Công thức tính công suất và ví dụ áp dụng công thức

Trong chương trình học vật lý lớp 12 thì chuyên đề về công suất của dòng điện xoay chiều là khá quan trọng. Sau đây các bạn hãy cùng tamcaotrithuc.com ôn tập lại kiến thức về các công thức tính công suất nhé.

I/ Công thức tính công suất

1/ Định nghĩa công suất của dòng điện xoay chiều

công suất của 1 dòng điện xoay chiều chính là công suất được tính trong thời gian dài hay là công suất được tính trong một chu kỳ:

Công thức tính công công suất theo định nghĩa: P = ((U₀ .I₀) / 2) .cosφ   = U.I.cosφ

2/ Các công thức tính công suất thường sử dụng:

P = U.I.cosᵩ  = I.Z.I.(R / Z) = R.I²

⇒ P = R. I² = R.U² / (R² + (Z_L – Z_C)²)

Công thức đặc biệt:

P = U.I.cosφ    = U (U/Z)(R/R). cosφ  = (U² / R).cos² φ

⇒ P = (U² / R).cos² φ

* Hệ số công suất:

Chú ý: – π / 2 ≤ φ = φ_u – φ_i ≤ π / 2 ⇒ ta có 0 ≤ cos φ ≤ 1

II/ Ví dụ áp dụng công thức tính công suất

Ví dụ 1: Cho điện áp  (V) vào hai đầu của đoạn mạch thì ta có cường độ dòng điện chạy qua mạch là  (A). Hãy tính cos φ và P

Giải

Theo đề bài ta có :

⇒ φ = φ_u – φ_i = (- π / 3) – 0 = – π / 3 ⇒ cos φ = ½

⇒ Công suất của dòng điện là 

Ví dụ 2: Cho 1 điện áp  (V) vào hai đầu của đoạn mạch RLC được ghép nối tiếp nhau có R = 30(Ω), L = 3 / 5π (H), C = 10 ^-3 / 9π (F). Tính P và  cos φ

Giải: 

Ta có Z_L = Z_w = (3 / 5π). 100π = 60 (Ω)

Z_C = 1 / L_w = 1/ (10 ^-3 / 9π) . 100π = 90 (Ω)

⇒ P = R.U² / (R² + (Z_L – Z_C)²) = 30.120² / (30² + (60 – 90)²) = 240 (W)

⇒ 

Ví dụ 3: Đặt một điện áp xoay chiều với giá trị hiệu dụng là 100 V vào hai đầu của mạch RLC được ghép nối tiếp có  R = 50(Ω) thì điện áp 2 đầu của mạch lệch pha là   so với điện áp của hai đầu tụ C. Tính P, cos φ

Giải:

Ta có công thức:

P = (U² / R).cos² φ

⇒ P = (100² / 50) . cos² (- π / 6) = 150 (W)

⇒ ta có 

Hi vọng với những ví dụ trên các bạn có thể giải quyết được những bài toán về công thức tính công suất của dòng điện xoay chiều