Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Tiết 27, Bài 15: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất - Trường THPT Quang Trung

CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
HỆ SỐ CÔNG SUẤT 
BÀI 15: 
Tiết 27: 
TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG-ĐÀ NẴNG 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1: Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có R, L, C mắc nối tiếp? 
Câu 2: Công thức tính tổng trở của mạch và độ lệch pha giữa u và i trong đoạn mạch R, L , c mắc nối tiếp? 
Câu 3: Điều kiện để có cộng hưởng điện và những hệ quả khi xảy ra cộng hưởng? 
Bài 15 : CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU – HỆ SỐ CÔNG SUẤT 
CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
1. Biểu thức của công suất 
 Hãy nhắc lại công thức tính công suất điện tiêu thụ trong mạch điện một chiều không đổi? 
 Cho điện áp tức thời ở hai đầu mạch: u = U √2cos ω t 
 Cường độ dòng điện tức thời: i = I√2cos( ω t + φ ) 
 Công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t là: p = u.i và p được gọi là công suất tức thời. 
 Thay u và i vào ta được: p = 2UIcos ω t.cos( ω t + φ ) 
 = UI[cos φ + cos(2 ω t + φ )] 
CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
1. Biểu thức của công suất 
 Ta tính giá trị trung bình của p trong một chu kì T: 
 P = p = UI[cos φ + cos(2 ω t + φ ) ] 
 Vì cos φ = cos φ và cos(2 ω t + φ ) = 0 nên 
 P = UIcos φ 
CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 
1. Biểu thức của công suất 
P = UIcos φ 
Công suất tiêu thụ của mạch : 
 Đơn vị của P là oát (w) 
 cos φ được gọi là hệ số công suất 
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện 
W = P.t 
Trong đó: - P là công suất tiêu thụ của mạch (w) 
	 - t là thời gian (h) 
Đơn vị của W là w.h hoặc kw.h 
II. HỆ SỐ CÔNG SUẤT 
1. Biểu thức của hệ số công suất 
a. Vì góc φ có giá trị tuyệt đối không vượt quá 90 o nên 0 ≤ cos φ ≤ 1 
b. Ví dụ : 
Mạch 
cos φ 
1 
0 
0 
R 
C 
R 
C 
R 
L 
L 
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng 
 Công suất tiêu thụ trung bình của các thiết bị điện trong nhà máy điện: P = UIcos φ 
 Cường độ dòng điện được dẫn từ nhà máy điện qua các đường dây tải điện: I = P / Ucos φ 
 Nếu dây có điện trở r thì công suất hao phí trên dây tải điện: 
 Nếu cos φ nhỏ thì P hp sẽ lớn. Do đó các cơ sở tiêu thụ điện phải bố trí các mạch điện sao cho cos φ lớn 
 Từ giản đồ hãy cho biết cos φ được tính như thế nào? 
I 
U LC 
U L 
U R 
U C 
+ 
φ 
O 
Trong đó: R là điện trở, Z là tổng trở của mạch 
3. Tính hệ số công suất của mạch RLC nối tiếp 
 Khi đó công suất tiêu thụ của mạch được tính: 
	 P = UIcos φ = RI 2 
VẬN DỤNG, CỦNG CỐ 
Câu 1 : hệ số công suất của một mạch RLC nối tiếp bằng: 
 RZ 
 Z L / Z 
 R/ Z 
 Z C / Z 
C. R/ Z 
VẬN DỤNG, CỦNG CỐ 
Câu 2: Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều có RLC nối tiếp với Z L = Z C là: 
 0 
 1 
 phụ thuộc vào R 
 Phụ thuộc vào Z L / Z C 
B. 1 
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ 
Câu 1: viết biểu thức tính công suất tiêu thụ và điện năng tiêu thụ của mạch xoay chiều? Và cho biết đơn vị? 
Câu 2: Viết biểu thức tính hệ số công suất và cho biết tầm quan trọng của nó? 
Câu 3: làm các bài tập SGK 
Xem trước bài Máy biến áp