Lý Thuyết Lý 11: Điện Năng – Công Suất Điện

Trong chương trình Vật lý lớp 11, điện năng – công suất điện là phần kiến thức đặc biệt quan trọng, xuất hiện nhiều trong các bài kiểm tra, bài thi cuối cấp. Do đó, việc nắm vững các định nghĩa, công thức tính điện năng – công suất điện là là vô cùng cần thiết nếu các em muốn đạt điểm cao trong các kỳ thi. Dưới đây là các định nghĩa, công thức tính và ví dụ minh hoạ Team Marathon Education đã tổng hợp để giúp các em học và ôn luyện nhanh, hiệu quả nhất. Theo dõi ngay!

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Lý 11: Điện Tích Và Định Luật Cu-Lông

Điện năng – Công suất điện của đoạn mạch

Liên quan đến kiến thức điện năng công suất điện có các định nghĩa dưới đây:

Điện năng tiêu thụ

Lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích.

Công thức tính công của lực điện:

A = Uq = UIt

Trong đó:

• A là công của lực điện (J)
• U là hiệu điện thế đoạn mạch (V)
• q là lượng điện tích di chuyển qua mạch trong thời gian t (C) 
• I là cường độ dòng điện của mạch (A)
• t là thời gian (s)

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Về Suất Điện Động Cảm Ứng – Định Luật Faraday, Định Luật Len-xơ

Công suất điện

• Công suất điện của 1 đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó. Công suất điện có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong 1 đơn vị thời gian.
• Công suất điện được tích bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.

P=\frac{A}{t}=UI

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Vật Lý 11: Công Của Lực Điện

Công thức tính công suất tỏa nhiệt của vật dẫn

Định luật Jun Len-xơ

Định luật Jun Len-xơ phát biểu như sau: Nhiệt lượng toả ra trên 1 vật dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với 3 yếu tố là điện trở của vật dẫn, bình phương dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.

Công thức tính nhiệt lượng:

Q = RI²t

Trong đó:

• Q là nhiệt lượng (J)
• R là điện trở (Ω)
• I là cường độ dòng điện (A)
• t là thời gian dòng điện chạy qua (s)

>>> Xem thêm: Cường Độ Điện Trường Là Gì? Công Thức Tính Cường Độ Điện Trường

Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua

Công suất toả nhiệt ở vật dẫn (P) khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ toả nhiệt của vật dẫn đó. Công suất này được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian.

Công thức tính công suất tỏa nhiệt của vật dẫn:

P=\frac{Q}{t}=I^2R

Trong đó: 

• P là công suất (W)
• Q là nhiệt lượng (J)
• R là điện trở (Ω)
• I là cường độ dòng điện (A)
• t là thời gian dòng điện chạy qua (s)

Công và công suất của nguồn điện

• Công của nguồn điện (A_ng) bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch đó: 

A_ng = Eq = EIt

• Công suất của nguồn điện (P_ng) bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch

P_{ng}=\frac{A_{ng}}{t}=EI

Bài tập minh họa điện năng – công suất điện

Để có cái nhìn toàn diện hơn về các kiến thức liên quan đến điện năng công suất điện, các em có thể theo dõi các ví dụ minh hoạ dưới đây:

Bài tập 1

Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi có dòng điện cường độ 1A chạy qua dây dẫn trong 1 giờ, biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây là U = 6V.

Hướng dẫn giải:

Điện năng tiêu thụ: A = UIt = 6.1.3600 = 21600 J = 21,6 kJ = 0,006 KWh

Công suất điện: P = UI = 6 W

Bài tập 2

Một nguồn điện có suất điện động là 12V. Khi mắc nguồn điện này với 1 bóng đèn để trở thành mạch điện kín thì nó cung cấp 1 dòng điện có cường độ là 0,8A. Tính công của nguồn điện sinh ra trong thời gian là 15 phút và công suất của nguồn điện khi đó.

Công của nguồn điện là: A_ng = EIt = 12.0,8.15.60 = 8640 J = 8,74 kJ

Công suất của nguồn điện khi đó là: P_ng = 12.0,8 = 9,6 W

Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education

Trên đây là các kiến thức liên quan đến điện năng – công suất điện, công thức tính và bài tập về điện năng. Hy vọng với những chia sẻ này sẽ giúp các em nâng cao hiệu quả học tập đáng kể, tăng khả năng ứng dụng và giải bài tập nhanh hơn. Đừng quên đăng ký khoá học online livestream của Marathon Education ngay hôm nay để học online trực tuyến nâng cao kết quả học tập!