Công thức tính điện năng tiêu thụ Điện năng tiêu thụ

Điện năng tiêu thụ là năng lượng điện mà chúng ta sử dụng để các thiết bị có thể hoạt động được. Điện năng tiêu thụ được đo bằng đơn vị kWh.

Điện năng là một trong những đại lượng Vật lý cơ bản, được học trong chương trình Vật lý 7, 8, 9, 10, 11, 12. Việc nắm rõ công thức tính điện năng tiêu thụ không chỉ hỗ trợ việc tính toán, mà còn giúp việc lựa chọn, sử dụng các thiết bị điện phù hợp với mạch điện, đồng thời biết cách tính năng lượng điện mà chúng ta sử dụng để các thiết bị có thể hoạt động được. Vì thế trong bài viết hôm nay Wikihoc.com trân trọng giới thiệu toàn bộ kiến thức về công thức tính điện năng kèm theo một số dạng bài tập tự luận, trắc nghiệm. Mời các bạn cùng đón đọc bài viết dưới đây nhé.

1. Điện năng tiêu thụ là gì?

Điện năng là năng lượng của dòng điện, hay là năng lượng để các thiết bị có thể hoạt động được. Vậy điện năng tiêu thụ là năng lượng điện mà chúng ta sử dụng để các thiết bị có thể hoạt động được.

Điện năng tiêu thụ được đo bằng đơn vị kWh.

2. Công thức tính điện năng tiêu thụ của đoạn mạch:

Khái niệm điện năng tiêu thụ: Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch chính là năng lượng điện được chuyển hóa thành công để có thể dịch chuyển các điện tích ở trong mạch.

Công thức tính điện năng tiêu thụ đoạn mạch:

A=U|q|=U.I.t​

Trong đó ta có:

U: là điện áp (hay hiệu điện thế) giữa 2 đầu của đoạn mạch (V)

I: là cường độ dòng điện không đổi ở trong đoạn mạch (A)

q: là lượng điện tích (hay điện lượng) dịch chuyển trong đoạn mạch (C)

t: là thời gian mà điện lượng dịch chuyển trong đoạn mạch (s)

A: là Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch (J)

3. Công thức tính điện năng tiêu thụ của thiết bị

Công thức tính 1 cách gần đúng của điện năng mà các thiết bị điện tiêu thụ

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)

1 số điện = 1KWh = 1000(W). 3600(s) = 3600000(J)

Ví dụ: Tủ lạnh có công suất là 120W (0,12KW), trong một ngày (tủ lạnh hoạt động trong 24h) lượng điện tiêu thụ là khoảng 2,88 KWh (0,12KW x 24h).

Hoặc máy lạnh có công suất tối đa là 1.200W thì lượng điện tiêu hao khoảng 1,2 KWh sau 1 giờ sử dụng.

Trên thực tế, lượng điện tiêu thụ có thể sẽ ít hơn vì trên thực tế, không phải lúc nào các thiết bị điện cũng 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 thì lượng điện tiêu thụ sẽ thấp hơn.

Bên cạnh đó, nếu như trên nhãn năng lượng của sản phẩm có đề cập tới điện năng tiêu thụ, ta cũng thể dựa vào đó để tính toán một cách tương đối lượng điện mà thiết bị tiêu tốn trong một ngày. Bạn chỉ cần lấy số điện năng tiêu thụ trong 1 năm chia cho 365 ngày là ra lượng điện thiết bị tiêu thụ trong 1 ngày.

Ví dụ: Trên tem năng lượng có thông số Điện năng tiêu thụ: 485kWh/năm, vậy trong một ngày thiết bị sẽ tiêu thụ lượng điện khoảng: ~485kWh/365 ngày = 1,32 kWh./.

4. Làm thế nào để biết được công suất của một thiết bị điện?

Hiện nay hầu hết công suất (W) đều được ghi ngay trên bao bì, nhãn mác của các thiết bị điện. Bạn có thể nhìn thấy công suất này ngay trên thiết bị hoặc trong hướng dẫn sử dụng đi kèm.

Nếu bạn không thể tìm thấy bạn có thể tìm sản phẩm trên website chính hoặc trên internet.

Các bạn có thể tham khảo thông số về công suất tiêu thụ của sản phẩm dân dụng dưới đây:

5. Bài tập trắc nghiệm tính điện năng tiêu thụ

Câu 1. Công suất định mức của các dụng cụ điện là

A. công suất lớn nhất mà dụng cụ đó có thể đạt được.
B. công suất tối thiểu mà dụng cụ đó có thể đạt được.
C. công suất đạt được khi nó hoạt động bình thường.
D. công suất trung bình của dụng cụ đó.

