Công thức tính điện năng tiêu thụ của toàn mạch

Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch là năng lượng điện chuyển hóa thành công để dịch chuyển các điện tích trong mạch.

1/ Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch:
Đoạn mạch AB được nối với một nguồn điện, khi đó nguồn điện sẽ tạo ra một hiệu điện thế U giữa hai điểm A và B sinh ra dòng điện dịch chuyển trên đoạn mạch AB.

Dòng điện đi qua điện trở R làm điện trở nóng lên => đoạn mạch đã tiêu thụ năng lượng và chuyển hóa năng lượng đó thành nhiệt năng.
Thay điện trở R bằng một bóng đèn dây tóc => bóng đèn sáng lên khi có dòng điện chạy qua => điện năng của đoạn mạch chuyển hóa thành quang năng.
Thay điện trở R bằng quạt, năng lượng điện làm quạt quay => điện năng chuyển hóa thành cơ năng.

Nếu trong đoạn mạch không có điện trở, không có bóng đèn ... thì đoạn mạch có tiêu thụ điện năng hay không?

Khi trong mạch không có điện trở hoặc các thiết bị tiêu thụ điện năng, việc nối cực âm và cực dương của nguồn điện trực tiếp với nhau (gọi là nối tắt) khi đó trong mạch xảy ra hiện tượng đoản mạch (ngắn mạch)

Hiện tượng đoản mạch (ngắn mạch) sinh ra nhiệt lượng rất lớn có thể gây cháy, nổ rất nguy hiểm.
Bỏ qua sự mất mát năng lượng ra ngoài môi trường, áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có:
Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch=công dịch chuyển điện tích trong mạch

Công thức tính điện năng tiêu thụ của đoạn mạch

A=U|q|=U.I.t​

Trong đó:

• U: điện áp (hiệu điện thế) giữa hai đầu đoạn mạch (V)
  
• I: cường độ dòng điện không đổi trong mạch (A)
  
• q: lượng điện tích (điện lượng) dịch chuyển trong mạch (C)
  
• t: thời gian điện lượng dịch chuyển trong mạch (s)
  
• A: Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch (J)

2/ Công suất điện
Công suất điện được mở rộng từ khái niệm công suất cơ học, có thể định nghĩa công suất điện là đại lượng đặc trưng cho tốc độ tiêu thụ điện năng của mạch điện.

\[P=\dfrac{A}{t}=UI\]​

Trong đó

• P: công suất điện (W)
  
• A: Điện năng tiêu thụ (J)
  
• t: thời gian (s)

3/ Định luật Jun-Lenxơ

Định luật Jun-Lenxơ do hai nhà vật lí nghiên cứu độc lập tìm ra. Nhà vật lí Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804 - 1865 - trái) mang quốc tịch Đức - Nga - Estonia, nhà vật lí người Đức James Prescott Joule (1818 - 1889 - phải) đã có nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực năng lượng nên tên của ông Joule (Jun) được đặt cho đơn vị năng lượng.

Nội dung định luật Jun-Lenxơ (Joule-Lenz)
Trong đoạn mạch có dòng điện không đổi, nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở (vật dẫn) tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, thời gian dòng điện chạy qua điện trở (vật dẫn) đó.
Biểu thức định luật Jun-Lenxơ (Joule-Lenz)

Q=I2Rt​

Trong đó:

• Q: nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở (vật dẫn) (J)
  
• R: điện trở vật dẫn (Ω)
  
• I: cường độ dòng điện trong mạch (A)

4/ Công suất tỏa nhiệt trên vật dẫn

\[P=\dfrac{Q}{t}=I^{2}R\]​

Trong đó:

• P: công suất tỏa nhiệt (W)
  
• Q: nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn (J)

5/ Công, công suất của nguồn điện

Công của nguồn điện (công của lực lạ)

A$_{ng}$=E.q=E.I.t​

Công suất của nguồn điện

\[P_{ng}=\dfrac{A_{ng}}{t}=EI\]​

Trong đó:

• A$_{ng}$: công của nguồn điện (công của lực lạ) (J)
  
• P$_{ng}$: công suất của nguồn điện (W)
  
• E: suất điện động của nguồn điện (V)

