A. Định luật Joule – Lenz. Công và công suất của dòng điện
1. Định luật Joule – Lenz
Dòng điện chạy qua vật dẫn làm vật dẫn nóng lên. Đó là tác dụng nhiệt của dòng điện. Nhiệt lượng tỏa ra được xác định bởi định luật Joule – Lenz:
Nhiệt lượng tỏa ra trên một đoạn mạch tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của đoạn mạch và thời gian dòng điện chạy qua.
Công thức: \( Q=R{{I}^{2}}t \) (3.51)
2. Công và công suất của dòng điện
Dòng điện chạy qua một đoạn mạch nào đó sẽ sinh ra công. Công của dòng điện sinh ra trên đoạn mạch MN chính là công của lực điện trường làm di chuyển điện tích q giữa hai điểm đó.
Ta có: AMN = qUMN, thay q = It, ta có: \( A=UIt \) (3.52)
Công suất của dòng điện trên đoạn mạch MN là: \( P=\frac{A}{t}=UI \) (3.53)
Trong (3.52) và (3.53) thì U là điện áp hai đầu mạch và I là cường độ dòng điện qua mạch.
Trong hệ SI, đơn vị đo công là jun (J), đơn vị đo công suất là oát (W). Trong thực tế, người ta còn dùng đơn vị kilo oát giờ (kWh) để đo điện năng hay công của dòng điện.
Ta có: 1 kWh = 103 W x 3600 s = 3,6.106 J.
+ Đối với đoạn mạch thuần trở, ta có: U = IR, do đó công suất là:
\( P=R{{I}^{2}}=\frac{{{U}^{2}}}{R} \) (3.54)
+ Đối với đoạn mạch chỉ chứa máy thu: Máy thu điện là thiết bị dự trữ điện năng như pin, acqui đang được sạc điện (hình 3.25). Từ định luật Ohm tổng quát quy ra \( {{U}_{MN}}=\xi +Ir \). Do đó, công suất tiêu thụ của máy thu là: \( P=\xi I+{{I}^{2}}r \) (4.55)
Số hạng \( \xi I \) chính là công suất chuyển hóa điện năng thành dạng năng lượng khác (ví dụ hóa năng); còn số hạng I2r chính là công suất tỏa nhiệt trên máy thu. Trong trường hợp này, \( \xi \) còn được gọi là suất phản điện của máy thu điện.
+ Đối với mạch kín: Nguồn điện cung cấp năng lượng cho mạch ngoài hoạt động, đồng thời dòng điện trong mạch cũng làm nguồn điện nóng lên (tỏa nhiệt trên nguồn). Do đó, công suất của dòng điện sinh ra trong toàn mạch kín là: \( P=UI+{{I}^{2}}r={{I}^{2}}\left( R+r \right) \) (3.56)
B. Các dạng bài tập minh họa
Ví dụ 1. Ba điện tích điểm Hai hòn bi sắ
Lời giải
Ví dụ 2. Ba điện tích điểm Hai hòn bi sắ
Lời giải
Ví dụ 3. Ba điện tích điểm Hai hòn bi sắ
Lời giải
Ví dụ 4. Ba điện tích điểm Hai hòn bi sắ
Lời giải
Ví dụ 5. Ba điện tích điểm Hai hòn bi sắ
Lời giải
Bài Viết Mới
Phân giải một số dạng mạch điện
1. Vận dụng định luật Ohm và quy tắc Kirchhoff Mọi bài toán về mạch điện đều được phân giải dựa vào định luật Ohm và quy tắc Kirchhoff. Sau…
Công suất và hiệu suất của nguồn điện
A. Công suất và hiệu suất của nguồn điện Xét mạch kín như hình 3.26. Trường lực lạ sinh công để “bơm” dòng điện chạy trong mạch. Công của nguồn…
Định luật Joule – Lenz. Công và công suất của dòng điện
A. Định luật Joule – Lenz. Công và công suất của dòng điện 1. Định luật Joule – Lenz Dòng điện chạy qua vật dẫn làm vật dẫn nóng lên.…
Quy tắc Kirchhoff
A. Quy tắc Kirchhoff Để tìm được cường độ dòng điện trong các nhánh của một mạch điện phức tạp, ta có thể vận dụng các định luật có tính…
Phương trình liên tục của dòng điện
A. Phương trình liên tục của dòng điện Xét một mặt kín (S) trong môi trường có mật độ dòng điện ( overrightarrow{j} ) (hình 3.22). Điện lượng di chuyển…
Định luật Ohm
A. Định luật Ohm 1. Dạng vi phân của định luật Ohm Mật độ dòng điện (overrightarrow{j}) trong các chất phụ thuộc vào cường độ điện trường (overrightarrow{E}) và bản…
Các khái niệm cơ bản của dòng điện không đổi
A. Các khái niệm cơ bản của dòng điện không đổi Bài 1. Các khái niệm cơ bản 1. Dòng điện, chiều của dòng điện Trong môi trường dẫn, tức…