Câu 2. Một đoạn mạch có điện trở xác định với hiệu điện thế hai đầu không đổi thì trong 1 phút tiêu thụ 40 J điện năng. Thời gian để đoạn mạch này tiêu thụ hết một 1 kJ điện năng là

A. 25phút.
B. 140140 phút.
C. 40phút.
D. 10 phút.

Câu 3. Một đoạn mạch tiêu thụ có công suất 100 W, trong 12 phút nó tiêu thụ một năng lượng

A. 2000J.
B. 5J.
C.120kJ.
D. 72kJ

Câu 4. Một đoạn mạch có hiệu điện thế hai đầu không đổi. Khi chỉnh điện trở của nguồn là 100 Ω thì công suất của mạch là 20 W. Khi chỉnh điện trở của mạch là 50Ω thì công suất của mạch là

A.10W.
B.5W.
C. 40 W.
D. 80 W.

Câu 5. Cho một mạch điện có điện trở không đổi. Khi dòng điện trong mạch là 2 A thì công suất tiêu thụ của mạch là 100 W. Khi dòng điện trong mạch là 4 A thì công suất tiêu thụ của mạch là

A. 25 W.
B. 50 W.
C. 200 W.
D. 400 W.

Câu 6. Công thức tính điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch là

A. A = U.I.t.
B. A=E It .
C. A = I.tU .
D. A = U.It .

Câu 7. Đơn vị nào sau đây là đơn vị của điện năng tiêu thụ?

A.kWh.
B.V.
C.A.
D. Ω

Câu 8. Đặt một hiệu điện thế U = 18 V vào hai đầu điện trở R = 9 Ω thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là bao nhiêu?

A. 12 W.
B. 18 W.
C. 2 W.
D. 36 W.

Câu 9. Điện năng tiêu thụ được đo bằng dụng cụ gì?

A. Ôm kế.
B. Vôn kế.
C. Công tơ điện.
D. Oát kế.

6. Bài tập tự luận tính điện năng tiêu thụ

Bài tập 1: 1 bóng đèn có công suất điện là 100W. Hãy tính điện năng mà bóng đèn này tiêu thụ trong 8h.

Giải:

Ta có công thức

A = P.t = 100. 8. 3600 = 2,88.106 (J)

Bài tập 2: Tính mức điện năng tiêu thụ, và nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R = 100Ω trong thời gian là 1h, cho biết hiệu điện thế ở giữa 2 đầu của đoạn mạch là 100V.

Giải:

Theo định luật ôm cho đoạn mạch thì ta có: I = U / R = 100 / 100 = 1A

Vậy điện năng tiêu thụ của toàn đoạn mạch là:

A = U.I.t = 100.1.3600 = 36.104 (J)

Nhiệt lượng được tỏa ra trên điện trở R là :

Q=I².R.t = 12.100.3600 = 36.104 (J)

Bài tập 3: Cho q bóng đèn dây tóc trên bóng đèn ghi 220V – 100W và 1 bàn là trên có ghi 220V – 1000W cùng mắc vào ổ điện 220V ở gia đình , cả 2 cùng hoạt động bình thường.

a) Hãy vẽ sơ đồ mạch điện trong đó bàn là kí hiệu như 1 điện trở và được tính như điện trở tương đương của đoạn mạch.

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

Giải:

a) Để đèn cùng bàn là hoạt động bình thường khi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 220V thì cả hai phải được mắc song song. Ta có sơ đồ mạch điện

Điện trở tương đương của đoạn mạch khi đèn với bàn là mắc song song nhau là:

Điện trở bóng đèn: Rđ = U2đ / Pđ = 2202 / 100 = 484 Ω

Điện trở bàn là: Rb = U2b / Pb = 2202 / 1000 = 48,4 Ω

Điện trở của toàn bộ đoạn mạch là:

Rt = Rđ.Rb / (Rđ + Rb) = 484.48,4 / (484 + 48,4) = 44 Ω

b) Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 giờ tính theo đơn vị jun là

A = U.I.t = U² .t / Rt. = 2202 . 1. 3600/ 44 = 3960000 J

Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 giờ tính theo đơn vị kilooat giờ là:

A = U.I.t = U² .t / Rt. = 2202 .1/ 44 = 1100 Wh = 1,1 kWh

Bài tập 4: Trên nhãn của 1 ấm điện có ghi là 220V – 1000 W. Sử dụng ấm điện này với hiệu điện thế 220V để ta đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ là 25⁰C. Tính thời gian đun nước của ấm điện, biết hiệu suất của ấm là 90%, và nhiệt dung riêng của nước là 4190 J (Kg.k)

Giải:

Ta có nhiệt lượng cần để cung cấp cho ấm đun sôi 2 lít nước là Q = c.m.(t2 – t1)

Điện năng tiêu thụ của ấm điện là A= Q / 90% = Pt

Từ công thức trên ta suy ra thời gian đun nước là:

T = 10.Q / 9.P = 100.c.m.(t2 – t1)/ 9.P ≈ 698 s= 11 phút 38 giây.

Bài tập 5: Tính điện năng tiêu thụ, và công suất của dòng điện khi dòng điện có cường độ là 1A chạy qua dây dẫn trong 1 giờ. Cho biết hiệu điện thế giữa 2 đầu dây dẫn là 6V.

Giải:

Ta có điện năng tiêu thụ của đoạn mạch : A = U.I.t = 6.1.3600 = 21600 J

Công suất dòng điện của đoạn mạch :

P = U.I = 6.1 = 6 V