Bài tập vật lí vận dụng tính Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch
Bài tập 1: Tính Điện năng tiêu thụ và nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở 100Ω trong thời gian 1h, biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 100V.
Giải
Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch ta có \[I =\dfrac{U}{R}\]=1A
Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch: A=U.I.t=36.104 (J)
Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R: Q=I2.R.t = 36.104 (J)
Nhận xét: A=Q => toàn bộ điện năng đoạn mạch tiêu thụ chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt năng điều này phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
Bài tập 2: Một bóng đèn công suất điện là 100W, tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 8h.
Giải:
A=P.t=2,88.106 (J)
Trong thực tế, không chỉ đoạn mạch có dòng điện không đổi mới tiêu thụ điện năng mà đoạn mạch dòng điện thay đổi (điện xoay chiều) cũng tiêu thụ điện năng.

Công tơ điện: dụng cụ dùng để đo điện năng tiêu thụ của các thiết bi sử dụng điện[/caption]

Tính một cách gần đúng điện năng mà các thiết bị điện tiêu thụ được xác định bằng biểu thức

A = P.t​

Trong đó

• A: điện năng tiêu thụ của thiết bị điện (số điện)
  
• P: công suất định mức ghi trên các thiết bị điện (W)
  
• t: thời gian các thiết bị dùng điện (s)
  
• 1 số điện=1KWh=1000(W)*3600(s)=3600000(J)

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lí lớp 11 chương dòng điện không đổi

nguồn học vật lí trực tuyến

Điện năng tiêu thụ là gì ?

Làm sao để tính điện năng tiêu thụ trong vòng một tháng ? Công thức tính và thông số công suất hoạt động trên từng thiết bị như tủ lạnh, điều hòa, máy giặt, máy bơm nước, bóng đèn… Với sự hiểu biết chuyên ngành, hôm nay điện nước Khánh Trung sẻ cùng bạn tìm hiểu về chủ đề này nhé

Khái niệm Điện năng tiêu thụ

Điện năng tiêu thụ là một dạng năng lượng điện được truyền đến thiết bị để kích hoạt cơ chế làm việc thông qua đường dây dẫn và khi các loại máy móc hoạt động năng lượng sẻ được tiêu thụ dựa trên công suất từng thiết bị

>> Xem thêm: Điện một chiều là gì ? Có giật không ?

Công thức tính điện năng tiêu thụ 3 pha và 1 pha

Để tính điện năng tiêu thụ của đồ dùng điện gia đình người ta dùng công thức nào sau đây

A = P.t​

Trong đó ta có:

• A: điện năng của thiết bị tiêu thụ (số điện)
• P: công suất định mức được ghi trên thiết bị điện (W)
• t: thời gian thiết bị dùng điện (s)

>> Xem ngay 1Kw bằng bao nhiêu W, bao nhiêu số điện và bao nhiêu tiền

Cách tính điện năng tiêu thụ trên từng thiết bị

Bạn để ý trên bóng đèn, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt, máy bơm nước sẻ có ghi các thống số công suất tiêu thụ, dựa vào đó bạn chỉ cần áp dụng thêm công thức A = P.t​ để tính điện năng tiêu thụ trên từng thiết bị

Cách tính điện năng tiêu thụ của bóng đèn

Dựa vào công thức A=P*t thì ta có thể tính điện năng tiêu thụ của bóng đèn như sau:

• Ví dụ, 1 bóng đèn có công suất 80w, mỗi ngày sử dụng chiếu sáng 10h.
• Ta sẽ dễ dàng tính được tổng số giờ bóng đèn tiêu thụ điện trong 1 tháng t = 10*30 =300 (h)
• Công suất của bóng đèn P= 80/1000 = 0.08 (kw)
• Tổng điện năng tiêu thụ của bóng đèn trong một tháng là: A=300*0.08=24 (kwh)
• Để tính số tiền điện phải trả khi sử dụng bóng đèn, ta chỉ cần lấy tổng điện năng tiêu thụ nhân với giá 1 số điện.

