[Vật lý 11] Công và công suất tiêu thụ điện

[xuanquynh97]

[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 1: Cho mạch điện như hình vẽ
Biết $R_1=4\Omega$, R là biến trở, $R_2=6 \Omega$ $U=12V$
a) $R=8 \Omega$. Tìm nhiệt lưọng bỏ ra trên $R_1$ trong 1 phút
b) Thay đổi R để công suất tiêu thụ trên $R_1$ cực đại. Tìm R

Bài 2: Cho mạch như hình vẽ
$R_1=1 \Omega$, $U=24V$, $Đ1 9V-9W$ , $Đ2 12V-6W$
Tìm $R_2, R_3$ để đèn sáng bình thường

Bài 3: Hai đèn $Đ1(12V-7,2W)$ và $Đ2(16V-6,4W)$ được mắc nối tiếp rồi mắc vào nguồn $U=40V$ Hỏi phải dùng tồi thiểu bao nhiêu điện trở phụ, cách mác và giá trị của các điện trở phụ để cả hai đèn đều sáng bình thường
Bài 4: Có 2 đèn 120V-60W và 120V-45W
a) Tìm điện trở và cường độ định mức mỗi đèn
b)

Mắc 2 đèn theo một trong 2 cách như hình, $U_{AB}=240V$. Hai đèn sáng bình thưòng. Tìm $r_1,r_2$ Cáchnào có lợi hơn
Bài 5: Từ nguồn U=6200V, điện nặng được truyền trên dây đến nơi tiêu thụ. Điện trở của dây dẫn $R=10 \Omega$ Công suất tại nơi tiêu thụ $P=120kW$. Tính độ giảm thế trên dây, công suất hao phí trên dây và hiệu suất tải điện. Biết công suất hao phí trên dây nhỏ hơn công suất nơi tiêu thụ

 

[conech123]

Bài 1.

a) Hiệu điện thế trên [TEX]R_1[/TEX] khi [TEX]R = 8 \Omega[/TEX]

[TEX]U_1 = U.\frac{R_1}{R+R_1} = 12\frac{4}{12} = 4V[/TEX]

Nhiệt lượng tỏa ra trong 1':

[TEX]Q_1 = P_1.t = \frac{U_1^2}{R_1}.60 = ....[/TEX]

b) Ta có [TEX]P_1 = \frac{U_1^2}{R_1} [/TEX]

Với [TEX]U_1 = U.\frac{R_1}{R+R_1}[/TEX]

Thay vào trên [TEX]P_1 = \frac{U^2R_1}{(R+R_1)^2}[/TEX]

Ta thấy khi [TEX]R = 0 [/TEX] thì P sẽ đạt cực đại.

Bài 2.

Đèn sáng bình thường thì các giá trị U,P,I của nó là các giá trị định mức.

Ta thấy [TEX]U_3 = U_{D2} - U_{D1} = 3 V[/TEX]

[TEX]I_3 = I_{D1} = \frac{P_{D1}}{U_{D1}} = 1A[/TEX]

Vậy [TEX]R_3 = \frac{U_3}{I_3} = 3 \Omega[/TEX]

Cường độ dòng điện mạch chính:

[TEX]I_{mc} = I_{D1} + I_{D2} = 1 + \frac{P_{D1}}{U_{D1}} = 1 + 0,5 = 1,5 A[/TEX]

Đó cũng chính là [TEX]I_2[/TEX]

[TEX]U_2 = U - U_1 - U_{D2} = U - U_{D2} - I_{mc}.R_1 = 24 - 12 - 1,5.1 = 10,5 V[/TEX]

[TEX]R_2= \frac{U_2}{I_2} = \frac{10,5}{1,5} = ....[/TEX]

 

[xuanquynh97]

Bài 1.

a) Hiệu điện thế trên [TEX]R_1[/TEX] khi [TEX]R = 8 \Omega[/TEX]

[TEX]U_1 = U.\frac{R_1}{R+R_1} = 12\frac{4}{12} = 4V[/TEX]

Nhiệt lượng tỏa ra trong 1':

[TEX]Q_1 = P_1.t = \frac{U_1^2}{R_1}.60 = ....[/TEX]

b) Ta có [TEX]P_1 = \frac{U_1^2}{R_1} [/TEX]

Với [TEX]U_1 = U.\frac{R_1}{R+R_1}[/TEX]

Thay vào trên [TEX]P_1 = \frac{U^2R_1}{(R+R_1)^2}[/TEX]

Ta thấy khi [TEX]R = 0 [/TEX] thì P sẽ đạt cực đại.

Bài 2.

