Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V - 100W và một bàn là

Giải Vật Lí 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng

Video Giải Bài 3 (trang 41 SGK Vật Lí 9)

Bài 3 (trang 41 SGK Vật Lí 9): 

a) Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn là được kí hiệu như một điện trở và tính điện trở tương đương của đoạn mạch này.

b) Tính điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun và đơn vị kilooat giờ.

Tóm tắt:

U_đm1 = 220V; P  _đm1 = 100W;

U_đm2 = 220V; P  _đm2 = 1000W;

U = 220V;

Dụng cụ hoạt động bình thường

a) Vẽ sơ đồ. R_tđ = ?

b) R_bt = ?; P  _bt = ?

c) t = 1h = 3600s; A = ?J = ?kW.h

Lời giải:

a) Vì bóng đèn dây tóc và bàn là có cùng điện áp định mức là 220V, đồng thời điện áp của nguồn cũng bằng 220V nên muốn hai dụng cụ này hoạt động bình thường thì chúng phải được mắc song song với nhau và cùng mắc vào nguồn 220V.

Ta có sơ đồ mạch điện:

- Bóng đèn dây tóc có ghi 220V - 100W

=> U_đm1 = 220V, P  _đm1 = 100W,  ${\text{P}}_{\text{dm1}}\text{=}\frac{{\text{U}}_{\text{dm1}}^{\text{2}}}{{\text{R}}_{\text{1}}}$

=> Điện trở của đèn:  ${\text{R}}_{\text{1}}\text{=}\frac{{\text{U}}_{\text{dm1}}^{\text{2}}}{{\text{P}}_{\text{dm1}}}\text{=}\frac{{\text{220}}^{\text{2}}}{\text{100}}\text{=484Ω}$

- Bàn là có ghi 220V - 1000W

=> U_đm2 = 220V, P  _đm2 = 1000W, ${\text{P}}_{\text{dm2}}\text{=}\frac{{\text{U}}_{\text{dm2}}^{\text{2}}}{{\text{R}}_{\text{2}}}$

=> Điện trở bàn là:${\text{R}}_{\text{2}}\text{=}\frac{{\text{U}}_{\text{dm2}}^{\text{2}}}{{\text{P}}_{\text{dm2}}}\text{=}\frac{{\text{220}}^{\text{2}}}{\text{1000}}\text{=48,4Ω}$ 

Điện trở tương đương của mạch là:${\text{R}}_{\text{td}}\text{=}\frac{{\text{R}}_{\text{1}}{\text{.R}}_{\text{2}}}{{\text{R}}_{\text{1}}{\text{+R}}_{\text{2}}}\text{=}\frac{\text{484.48,4}}{\text{484+48,4}}\text{=44Ω}$

b) Đổi 1 giờ = 3600s

Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun là:

$\text{A=P.t=}\frac{{\text{U}}_{\text{tm}}^{\text{2}}}{{\text{R}}_{\text{td}}}\text{.t}\text{=}\frac{{\text{220}}^{\text{2}}}{\text{44}}\text{.3600}\text{=3960000J}$

Ta có 1kWh = 3600000J

Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị kWh là:

A = 3960000 : 3600000 = 1,1 kWh

Cách giải khác:

a)

Cường độ dòng điện qua đèn khi đó là:

I₁ = P  _đm1 : U_đm1 = 100 : 220 = 0,45 A

Cường độ dòng điện qua bàn là khi đó là:

I₂ = P  _đm2 : U_đm2 = 1000 : 220 = 4,55 A

Cường độ dòng điện mạch chính là:

I = I₁ + I₂ = 0,45 + 4,55 = 5A

=> Điện trở tương đương của mạch: 

R_tđ = U : I = 220 : 5= 44Ω

b)

Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun là:

Ta có 1kWh = 3600000J

Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị kWh là:

A = 3960000 : 3600000 = 1,1 kWh