Ví dụ, giá một số điện là 1.500đ thì bóng đèn trên mỗi tháng sử dụng hết : 24*1.500= 36.000 đ

bong den

Cách tính điện năng tiêu thụ của tủ lạnh

Đối với tủ lạnh thì công suất lun phụ thuộc vào từng dung tích và các công suất được quy định như sau:

• 85W thường dùng cho dung tích tủ lạnh 50L – 90L
• 100W thường dùng cho dung tích tủ lạnh 120L – 140L
• 120-125W thường dùng cho dung tích tủ lạnh 180L – 220L
• 180-185W thường dùng cho dung tích tủ lạnh 250L – 400L

Dựa vào công thức và từng thông số của tủ lạnh thì bạn có thể tính điện năng tiêu thụ của tủ lạnh

Ví dụ: Với tủ lạnh có công suất tiêu thụ P= 120W, giả sử trong 1 ngày, tủ lạnh hoạt động liên tục với t= 24h sẽ tiêu tốn hết một lượng điện năng là:

• A=P x t =t 120 x 24 = 2880 (Wh) = 2,88 (kWh) với 1 kWh= 1000Wh
• Lại có 1 kWh = 1 số điện, suy ra: A = 2,88 kWh = 2,88 số điện
• Với giá điện theo quy định nhà nước là 1,549 / 1 số ta tính 2,88 x 1,549 = 4,46112 (VNĐ) Với 1,549 là giá tiền của 1 số điện cho 50 số đầu tiên.

Vậy số tiền phải trả cho tủ lạnh trong vòng 1 tháng là: 4,46112 x 30 = 133,8336 (VNĐ)

Tu lanh

Cách tính điện năng tiêu thụ của điều hòa

Điều hòa có công suất giao động từ 9000 BTU, 12000 BTU, 18000 BTU, 24000 BTU và dựa vào công thức A= P.t ta có thể tính điện năng tiêu thụ của điều hòa như sau:

Ví dụ:

Máy lạnh nhiệt độ 9000 BTU có công suất dao động từ 800 – 850 W. Như vậy, Nếu một chiếc máy lạnh nhiệt độ 9000BTU chạy trong vòng một tiếng đồng hồ sẽ tiêu tốn 0,85KWh (gần 1 số điện).

Điều hòa có công suất tối đa là 1200W thì lượng điện tiêu hao khoảng 1,2 KWh sau 1 giờ sử dụng. Trên thực tế thì lượng điện tiêu thụ có thể sẽ ít hơn vì trong ví dụ, chúng ta đang sử dụng công suất tối đa của thiết bị để tính, trên thực tế không phải lúc nào các thiết bị điện cũng luôn chạy với công suất tối đa.

Đặc biệt là với các thiết bị điện được trang bị máy nén Inverter có khả năng tiết kiệm điện nên lượng điện tiêu thụ cũng sẽ thấp hơn.

Dieu hoa

Cách tính điện năng tiêu thụ của máy bơm nước

Chú ý trên thân máy bơm sẻ có ghi các thông số và công suất hoạt động, khi đó bạn cần thực áp dụng công thức A = P x t để tính điện năng tiêu thụ của máy bơm nước như sau:

Ví dụ:

• Máy bơm nước có công suất 200W/giờ, nếu hoạt động 24h => 24 x 200 = 4.800W. 
• Nếu dùng trong 1 tháng thì điện năng sẻ tốn là 4.800W x 30ngày = 144.000 (144 số điện)
• Theo quy ước 1 số điện = 1,500 từ đó bạn có thể tính tổng tiền phải trải là 216.000 đồng / 1 tháng

May bom

Cách tính điện năng tiêu thụ của máy giặt

Và cũng để tính điện năng tiêu thụ của máy giặt thì bạn cũng áp dụng công thức A = P x t và tính toán như sau:

Ví dụ:

Máy giặt Toshiba 8Kg có hiệu suất sử dụng điện là H = 32,3 Wh/Kg. Số lương quần áo giặt là 8Kg và nếu giặt trong thời gian 3h thì bạn sẻ tính như sau:

• H = P*t/kg = A*1000/kg
• => A = H*kg/1000 = 32,3*8kg/1000 = 0,2584 (Kwh) Tức là chúng ta giặt 5 lần mới hết 1 số điện.
• Giá điện hiện nay vào khoảng 2,587 đ/1 số điện. Suy ra tiền điện cho một lần giặt theo ví dụ là: 0,2584 * 2,587 đ = 0,668 đ

May giat

Trên là cách tính điện năng tiêu thụ trên máy giặt, điều hòa, tủ lạnh, máy bơm… và dựa vào công thức trên thì bạn có thể tính được hầu hết các điện năng từng thiết bị trong gia đình một cách dễ dàng.

>> Xem thêm: Hiện tượng đoản mạch là gì ?