Đèn sáng bình thường thì các giá trị U,P,I của nó là các giá trị định mức.

Ta thấy [TEX]U_3 = U_{D2} - U_{D1} = 3 V[/TEX]

[TEX]I_3 = I_{D1} = \frac{P_{D1}}{U_{D1}} = 1A[/TEX]

Vậy [TEX]R_3 = \frac{U_3}{I_3} = 3 \Omega[/TEX]

Cường độ dòng điện mạch chính:

[TEX]I_{mc} = I_{D1} + I_{D2} = 1 + \frac{P_{D1}}{U_{D1}} = 1 + 0,5 = 1,5 A[/TEX]

Đó cũng chính là [TEX]I_2[/TEX]

[TEX]U_2 = U - U_1 - U_{D2} = U - U_{D2} - I_{mc}.R_1 = 24 - 12 - 1,5.1 = 10,5 V[/TEX]

[TEX]R_2= \frac{U_2}{I_2} = \frac{10,5}{1,5} = ....[/TEX]

Không tính gì ở $R_2$ ạ anh
EM tưởng lúc tính $R$ cực đại thì phải tính $_2$

 

[lan_phuong_000]

1.
a) $U_{1R}=U=12(V) \to I_1=\dfrac{U_{1R}}{R_{1R}}=1(A) \to Q_1=R_1.I_1^2.t=240(J)$

b) $P_1 = R_1.I_1^2 = R_1.(\dfrac{U_{1R}}{R1 + R})^2=\dfrac{(U_{1R})^2}{(\sqrt{R1} + \dfrac{R}{\sqrt{R1}})^2}$

Để $P_1$ max thì $\sqrt{R1} + \dfrac{R}{\sqrt{R1}}$ min

Theo Cô-si

$\sqrt{R1} + \dfrac{R}{\sqrt{R1}}$ \geq $2\sqrt{R}$

Dấu "=" xra khi $\sqrt{R1} = \dfrac{R}{\sqrt{R1}} \to R=R1=4$

2)

$I_{dm1} = 1, I_{dm2} = 0.5$

Vì ($R_3$ nt Đ1) // Đ2 nên: $I_3=I_{dm1}=1, U_3=U_{dm2} - U_{dm1}=3 \to R_3=3$

Vì $R_2$ nt [($R_3$ nt Đ1) // Đ2] nên: $I_2=I_1=I_{dm2}+I_3=1.5, U_2=U-U1-U_{dm2}=10.5 \to R_2=7$

3)

$I_1=0.6 (A), I_2=0.4 (A)$

Để 2 đèn sáng bt phải mắc Đ2 song song với một điện trở R có $I_R = I_1 - I_2 = 0.2, U_R = U - U1 = 28 \to R=140$

4) a) $R_1=240; I_1=0.5; R_2=320; I_2=0.375$

b) C1: $U_R=U-U1=120;' I_R=I1+I2 = 0.875 \to R=137$

C2: $U_R=U2=120; I_R=I1-I2=0.125 \to R=960$

 

[xuanquynh97]

Bài 1 cho $R_2$ mà không tính đến à bạn
Hơi khó hiểu tính như anh conech ở trên là theo U còn bạn là theo I

 

[lan_phuong_000]

Bài 1 cho $R_2$ mà không tính đến à bạn
Hơi khó hiểu tính như anh conech ở trên là theo U còn bạn là theo I

Vì R1 nt R nên $I1=I_R=\dfrac{U_{1R}}{R_{1R}}$

Ở đây ta tính P bằng công thức $P_R=R_R.I_R^2$ nên không xét đến R2

Về bài của anh conech123 thì mình chưa hiểu lắm công thức $U_1=\dfrac{U.R}{R+R_1}$

 

[xuanquynh97]

1.

3)

$I_1=0.6 (A), I_2=0.4 (A)$

Để 2 đèn sáng bt phải mắc Đ2 nối tiếp với một điện trở R có $I_R = I_1 - I_2 = 0.2, U_R = U - U1 = 28 \to R=140$

Bài này bạn làm sai roiì sao có thế $Đ2 mắc nối tiếp với 1 điện trở R được cái này phải mắc thêm 2 điện trở phụ nữa

 

[lan_phuong_000]

Bài này bạn làm sai roiì sao có thế $Đ2 mắc nối tiếp với 1 điện trở R được cái này phải mắc thêm 2 điện trở phụ nữa

đã sửa. song song mà mình ghi nhầm là nối tiếp .

