Phương pháp giải một số dạng bài tập về điện năng – công suất điện.

Dạng 1: Tính điện năng, công suất điện, công suất tiêu thụ, điện năng của thiết bị điện

Sử dụng các công thức:

- Công của nguồn điện: \(A = E.I.t\) (J)

- Công suất của nguồn điện: \(P = \frac{A}{t} = EI\) (W)

- Công suất tiêu thụ của thiết bị điện: \(P = \frac{{{U^2}}}{R}R{I^2}\) (W)

- Điện năng tiêu thụ của thiết bị điện: A = U.I.t (J)

Dạng 2: Vận dụng định luật Jun-Lenxo

Nhiệt lượng tỏa ra của vật rắn: \(Q = {I^2}Rt\) (J) hay \(Q = \frac{{{U^2}}}{R}t = UIt\)

Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua: \(P = \frac{Q}{t} = {I^2}R\)

* Chú ý:

- Trong các công thức tính công, tính nhiệt lượng, đổi đơn vị thời gian ra giây (s)

- Mạch có bóng đèn: \({R_d} = \frac{{U_{dm}^2}}{{{P_{dm}}}}\) (coi như điện trở không phụ thuộc vào hiệu điện thế đặt vào đèn, không thay đổi theo nhiệt độ).

+ Nếu đèn sáng bình thường thì I_thực = I_đm (lúc này cũng có U_thực = U_đm; P_thực = P_đm)

+ Nếu I_thực < I_đm thì đèn mờ hơn bình thường.

+ Nếu I_thực >  I_đm thì đèn sáng hơn bình thường.

Bài tập ví dụ:

Bài 1: Cho đoạn mạch có điện trở \(10\Omega \), hiệu điện thế hai đầu mạch là 20 V. Trong 1 phút điện năng tiêu thụ của mạch là:

Hướng dẫn giải

Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch là:

\(A = UIt = \frac{{{U^2}}}{R}t = \frac{{{{20}^2}}}{{10}}.60 = 2,4(kJ)\)

Bài 2: Cho đoạn mạch như hình vẽ, trong đó \(U = 9V,{R_1} = 1,5\Omega ,{R_2} = 4,5\Omega \). Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R₂ trong 2 phút?

Hướng dẫn giải

Ta có: \({R_1}nt{R_2} \Rightarrow {R_b} = {R_1} + {R_2} = 1,5 + 4,5 = 6\Omega \)

Cường độ dòng điện \(I = {I_1} = {I_2} = \frac{U}{{{R_b}}} = \frac{9}{6} = 1,5A\)

Nhiệt lượng tỏa ra trên R₂ trong 2 phút  = 120 giây là: 

\(Q = {I^2}{R_2}t = 1,{5^2}.4,5.120 = 1215J\)