Công thức tính công suất định mức và bài tập có lời giải dễ hiểu

Công suất định mức là một trong những kiến thức môn Vật Lý quan trọng mà hầu hết các bạn học sinh cầm nắm vững. Bởi vì nó sẽ được sử dụng trong thực tế như bóng đèn, quạt điện, bếp điện… Những thiết bị này khi hoạt động kém dần là do công suất điện của những thiết bị khác nhau. Bài viết hôm nay Top Nổi Bật sẽ giới thiệu đến bạn khái niệm, công thức tính công suất định mức và cho một số bài tập minh họa có lời giải chi tiết nhất.

Xem thêm:

• Công thức tính công suất hao phí và bài tập có lời giải dễ hiểu
• Công thức tính hệ số công suất và bài tập có lời giải chi tiết
• Công thức tính độ tự cảm của ống dây và bài tập có lời giải
• Công thức tính chu kì, tần số của con lắc lò xo và bài tập có lời giải

Khái niệm về công suất định mức

Mỗi dụng cụ điện khi được sử dụng với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức thì mức tiêu thụ công suất điện bằng số oát được ghi trên dụng cụ đó và nó chính là công suất định mức.

Công suất định mức của mỗi dụng cụ điện cho chúng ta biết công suất mà dụng cụ đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường.

Ví dụ: Công suất định mức cúa thiết bị máy phát điện chính là công suất mà máy phát điện có thể phát ra an toàn và liên tục mà không gây xáo trộn trong máy.

Đơn vị đo của công suất định mức

• Công suất định mức có đơn vị đo là oát
• Kí hiệu là W

Một số kiến thức liên quan đến công suất định mức

• Công thức tính công suất điện là:

P = U.I

Trong đó có P là công suất điện (đơn vị W)

                    U là hiệu điện thế (đơn vị V)

                     I là cường độ dòng điện (đơn vị A)

• Công thức tính công suất điện của mạch là:

P = I².R = U²/R

Một số bài tập minh họa về công suất định mức có lời giải

Bài tập 1: Có 3 điện trở là R₁ ghi (40Ω – 20A), R₂ ghi (20Ω – 10A), R₃ ghi (30Ω – 30A), trong đó có giá trị sau là cường độ dòng điện cao nhất mà những điện trở có thể chịu được.

A. Mắc 3 điện trở trên theo yêu cầu R₁ // (R₂ nt R₃). Hãy các định hiệu điện thế lớn nhất mà cụm điện trở này không bị cháy?

B. Sử dụng cụm điện trở trên mắc nối tiếp với cụm bóng đèn loại 40V – 50W rồi mắc tất cả vào nguồn điện có hiệu điện thế U = 220V. Hãy tìm cách mắc để những bóng đèn sáng bình thường mà cụm điện trở không bị cháy?

Lời giải

A. Mắc R₁ // (R₂ nt R₃)

Hiệu điện thế lớn nhất mà R₁ chịu được là:

U₁ = 20.40 = 800 (V)

Hiệu điện thế lớn nhất mà (R₂ ntR₃) chịu được là:

U₂₃ = (20 + 30).10 = 500 (V)

Vì R₁ // (R₂ nt R₃) nên hiệu điện thế lớn nhất là:

U = 500 (V)

Cụm điện trở R₁ // (R₂ nt R₃) có điện trở tương đương là:

R = [R₁.(R₂ + R₃)]/(R₁ + R₂ + R₃) = 22,2 Ω

Để cụm điện trở không bị cháy thì hiệu điện thế đặt vào cụm phải thỏa mãn: U_R ≤ 500 V

Theo đề bài dòng điện định mức mỗi đèn là:

I_dm = P/U = 50/40 = 5/4 A

Giả sử những bóng đèn được mắc thành một cụm có m dãy song song, mỗi dãy có n bóng nối tiếp thì ta có:

U_R + n.U_Đ = 220 (V)

=> 50.5m/4 + 40n = 220 => 6,25m + 4n = 22 (1)

Với m và n (nguyên dương) ≤ 7 (2)

Từ (1) và (2) ta được:

• m = 6,25; n = 25 (6,25 dãy // mỗi dãy 25 bóng nối tiếp)
• m = 10,25; n = 9,25 (10,15 dãy // mỗi dãy 9,25 bóng nối tiếp)

Bài tập 2: Một bếp từ hoạt động bình thường khi được mắc với U = 220V và khi đó R = 38,4Ω. Tính công suất của bếp từ là bao nhiêu?

Lời giải

Cường độ dòng điện qua bếp từ là:

I = U/R = 220/38,4 = 5,7 (A)

Công suất của bếp từ là:

P = U.I = 220.5,7 = 1254 (W) = 1,254 (kW)

Hy vọng bài viết trên của chúng tôi về khái niệm, công thức, và bài tập tính công suất định mức sẽ mang lại nhiều hữu ích cho bạn đọc. Mọi góp ý và thắc mắc của bạn đọc vui lòng để lại bình luận bên dưới bài viết, Top Nổi Bật sẽ ghi nhận và có câu trả lời sớm nhất nhé.