Công thức tính công suất tỏa nhiệt và bài tập có lời giải

Môn vật lý lớp 11 các em sẽ được học công thức tính công suất tỏa nhiệt. Trong đó có công thức tính công suất tỏa nhiệt của ống dây, công thức tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở,… Bài viết dưới đây Top Nổi Bật sẽ tổng hợp những kiến thức liên quan đến chủ đề này kèm theo một số bài tập có lời giải chi tiết để giúp các em hiểu, dễ dàng giải quyết những bài toán khó và nhớ công thức lâu hơn

>>Xem thêm:

Công suất tỏa nhiệt là gì?

Công suất tỏa nhiệt là công suất tỏa ra vật dẫn khi có dòng điện đi qua. Đại lượng này đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn, và nó được tính bằng nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn trong một đơn vị thời gian

Công thức tính công suất tỏa nhiệt

Công thức tính công suất tỏa nhiệt bằng thương của nhiệt lượng chia cho thời gian hoặc bằng tích của điện trở nhân với bình phương cường độ dòng điện.

P = Q/t = R.I²

Trong đó: P là công suất (đơn vị công suất tỏa nhiệt W)

Q là nhiệt lượng (J)

R là điện trở (Ω)

t là thời gian (S)

I là cường độ dòng điện (A)

Công thức tính công suất tỏa nhiệt của điện trở bằng bình phương cường độ dòng điện nhân với điện trở, hoặc bình phương hiệu điện thế chia cho điện trở.

Q = I².R = U²/R

TRong đó: U là hiệu điện thế (V)

Từ những công thức trên ta có thể thấy được công thức tính công suất tỏa nhiệt của ống dẫn hoặc dây dẫn phụ thuộc vào thời gian mà dòng điện đi qua vật đó

Bài tập tính công suất tỏa nhiệt có lời giải chi tiết

Bài tập 1: Cho một mạch điện như hình vẽ bên dưới

E = 8V, r = 2 Ω, R₂ = 3 Ω

a> Tìm R₁ để công suất tỏa nhiệt trên R₁ max. Tính (P₁)_max

b> Tìm R₁ để công suất tỏa nhiệt toàn mạch max. Tính P_max

c> Tìm R₁ để công suất tỏa nhiệt trên nguồn max . Tính (P_ng)_max

Lời giải

a> I = E/ (r + R₁ + R₂)

P₁ = I².R₁ = (E/(r + R₁ + R₂)² . R₁

= (8/(2 + R₁ + 3)² . R₁

= 64R₁/ (5 + R₁)²

=> (P₁)_max khi R₁ = 5 Ω

=> (P₁)_max = 5W

b> P = I₂ (R₁ + R₂ + r) = 64/ 5 + R₁

=> P_max khi R₁ = 5 Ω

=> P_max = 10W

c> P_ng = I².r = 64/ (5 + R₁)²

=> P_ngmax = 1W khi R₁ = 5 Ω

Bài tập 2: Cho mạch điện như hình vẽ bên dưới

Biết E = 14V, r = 3 Ω, R = 11 Ω. Tính công suất tỏa nhiệt trên R

Lời giải

Áp dụng công thức ta có: I = E/(R + r) = 14/ (11 + 3) = 1(A)

Công suất tỏa nhiệt trên R là: P_R = I².R = 1².11 = 11W

Đáp số: R = 11W

Như vậy, từ những công thức tính công suất tỏa nhiệt và bài tập ở trên chắc hẳn các bạn sẽ dễ dàng giải những bài toán vật lý đúng không nào. Nếu như trong khi học bài có vấn đề gì khó khăn mà chưa giải quyết được hãy để lại bình luận bên dưới chúng tôi sẽ giúp bạn giải đáp mọi thắc mắc đó.