Công thức tính công suất của nguồn điện hay nhất - Vật lý lớp 11

Công thức tính công suất của nguồn điện - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

Công suất P_ng của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nguồn điện đó và được xác định bằng công của nguồn điện thực hiện được trong một đơn vị thời gian.

2. Công thức – Đơn vị đo

Công thức xác định công suất của nguồn điện là:

${\text{P}}_{ng}=\frac{A_{ng}}{t}=\xi .\mathrm{I}$

Trong đó:

+ P_ng là công suất của nguồn điện, có đơn vị Oát;

+ A_ng là công cuar nguồn điện, có đơn vị Jun (J);

+ t là thời gian nguồn điện thực hiện công, có đơn vị giây (s);

+ ξ là suất điện động của nguồn điện, có đơn vị Vôn (V);

+ I là cường độ dòng điện, có đơn vị ampe (A).

Đơn vị của công suất nguồn điện là Jun trên giây, kí hiệu là $\frac{J}{s}$hoặc đơn vị Oát, kí hiệu là W. Ta có 1$\frac{J}{s}$= 1W

3. Mở rộng

Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch.

Với các nguồn có công suất lớn, ta còn dùng đơn vị kilôoát, kí hiệu là kW hoặc mêgaoát, kí hiệu là MW.

Đổi đơn vị như sau:

1 kW = 1000 W.

1 MW = 10³ kW = 10⁶ W.

Sử dụng công thức tính công suất tiêu thụ điện P và công suất của nguồn, ta có thể tính được hiệu suất của nguồn như sau:

$\mathrm{H}=\frac{\text{P}}{{\text{P}}_{ng}}.100\%=\frac{U.I}{\xi .I}.100\%=\frac{U}{\xi }.100\%$

Từ công thức tính công suất của nguồn ta có thể suy ra công thức tính công của nguồn thực hiện trong một khoảng thời gian t: A_ng = P_ng.t

Từ công thức tính công suất của nguồn ta có thể suy ra công thức tính suất điện động và cường độ dòng điện: 

${\text{P}}_{ng}=\xi .I\Rightarrow I=\frac{{\text{P}}_{ng}}{\xi }\Rightarrow \xi =\frac{{\text{P}}_{ng}}{I}$

4. Ví dụ minh họa

Bài 1:

Bài giải:

Công của nguồn điện sinh ra trong trong thời gian 15 phút là:

A = $\xi$.I.t = 12.0,8.900 = 8640 J

Công suất của nguồn điện là:

P = $\xi$.I. = 12.0,8 = 9,6 W

Bài 2:

Bài giải:

Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trên toàn mạch, tức là

A_ng = ξ.I.t = I².r.t + P.t => ξ.I = I².r + P

Nếu acquy phát dòng điện có cường độ I₁ = 15A thì công suất mạch ngoài là P ₁ = 136 W, ta có:

ξ.I₁ = I₁².r + P ₁(1)

Nếu acquy phát dòng điện có cường độ I₂ = 6A thì công suất mạch ngoài là P ₂ = 64,8 W, ta có:

ξ.I₂ = I₂².r + P ₂(2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

 $\begin{array}{l}\xi .I_1=I_1^2.r+{\text{P}}_1\\ \xi .I_2=I_2^2.r+{\text{P}}_2\end{array}\Rightarrow \begin{array}{l}\xi .15={15}^2.r+136\\ \xi .6=6^2.r+\mathrm{64,8}\end{array}\Rightarrow \begin{array}{l}\xi ={12}_{}\left(V\right)\\ r={\mathrm{0,2}}_{}\left(\Omega \right)\end{array}$

Vậy suất điện động của acquy là 12V và điện trở trong là 0,2 Ω.