công suất điện: $P = U \cdot I$; đơn vị là oát (W).
• Thiết bị hoạt động bình thường khi dùng đúng hiệu điện thế định mức.