 

[conech123]

Theo Cô-si

$\sqrt{R1} + \dfrac{R}{\sqrt{R1}}$ \geq $2\sqrt{R}$

Dấu "=" xra khi $\sqrt{R1} = \dfrac{R}{\sqrt{R1}} \to R=R1=4$

BĐT cosi trong trường hợp này không áp dụng được đâu em ạ.
Nếu có dạng [TEX]a.b = const[/TEX] thì [TEX]a + b[/TEX] đạt cực tiểu khi [TEX]a = b[/TEX]

chứ còn bài này [TEX]\sqrt[]{R_1}.\frac{R}{\sqrt[]{R_1}} = R[/TEX] là một biến số.

Nếu R = 0 thì sẽ thế này: [TEX]\sqrt[]{R_1} + \frac{0}{\sqrt[]{R_1}} \geq 2.0 = 0[/TEX]

[TEX]\sqrt[]{R_1} + \frac{0}{\sqrt[]{R_1}}[/TEX] min khi [TEX]R_1 = 0?[/TEX]


Còn bài của anh, anh giải thích công thức [TEX]U_1 = \frac{UR_1}{R_1+R}[/TEX]

[TEX]I_1 = I_{R1R} \Leftrightarrow \frac{U_1}{R_1} = \frac{U}{R_1+R} \Leftrightarrow U_1 = \frac{UR_1}{R_1+R}[/TEX]

Công thức này thì đơn giản thế thôi nhưng với anh nó rất có ý nghĩa.

 

[conech123]

Bài 3: Hai đèn $Đ1(12V-7,2W)$ và $Đ2(16V-6,4W)$ được mắc nối tiếp rồi mắc vào nguồn $U=40V$ Hỏi phải dùng tồi thiểu bao nhiêu điện trở phụ, cách mác và giá trị của các điện trở phụ để cả hai đèn đều sáng bình thường

Có 2 cách mắc. Cách mắc song song thì Lan_phuong_000 đã trình bày, nhưng vẫn còn thiếu đó.

[TEX]I_{D1} = 0,6A[/TEX]
[TEX]I_{D2} = 0,4 A[/TEX]

*) Mắc song song.

Khi mắc song song, vì [TEX]U_{D2} > U_{D1}[/TEX] nên phải mắc nối tiếp vào nhánh của D1 một điện trở [TEX]R_1[/TEX].

Khi đó [TEX]U_1 = U_{D2} - U_{D1} = 4 V[/TEX]

[TEX]I_1 = I_{D1} = 0,6 A[/TEX]

[TEX]\Rightarrow R_1 = ............[/TEX]



Và [TEX]U > U_{D2}[/TEX] nên phải mắc nối tiếp với bộ (D1 // D2) một điện trở [TEX]R_2[/TEX]

[TEX]U_2 = U - U_{D2} = 40 - 16 = .......[/TEX]

[TEX]I_2 = I_{D1} + I_{D2} = 0,4 + 0,6 = 1 A[/TEX]

[TEX]\Rightarrow R_2 = .............[/TEX]



*) Mắc nối tiếp.

Vì [TEX]I_{D1} > I_{D2}[/TEX] nên phải mắc song song với D2 một điện trở [TEX]R_2[/TEX]. [TEX]I_{D1}[/TEX] sẽ đóng vai trò là [TEX]I_{mc}[/TEX].

Khi đó [TEX]U_2 = U_{D2} = 16 V [/TEX]

[TEX]I_2 = I_{D1} - I_{D2} = 0,2 A[/TEX]

[TEX]\Rightarrow R_2 = .........[/TEX]


Vì [TEX]U_{D1} + U_{D2} = 28 V < U[/TEX] nên phải mắc nối tiếp vào bộ này một điện trở [TEX]R_1[/TEX].

[TEX]U_1 = U - U_{D1} - U_{D2} = 12 V[/TEX]

[TEX]I_1 = I_{mc} = I_{D1} = 0,6 A[/TEX]

[TEX]\Rightarrow R_1 = ...............[/TEX]










Bài 5: Gọi I là cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn.

Áp dụng bảo toàn công suất:

[TEX]U.I = I^2R + P[/TEX] (công suất phát = công suất hao phí + công siất nơi tiêu thụ).

Thay số ta được pt:

[TEX]10I^2 - 6200.I + 120000 = 0[/TEX]

[TEX]I = 600 A, I = 20 A[/TEX]

Với [TEX]I = 600 A[/TEX] công suất hao phí lớn hơn công suất tiêu thụ nên ta loại.

Chọn [TEX]I = 20 A[/TEX]

Độ giảm thế: [TEX]U_{q} = I.R = 200 V[/TEX]

Hiệu suất: [TEX]H = \frac{P}{UI} = \frac{120000}{20.6200} = 96,77 %[/TEX]