SGK Vật Lí 9 - Bài 13 Điện năng - Công của dòng điện
BÀ113 ĐIỆN NĂNG - CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN Hàng tháng, mồi gia đình sứ dụng điện đều phải trà tiền theo số đếm của công tơ điện. Sô' đếm này cho biết công suất điện hay lượng điện nâng đã sử dụng ? I - ĐIỆN NĂNG 1. Dòng điện có mang năng lượng HI Quan sát hình 13.1 và cho biết: + Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện nào ? + Dòng điện cung cấp nhiệt luợng trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện nào ? Các ví dụ trên và nhiêu ví dụ khác chứng tò dòng điện có năng lượng vì nó có khả năng thực hiện công, cũng như có thể làm thay đối nhiệt năng cùa các vật. Năng luợng của dòng điện được gọi là điện năng. Hình 13.1 Máy khoan 2. Sự chuyển hoá điện năng thành các dạng năng lượng khác ĨSằ Các dụng cụ điện khi hoạt động đéu biến đổi điện năng thành các dạng nàng luợng khác. Hãy chi ra các dạng năng lượng được biến đổi từ điện năng trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện ở báng 1. Bàng 1 Dụng cụ điện Điện năng được biến đổi thành dạng năng lượng nào ? Bóng đèn dây tóc Đèn LED Nôi cơm điện, bàn là Quạt điện, máy bơm nước Hãy chỉ ra trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện ở bảng 1, phân năng lượng nào được biến đổi từ điện năng là có ích, là vô ích. Kết luận Điện năng là năng lượng của dòng điện. Điện năng có thể chuyến hoá thành các dạng năng lượng khác, trong đó có phần năng lượng có ích và có phán năng lượng vô ích. Ti số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hoá từ điện năng và toàn bộ điện nàng A tiêu thụ được gọi là hiệu suất sư dụng điện năng : H = —A Atp - CÔNG CÙA DÒNG ĐIỆN 1. Công của dòng điện Công của dòng điện sán ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ để chuyến hoá thành các dạng năng lượng khác. 2. Công thức tính công của dòng điện Từ kiến thức đã học ở lớp 8, hãy cho biết mối hên hệ giữa công A và công suất Eỉ Xét đoạn mạch được đặt vào hiệu điện thế u, dòng điện chạy qua nó có cường độ I và công suất điện của đoạn mạch này là ẩ3. Hãy chứng tỏ ràng, công của dòng điện sản ra ở đoạn mạch này, hay điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ, được tính bàng công thức : A ='^t = Ult, trong đó: u đo bàng vòn (V), đo bàng ampe (A), t đo bàng giây (s), thì công A của dòng điện đo bàng jun (J). 1J = iw.ls = 1V.1A.1s. Ngoài ra công cùa dòng điện còn được đo bàng đon vị kilôoat giờ (kW.h) : Hĩnh 13.2 lkW.h = 1 000W. 3 600s = 3 600 000J = 3,6.106J. ■ 3. Đo công của dòng điện Theo công thức trên, đế đo cồng cùa dòng điện cân phải dùng ba dụng cụ là vôn kế, ampe kê' và đóng hồ đo thời gian. Trong thực tế, công của dòng điện hay điện năng sư dụng được đo bàng công tơ điện (hình 13.2).,Khi các dụng cụ và thiết bị tiêu thụ điện năng hoạt động, đỉa tròn của công tơ quay, số chỉ của công tơ tăng dần. Lượng tăng thêm của số chỉ này là số đếm của công tơ. Bảng 2 ghi lại số đếm cùa công tơ khi sử dụng một số dụng cụ điện. Bàng 2 Lần Dụng cụ điện Công suất sử dụng Thời gian Số đếm của sư dụng sử dụng công tơ 1 Bóng đèn 100W =0,lkW 3 giờ 0,3 2 Nồi cơm điện 500W = 0,5kW 1 giờ 0,5 3 Bàn là 1 000W = Ị,0kW 0,5 giờ 0,5 Từ bảng này, hãy cho biết mỗi số đếm của công tơ (số chi của công tơ tăng thêm 1 đơn vị) ứng với lượng điện năng đã sử dụng là bao nhiêu. - VẬN DỤNG Một bóng đèn có ghi 220V-75W được tháp sáng hên tục với hiệu điện thê' 220V trong 4 giờ. Tính lượng điện nàng mà bóng đèn này sử dụng vă số đếm của công tơ trong trường hợp này. Một bếp điện hoạt động liên tục trong 2 giờ ờ hiệu điện thế 220V. Khi đó số chi của công tơ điện tăng thêm 1,5 số. Tính lượng điện năng mà bếp điện sứ dụng, công suất của bếp điện và cường độ dòng điện chạy qua bếp trong thời gian trên. ứ Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công và cung cấp nhiệt lượng. Năng lượng của dòng điện được gọi ĩà điện năng. ữ Công của dòng điện sản ra ở một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác: A=^>t= Ult. ứ Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện. Mỗi số đếm của còng tơ điện cho biết lượng điện năng dã được sử dụng là 1 kilôoat giò : 1kW.h = 3 600 000J = 3 600kJ. CÓ THẺ EM CHƯA BIẾT Bóng đèn dây tóc cọ hiệu suất phát sáng duới 10%, nghĩa là chỉ có duới 10% điện năng được biến đổi thành năng lượng ánh sáng. Đèn ống, đèn LED có hiệu suất phát sáng lớn hon đèn dây tóc tù 3 đến 5 lần. Do đó, vói cùng một công suất chiếu sáng, sử dụng đèn ống, đèn LED sẽ tiết kiệm điện năng hơn đèn dây tóc.