Hocmai Forum 
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU - HỆ SỐ CÔNG SUẤT
Phần 1: LÝ THUYẾT + CÂU HỎI LIÊN QUAN
Phần 1: LÝ THUYẾT + CÂU HỎI LIÊN QUAN
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1/ Biểu thức của công suất
| Xét một mạch điện xoay chiều hình [imath]\sin[/imath] Điện áp tức thời hai đầu mạch: [imath]u=U\sqrt{2}\cos \omega t[/imath] Cường độ dòng điện tức thời trong mạch: [imath]i=I\sqrt{2}\cos (\omega t +\varphi)[/imath] |  |
C1
Công thức tính công suất tiêu thụ trong một mạch điện không đổi: [imath]P=UI[/imath]
Tại thời điểm [imath]t[/imath], dòng điện trong mạch chạy theo chiều nào đó.
Công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm đó: [imath]p=ui[/imath]
Đại lượng [imath]p[/imath] gọi là công suất tức thời của mạch điện xoay chiều
[imath]p=ui=UI[\cos \varphi + \cos (2\omega t + \varphi)][/imath]
Giá trị trung bình (trung bình cộng) của công suất điện tiêu thụ trong một chu kì [imath]T[/imath]: [imath]P=UI\cos \varphi[/imath]
Nếu thời gian dùng điện [imath]t[/imath] rất lớn so với [imath]T[/imath] thì [imath]P[/imath] cũng là công suất điện tiêu thụ trung bình của mạch điện trong thời gian đó (nếu [imath]U[/imath] và [imath]I[/imath] không thay đổi)
2/ Điện năng tiêu thụ của mạch điện
[imath]W=P.t[/imath]
II. Hệ số công suất
1/ Biểu thức của hệ số công suất
Trong công thức [imath]P=UI\cos \varphi[/imath], [imath]\cos \varphi[/imath] được gọi là hệ số công suất. Vì góc [imath]\varphi[/imath] có giá trị tuyệt đối không vượt quá [imath]90^{\circ}[/imath] nên [imath]0 \le \cos \varphi \le 1[/imath]
C2
Mạch | [imath]\cos \varphi[/imath] |
 | [imath]0[/imath] |
 | [imath]\dfrac{R}{\sqrt{R^2+(\omega L)^2}}[/imath] |
2/ Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng
Công suất tiêu thụ trung bình của các thiết bị điện trong nhà máy là [imath]P=UI\cos \varphi[/imath] với [imath]\cos \varphi > 0[/imath]
Cường độ dòng điện hiệu dụng là [imath]I=\dfrac{P}{U\cos \varphi}[/imath]
Gọi [imath]r[/imath] là điện trở đường dây tải thì công suất hao phí trên đường dây là:
[imath]P_{hp}=I^2.r =\dfrac{P^2.r}{U^2 \cos ^2 \varphi}[/imath]
Từ biểu thức trên ta thấy, nếu [imath]\cos \varphi[/imath] nhỏ thì [imath]P_{hp}[/imath] lớn, ảnh hướng đến sản xuất kinh doanh điện lực. Do đó người ta phải bố trí các mạch điện sao cho [imath]\cos \varphi[/imath] lớn (nghĩa là [imath]\varphi[/imath] nhỏ). Thông thường [imath]\cos \varphi[/imath] phải lớn hơn một giá trị tối thiểu nào đó.
3/ Tính hệ số công suất của mạch điện [imath]RLC[/imath] nối tiếp
Giả sử điện áp hai đầu mạch là [imath]u=U\sqrt{2}\cos \omega t[/imath] và cường độ dòng điện tức thời là [imath]i=I\sqrt{2}\cos (\omega t + \varphi)[/imath]
Hệ số công suất: [imath]\cos \varphi = \dfrac{U_R}{U}=\dfrac{R}{Z}[/imath]
Công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều bất kì:
[imath]P=UI\cos \varphi = I^2 .R[/imath]
| Tổng kết - Công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều bất kì: [imath]P=UI\cos \varphi[/imath] trong đó [imath]\varphi[/imath] là độ lệch pha giữa [imath]i[/imath] và [imath]u[/imath] - Trường hợp mạch [imath]RLC[/imath] nối tiếp: [imath]\cos \varphi = \dfrac{R}{Z}=\dfrac{R}{\sqrt{R^2+(\omega L +\dfrac{1}{\omega C})^2}}[/imath] và [imath]P=I^2.R[/imath] |
-----------
Xem thêm: HỆ THỐNG MỤC LỤC CÁC BÀI VẬT LÍ 12
