BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT ĐIỆN VÀ ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG

Thứ sáu - 08/10/2021 23:36

Câu 1: Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ là 341mA.
a) Tính điện trở và công suất của bóng đèn khi đó.
b) Bóng đèn này được sử dụng như trên, trung bình 4 giờ trong 1 ngày. Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày theo đơn vị jun và số đếm tương ứng của công tơ điện.
Tóm tắt:
U = 220V; I = 341mA = 341.10-3A
a) R = ?
b) t0 = 4h/1ngày ; t = 4.30 = 120h; A = ?J = ?kW.h

Công suất của bóng đèn khi đó là: P = U.I = 220.0,341 = 75 W = 0,075kW
b) Điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày, mỗi ngày 4 giờ là:
A= P.t= 75.30.4.3600=32400000 J
Mỗi số đếm của công tơ điện là 1kWh, nên muốn tìm số đếm tương ứng của công tơ điện ta phải tính điện năng theo đơn vị kWh
Khi đó: A = P.t = 0,075.30.4 = 9 KWh
Vậy số đếm tương ứng của công tơ điện là 9 số
Câu 2: Một đoạn mạch gồm một bóng đèn có ghi 6V - 4,5W được mắc nối tiếp với một biến trở và được đặt vào hiệu điện thế không đổi 9V như hình 14.1. Điện trở của dây nối và ampe kế là rất nhỏ.
a) Đóng công tắc K, bóng đèn sáng bình thường. Tính số chỉ của ampe kế.
b) Tính điện trở và công suất tiêu thụ điện của biến trở khi đó.
c) Tính công của dòng điện sản ra ở biến trở và ở toàn đoạn mạch trong 10 phút.

Lời giải:
a) Khi đóng công tắc K, bóng đèn sáng bình thường, có nghĩa là cường độ dòng điện qua bóng đèn đúng bằng cường độ dòng điện định mức, và đó cũng là chỉ số của ampe kế.

Công suất tiêu thụ của biến trở là P_bt = U_bt.I_bt = 3.0,75 = 2,25W
c) Công của dòng điện sản ra trên biến trở trong 10 phút là:
A_bt = P_bt.t = 2,25.10.60 = 1350J
Công của dòng điện sản ra trên toàn đoạn mạch trong 10 phút là:
A_đm = P_mt = U_mI_mt = 9.0,75.10.60 = 4050J
Câu 3: Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V - 100W và một bàn là có ghi 220V - 1000W cùng được mắc vào ổ lấy điện 220V ở gia đình để cả hai cùng hoạt động bình thường.
a) Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn là được kí hiệu như một điện trở và tính điện trở tương đương của đoạn mạch này.
b) Tính điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun và đơn vị kilooat giờ.
Lời giải:

Vì bóng đèn dây tóc và bàn là có cùng điện áp định mức là 220V, đồng thời điện áp của nguồn cũng bằng 220V nên muốn hai dụng cụ này hoạt động bình thường thì chúng phải được mắc song song với nhau và cùng mắc vào nguồn 220V

Ta có sơ đồ mạch điện:

Cường độ dòng điện qua đèn khi đó là:
I₁ = P_đm1 /U_đm1 = 100/220 = 5/11 A
Cường độ dòng điện qua đèn khi đó là:

Câu 4: Trên một bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 100W
a) Tính điện năng sử dụng trong 30 ngày khi thắp sáng bình thường bóng đèn mỗi ngày 4 giờ
b) Mắc nối tiếp hai bóng đèn cùng loại trên đây vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch nối tiếp này và tính công suất của mỗi bóng đèn khi đó
c) Mắc nối tiếp bóng đèn trên với một bóng đèn dây tóc khác có ghi 220V – 75W vào hiệu điện thế 220V. Hỏi các bóng đèn này có thể bị hỏng không? Nếu không, hãy tính công suất của đoạn mạch này và công suất của mỗi đèn.
Cho rằng điện trở của các bóng đèn trong trường hợp b và c trên đây có giá trị như khi chúng sáng bình thường
Lời giải:
a. Điện năng sử dụng trong 30 ngày là:
A₁ = P_Đ1.t = 0,1kW.120h = 12kW.h = 12..3600000j = 4,32.10⁷J.

Hiệu điện thế đặt lên mỗi đèn là:
U₁ = I₁.R₁ = 0,195.484 = 94,38V và U₂ = I₂.R₂ = 0,195.645,3 = 125,83V.
Như vậy ta thấy các hiệu điện thế này đều nhỏ hơn hiệu điện thế định mức của mỗi đèn là 220V nên các đèn không bị hỏng.
Công suất của đoạn mạch là: P_m = U.I = 220.0,195 = 42,9W.
Công suất của đèn thứ nhất, thứ 2 lần lượt là:

Câu 5: Một quạt điện dùng trên xe ô tô có ghi 12V – 15W
a) Cần phải mắc quạt vào hiệu điện thế bao nhiêu để cho nó chạy bình thường? Tính cường độ dòng điện chạy qua khi đó
b) Tính điện năng mà quạt sử dụng trong một giờ khi chạy bình thường
c) Khi quạt chạy , điện năng được biến đổi thành các dạng năng lượng nào? Cho rằng hiệu suất của quạt là 85%, tính điện trở của quạt.
Lời giải:
a) Phải mắc quạt vào hiệu điện thế định mức U = 12V.

b) Điện năng quạt tiêu thụ trong 1 giờ là:
A = P_đm.t = 15.3600 = 54000J = 0,015kW.h.
c) Điện năng được biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.
Phần điện năng biến đổi thành cơ năng trong 1 giây là:
P_cơ = P_{toàn phần}.H = 15.85% = 12,75 W

Lời giải

Cho biết hiệu điện thế định mức của mỗi đèn tương ứng là U_Đ1 = 220V, U_Đ2 = 110V và công suất định mức của mỗi bóng đèn tương ứng là P_Đ1 = 100W, P_Đ2 = 60W

Câu 7: Để trang trí cho một quầy hàng, người ta dùng các bóng đèn 6V – 9W mắc nối tiếp vào mạch điệm có hiệu điện thế không đổi U = 220V.
a) Tìm số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường.
b) Nếu có một bóng đèn bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch bóng đó lại thì công suất tiêu thụ của mỗi bóng tăng hay giảm bao nhiêu phần trăm?
Lời giải: