Điện năng - Công suất điện

Khi đóng khóa K, dòng điện chạy trong các vòng dây của L cùng chiều nên các vòng lò xo hút nhau làm lò xo co lại. Đầu dưới lò xo rời khỏi mặt thủy ngân và dòng điện bị ngắt => đèn tắt (bỏ qua điện trở của dây nên dây không bị giãn nở vì nhiệt). Sau khi bị ngắt thì không còn dòng điện chạy qua lò xo nên lực hút mất đi, lò xo lại dãn ra và chạm xuống thủy ngân => đèn sáng.

Kết quả đèn nhấp nháy.

Công suất mạch ngoài : \(P = {R_N}{I^2} = {\rm{ }}{R_N}.{\left( {\dfrac{E}{{{R_N} + r}}} \right)^2}\, = \,\dfrac{{{E^2}}}{{{{\left( {\sqrt {{R_N}}  + \dfrac{r}{{\sqrt {{R_N}} }}} \right)}^2}}}\)

Để \(P = {P_{Max}}\)  thì \(\left( {\sqrt {{R_N}}  + \dfrac{r}{{\sqrt {{R_N}} }}} \right)\) nhỏ nhất.

Theo BĐT Cô-si thì :

\(\left( {\sqrt {{R_N}} + \dfrac{r}{{\sqrt {{R_N}} }}} \right) \ge 2\sqrt r \)

Dấu “=” xảy ra khi \(\sqrt {{R_N}} \, = \,\dfrac{r}{{\sqrt {{R_N}} }}\,\, \Rightarrow \,{R_N}\, = \,r\)

Khi đó: \(P = {P_{{\rm{max}}}} = \dfrac{{{E^2}}}{{4r}}\)

+ Điện năng tiêu thụ khi dùng đèn ống: \({W_1} = {\rm{ }}{P_1}.5.30{\rm{ }} = {\rm{ }}6{\rm{ }}kWh\)

+ Điện năng tiêu thụ khi dùng đèn dây tóc: \({W_2} = {\rm{ }}{P_2}.5.30{\rm{ }} = {\rm{ }}15{\rm{ }}kWh\)

=> Tiền điện giảm được: (W₂ – W₁).700 đ/kWh = 6300 đ.

Công suất toả nhiệt trên \(R:\,\,P = {I^2}R = \frac{{{U^2}}}{R}.\)

Điện năng tiêu thụ được đo bằng công tơ điện.

Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}U = 220V\\P = 50W\end{array} \right.;P = \dfrac{{{U^2}}}{R} \Rightarrow R = \dfrac{{{U^2}}}{P} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{50}} = 968\Omega \)

Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}Q = {I^2}Rt\\Q' = {\left( {\dfrac{I}{2}} \right)^2}Rt\end{array} \right. \Rightarrow \dfrac{Q}{{Q'}} = 4 \Leftrightarrow Q' = \dfrac{Q}{4}\)

=> Nhiệt lượng giảm 4 lần

Công suất của nguồn điện là:

\(P = E.I = 3.0,3 = 0,9W\)

Gọi hiệu điện thế của nguồn là U

Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là Q

Khi dùng dây dẫn có điện trở R1:

\(Q = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_1}}}.{t_1}\) (1)

Khi dùng dây dẫn có điện trở R2:

\(Q = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_2}}}.{t_2}\) (2)

Khi dùng R1 // R2:

\(Q = \dfrac{{{U^2}}}{{\dfrac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}}}}.{t_3}\) (3)

Từ (1), (2), (3) suy ra:

\({t_3} = \dfrac{{{t_1}{t_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \dfrac{{30.60}}{{30 + 60}} = 20\) phút

Công thức biểu diễn mối liên hệ giữa công suất tỏa nhiệt trên một vật dẫn kim loại vào hiệu điện thế ở hai đầu vật dẫn là:

\(P = \frac{{{U^2}}}{R} = \left( {\frac{1}{R}} \right).{U^2}\)   (Có dạng \(y = a.{x^2}\))

Khi \(U = 0 \Rightarrow P = 0\)

\( \Rightarrow \) Đồ thị P theo U là hàm bậc hai và đi qua gốc tọa độ

\( \Rightarrow \) Đồ thị biểu diễn đúng là đồ thị 1.

Đổi: \(1kW = 1000W\)

\(1h = 3600s\)

\(1kWh = 3600000Ws = 3600000J\)

- Khi MN là dòng điện thì để \({I_G} = {I_{MN}}\) mạch phải có điện trở rất nhỏ nên phải xoay OB đến điểm 1.

- Khi MN là hiệu điện thế thì để \({U_G} = {U_{MN}}\) mạch phải có điện trở R rất lớn để không có dòng điện chạy qua nên phải xoay OB đến điểm 2 hoặc điểm 3.

- Khi MN là điện trở thì để \({R_G} = {R_{MN}}\) ta phải xoay OB đến điểm 4vì khi đó: \({I_G} = \dfrac{E}{{{R_4} + {R_{MN}}}} \Rightarrow {R_{MN}} = \dfrac{E}{{{I_G}}} - {R_4}\), tức là với mỗi giá trị \({I_G}\) sẽ có số chỉ \({R_{MN}}\) tương ứng trên G.

Vậy thứ tự đúng là: 1 – 2 – 4

Năng lượng của tụ điện là:

\({\rm{W}} = \dfrac{{C{U^2}}}{2} = \dfrac{{{{20.10}^{ - 3}}{{.9}^2}}}{2} = 0,81\,\,\left( J \right)\)

Năng lượng cung cấp cho mỗi lần chụp ảnh là:

\({{\rm{W}}_0} = P.t = 2.0,01 = 0,02\,\,\left( J \right)\)

Số lần đèn sáng là: \(n = \dfrac{{\rm{W}}}{{{{\rm{W}}_0}}} = \dfrac{{0,81}}{{0,02}} = 40,5\)

Vậy đèn sáng được \(40\) lần

Đèn ghi: \(220V-100W\)

Đèn được mắc vào mạng điện xoay chiều \(220V\)

\(\Rightarrow P={{P}_{dm}}=100W\)

Thời gian một ngày: \(t=24\,\,\left( h \right)\)

\(\Rightarrow \) Điện năng tiêu thụ của bóng đèn trong một ngày:

\(A=P.t=100.24=2400\,\,\left( W.h \right)=2,4\,\left( kW.h \right)\)