Xin chào các bạn, bài viết hôm nay HocThatGioi xin được trình bày đến với các bạn về cách giải công suất điện và hệ số công suất có lời giải chi tiết nhất. Bài viết sau đây sẽ giúp các bạn nhớ các công thức tính Công suất điện và hệ số công suất để áp dụng vào giải bài toán cho nhanh nhất. Hãy cùng HocThatGioi xem hết bài viết bên dưới để học hiệu quả nhé!
1. Phương pháp giải tính công suất điện và hệ số công suất
Đối với bài toán tính công suất điện thì đầu tiên các bạn phải nắm vững những kiến thức nền tảng, và thuộc lòng những công thức tính công suất điện và hệ số công suất. Sau đây, sẽ trình bày đến các bạn các công thức sau để các bạn áp dụng vào bài toán.
Công thức tính công suất điện của mạch:
Dưới đây sẽ là công thức tính công suất điện mà các bạn cần nhớ để áp dụng vào bài giải .
Trong đó:
P: công suất điện.
U: hiệu điện thế hiệu dụng
I : cường độ dòng điện hiệu dụng cos \varphi: hệ số công suất.
R điện trở suất U_{R} hiệu điện thế hiệu dụng của điện trở thuần.
Công thức tính hệ số công suất:
Hệ số công suất có công thức sau đây.
Hệ số công suất
cos \varphi = \frac{R }{Z} = \frac{U_{R} }{ U}
Trong đó: cos \varphi : hệ số công suất.
Z tổng trở của đoạn mạch. U_{R}: hiệu điện thế hiệu dụng của điện trở thuần.
R điện trở thuần
U hiệu điện thế hiệu dụng của đoạn mạch.
2. Bài tập áp dụng
Để vận dụng tốt những công thức ở trên thì sau đây xin mời các bạn làm các bài tập về công suất điện và hệ số công suất dưới đây. Khuyến khích các bạn nên tự làm trước rồi hãy xem đáp án sau để học tiến bộ hơn nhé. Sau đây là 5 bài tập các bạn cần làm để củng cố nền tảng kiến thức.
Câu 1: Một cuộn cảm khi mắc với điện áp xoay chiều 50 V thì công suất 1,5 W. Biết cường độ dòng điện qua cuộn cảm 0,2 A. Tính hệ số công suất của cuộn cảm?
Hướng dẫn giải:
Vì đề có cho công suất , hiệu điện thế và cường độ dòng điện nên ta dùng công thức tính hệ số công thức sau: P=UIcos \varphi \longrightarrow cos \varphi = \frac{P }{UI}= \frac{1,5 }{50*0,2} =0,15
Chọn đáp án C.
Câu 2: Đặt điện áp xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng là 100 V và có cường độ dòng điện là 1 A. Biết độ lệch pha giữa u và i là \varphi = \frac{ \pi }{6} vào hai đầu mạch RLC . Tính công suất điện tiêu thụ của mạch là ?
Hướng dẫn giải:
Theo đề bài ta có: P=UIcos \varphi = 100*1*cos(\frac{ \pi }{6})=50 W
Chọn đáp án B.
Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều u=200 cos(100 \pi t+ \frac{ \pi }{6} ) (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp có R=100 \Omega thì thấy cường độ dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch góc \frac{ \pi }{3} . Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là ?
Hướng dẫn giải:
Từ phương trình u=200 cos(100 \pi t+ \frac{ \pi }{6} ) (V)
Hiệu điện thế hiệu dụng U= \frac{U_{0} }{ \sqrt{2} } =\frac{200 }{ \sqrt{2} }=100 \sqrt{2}
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: P= \frac{U^{2} }{R} (cos \varphi )^{2}= \frac{(100 \sqrt{2} )^{2} }{100} (cos \frac{ \pi }{3})^{2}=50 W
Chọn đáp án A.
Câu 4: Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở thuần mắc nối tiếp với tụ điện. Điện áp đặt vào hai đầu mạch có giá trị hiệu dụng 150 V thì ta thấy cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch bằng 2A. Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện bằng 90 V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là ?
Hướng dẫn giải:
Theo đề bài ta có:
Đoạn mạch này chỉ gồm điện trở thuần và tụ điện.
Mà hai đại lượng này vuông pha với nhau nê chúng ta dùng công thức vuông pha sau để tính điện áp hiệu dụng của điện trở : U^{2}= U_{R}^{2} + U_{C}^{2} \rightarrow U_{R}= \sqrt{U^{2}- U_{C}^{2}} =120 V
Công suất tiêu thụ của mạch bằng công suất trên điện trở là: P=U_{R}I=120*2=240 W
Chọn đáp án B.
Câu 5: Đặt điện áp u=200cos(100 \pi t)(V) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong mạch là i=2sin(100 \pi t+ \frac{ \pi }{3} ). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là ?
Hướng dẫn giải:
Do phương trình của i đang ở hàm sin vì vậy chúng ta phải đưa về cùng hàm cos với u i=2cos(100 \pi t+ \frac{ \pi }{3} – \frac{ \pi }{ 2} )=2cos(100 \pi t- \frac{ \pi }{6} ).
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: P=UIcos \varphi = \frac{200 }{ \sqrt{2} } *\frac{2 }{ \sqrt{2} }*cos(0-(- \frac{ \pi }{6} ))=100 \sqrt{3}
Chọn đáp án B.
Như vậy, bài viết giới thiệu về phương pháp tính công suất điện và hệ số công suất của HocThatGioi đến đây đã hết. Qua bài viết này, hi vọng sẽ giúp các bạn hiểu và áp dụng những công thức nhuần nhuyễn để làm bài tốt hơn nhé. Đừng quên Like và Share để giúp HocThatGioi ngày càng phát triển. Cuối cùng, cảm ơn tất cả các bạn đã theo dõi hết bài viết và chúc các bạn học thật tốt nhé!
Bài viết khác liên quan đến Lớp 12 – Vật Lý – Công suất tiêu thụ của MĐXC Hệ số CS
