Công suất trong mạch điện xoay chiều

Công suất P là công suất tiêu thụ trên toàn mạch, nếu mạch điện có chứađiện trở R hoặc một phần đoạn mạch có chứa điện trở thì công suất cungcấp cho mạch bị tiêu hao một phần do sự tỏa nhiệt trên điện trở có biểuthức . Công suất tỏa nhiệt còn được gọi với tên gọi công suất hao phí(Php). Vì vậy cần phân biệt được rõ ràng giữa công suất tiêu thụ trên mạchvới công suất tỏa nhiệt trên điện trở của mạch....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công suất trong mạch điện xoay chiềuCông suất trong mạch điện xoay chiều 0CommentSizeSize+07/7/2010LýRSSI. Công suất của mạch điện xoay chiều1. Biểu thức của công suấtXét mạch điện xoay chiều như hình vẽ- Điện áp hai đầu mạch:- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:- Công suất tức thời của mạch điện xoay chiều: Hình ảnh này đã bị thu nhỏ. Nhấp vào hình để xem kính thước thật (664x27 and weights 1KB). =, với là độ lệch pha của u và i trong mạch.Giá trị trung bình của công suất điện trong 1 chu kì là:Trong đó do là hằng số không phụ thuộc vào t. Cònlà một hàm tuần hoàn của t, với chu kì bao T/2. Trong từng khoảng thời gianT/2 hoặc T, hàm cos(2ωt + φu + φi ) luôn có những giá trị bằng nhau về trịtuyệt đối, nhưng trái dấu tại thời điểm t, t + T/4. Hình ảnh này đã bị thu nhỏ. Nhấp vào hình để xem kính thước thật (540x45 and weights 1KB).Vậy công suất tiêu thụ trung bình trong một chu kỳ (hay còn gọi là côngsuất của mạch điện xoay chiều) là: P = UIcosφĐơn vị của công suất là oát, (W). Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũnglà công suất tiêu thụ điện trung bình của mạch trong thời gian đó (U, I khôngthay đổi).2. Điện năng tiêu thụ của mạch điệnĐiện năng tiêu thụ của mạch điện là W = P.t, với t là thời gian dòng điệnchạy trong mạch, đơn vị giây, (s). II. Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều 1.Khái niệm hệ số công suất Đại lượng cosφ trong công thức tính công suất P = UIcosφ được gọi là hệ số công suất của mạch điện xoay chiều. 2. Công thức tính hệ số công suấta. Theo khái niệm hệ số công suất ta có:b. Theo giản đồ véc tơ ta có:(*) là công thức tính giá trị của hệ số công suất trong các bài toán thườnggặp* Nhận xét:- Công suất P là công suất tiêu thụ trên toàn mạch, nếu mạch điện có chứađiện trở R hoặc một phần đoạn mạch có chứa điện trở thì công suất cungcấp cho mạch bị tiêu hao một phần do sự tỏa nhiệt trên điện trở có biểuthức . Công suất tỏa nhiệt còn được gọi với tên gọi công suất hao phí(Php). Vì vậy cần phân biệt được rõ ràng giữa công suất tiêu thụ trên mạchvới công suất tỏa nhiệt trên điện trở của mạch.- Dựa vào tính chất mạch điện mà chúng ta có công thức tính toán nhanhcho hệ số công suất• Mạch chỉ có L:Khi đó . Vậy mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần L thìkhông tiêu thụ công suất• Mạch chỉ có tụ C :Khi đó . Vậy mạch điện chỉ có tụ C thì cũng không tiêuthụ công suất• Mạch chỉ có điện trở R:Khi đó .Công thức trên cho thấy rằng khi mạch điện chỉ có điện trở R thì tiêu thụcông suất lớn nhất và công suất này cũng bằng khi dòng điện trong mạch làdòng điện không đổi.• Mạch RL trong đó cuộn dây thuần cảm:- Hệ số công suất:- Công suất của mạch:- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên R (cũng là trên toàn mạch) là:• Mạch RC:- Hệ số công suất:- Công suất của mạch:- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên R (cũng là trên toàn mạch) là:• Mạch RL trong đó cuộn dây có thêm r:- Hệ số công suất:- Công suất của mạch:- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên R là:- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên cuộn dây có r là:• Mạch RLC trong đó cuộn dây có thêm r:- Hệ số công suất:- Công suất của mạch:- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên R là:- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên cuộn dây là:* Chú ý :- Công suất P = UIcosφ là công suất tiêu thụ trên toàn mạch điện, còn côngsuất là công suất tỏa nhiệt khi mạch có điện trở R, một phần công suất củamạch bị hao phí dưới dạng công suất tỏa nhiệt còn phần lớn là công suấtcó ích, khi đó:MàTừ công thức tính công suất hao phí trên cho thấy để làm giảm đi công suấthao phí thì người ta tìm cách nâng cao hệ số công suất. Và trong thực tế thìkhông sử dụng những thiết bị mà có hệ số công suất cosφ < 0,85.- Hiệu suất của mạch điện (thiết bị tiêu thụ điện) là:III. Ví dụ điển hìnhVí dụ 1 : Cho mạch điện RL. Nếu đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện thế220V , tần số 50Hz thì dòng điện qua mạch là 2A, lệch pha so hiệu điện thếgóc .a. Tìm R, L.b. Tìm công suất tiêu thụ của mạch.* Hướng dẫn giải :a. Tacó: ,Mặt khác ta lại có:b. Công suất tiêu thu của mạch:Ví dụ 2 : Cho mạch điện như hình vẽ:Dòng điện có tần số 50 Hz, tụ được điều chỉnh có giá trị .a. Tính tổng trở của mạch.b. Tính cường độ hiệu dụng của mạchc. Tìm C để cường độ qua mạch cực đại.d. Tính hệ số công suất trong hai trường hợp trên.* Hướng dẫn giải :Ta có:a. Tổng trở của mạch:b. Cường độ hiệu dụng:c. Biểu thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng:d. Hệ số công suất:• Khi:• KhiVí dụ 3: Một mạch điện gồm một cuộn dây có độ tự cảm , một tụđiện có điện dung và một điện trở thuần R = 50Ω ...