Công suất tác dụng là gì?

Công suất tác dụng (hay còn gọi là công suất hiệu dụng) là phần công suất điện có thể biến đổi thành các dạng công suất khác (cơ, nhiệt, hay hóa).

Câu hỏi: Công suất tác dụng là gì?

Trả lời:

Công suất tác dụng (hay còn gọi là công suất hiệu dụng) là phần công suất điện có thể biến đổi thành các dạng công suất khác (cơ, nhiệt, hay hóa).

- Kí hiệu công suất tác dụng: P

- Đơn vị của công suất tác dụng: W

Kiến thức vận dụng để trả lời câu hỏi

1. Khái quát chung về công suất 

a. Khái niệm công suất

Công suất được xác định bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian. Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị đo công suất là Oat (viết tắt là W; 1W = 1J/s), lấy tên theo James Watt. Ngoài ra, các tiền tố cũng được thêm vào đơn vị này để đo các công suất nhỏ hay lớn hơn như mW (milioat): 1mW = 0,001W; kW (kilooat): 1kW = 1.000W; MW (megaoat): 1MW=1.000.000W…

b.  Đơn vị đo công suất

- Đơn vị theo hệ thông đơn vị quốc tế (SI): Đơn vị năng lượng theo SI là Watt, kí hiệu là W. Đó là lượng năng lượng được tạo ra bằng cách tiêu thụ một Joule năng lượng trong một giây. Đơn vị W là đơn vị rất nhỏ, đơn vị lớn hơn của công suất là KW và MW được sử dụng phổ biến. 1KW = 1000W và 1MW = 1000KW. Đơn vị SI được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

1 W = 1 J/s

- Mã lực kí hiệu là (hp): Một đơn vị đo công suất dùng để chỉ công suất động cơ gọi là mã lực. Đơn vị này được sử dụng phổ biến hơn để biểu thị sức mạnh được tạo ra bởi động cơ của ô tô. 1hp = 746 W tại Vương quốc Anh hoặc 736 W tại Pháp.

c. Cách tính công suất điện

Công suất được tính theo công thức sau

Trong đó:

+ P : Công suất

+ A : Công thực hiện được (công cơ học)

+ t : Thời gian thực hiện công đó.

2. Công suất mạch điện DC

Đối với mạch điện một chiều, công suất, năng lượng mà mạch điện thực hiện chuyển đổi qua đường dây điện trong một đơn vị thời gian, được tính bằng công thức:

P = U . I

• P là công suất (W)
• U là điện áp (V)
• I là cường độ dòng điện (A)

3. Công suất mạch điện AC

Đối với dòng điện xoay chiều có ba loại công suất và được biểu diễn như sau:

Trong đó: 

S = P+jQ = công suất biểu kiến

Q =  công suất phản kháng

P = công suất hiệu dụng

a. Công thức tính công suất tác dụng

Khi hiệu điện thế U(t) và cường độ dòng điện I(t) không đổi thì

• P = U.I

Khi U(t), I(t) biến đổi theo đồ thị hàm sin thì:

• P = U.I.(cosvarphi)

Trong đó: (varphi) là pha lệch giữa U(t), I(t).

b. Công suất tác dụng của mạch điện 3 pha

Xét mạch điện ba pha:

- Dòng điện chạy trên đường dây pha nối từ nguồn đến tải gọi là dòng điện dây. Kí hiệu là: 

- Điện áp giữa các đường dây pha được gọi là điện áp dây. Kí hiệu là: 

Gọi P là công suất hiệu dụng của đoạn mạch 3 pha. Ta có:

Công suất tác dụng P của đoạn mạch ba pha bằng tổng các công suất tác dụng của các pha.

Gọi P_A, P_B, P_C tương ứng là công suất tác dụng của pha A, B, C.

• Khi mạch ba pha mắc đối xứng thì:

Và:

Suy ra:

- Công suất phản kháng (công suất hư kháng,công suất ảo)

Ký hiệu Q:là phần năng lượng điện được chuyển ngược về nguồn cung cấp năng lượng trong mỗi chu kỳ do sự tích lũy năng lượng trong các thành phần cảm kháng và dung kháng của mạch điện. Đây là phần công suất không có lợi của mạch điện.
Đơn vị tính là VAR (volt amperes reactive)

P = U . I .sinφ

• P : công suất phản kháng (var)
• U: là điện áp (V)
• I: là cường độ dòng điện (A)
• φ : pha lệch giữa U và I

- Công suất biểu kiến (công suất toàn phần)

Ký hiệu S: là công suất tổng của mạch điện bao gồm công suất hiệu dụng và công suất phản kháng.

Đơn vị: VA (vôn-ampe), 1 kVA = 1000 VA.

• S : công suất biểu kiến (VA)
• P : công suất hiệu dụng (W)
• Q : công suất phản kháng (var)
• U: là điện áp (V)
• I: là cường độ dòng điện (A)

4. Ý nghĩa của công suất 

- Công suất là một đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.

- Đơn vị của công suất: Jun/giây (W). Ngoài ra còn có W.h

- Ý nghĩa vật lí của công suất: Khả năng thực hiện công nhanh hay chậm trong 1 đơn vị thời gian . Công suất càng lớn, trong 1 đơn vị thời gian thực hiện được nhiều công hơn.

- Công suất tiêu thụ luôn luôn là chủ đề được rất nhiều người quan tâm. Đặc biệt đối với các hộ dân muốn thuê máy phát điện, lắp đặt năng lượng mặt trời. Hoặc tính toán tổng công suất cho toàn bộ gia đình sử dụng.

- Riêng đối với lĩnh vưc cho thuê máy phát điện thì công suất tiêu thụ cần phải phù hợp với công suất của máy phát điện. Do đó, thuê máy phát điện phù hợp giữa công suất ghi trên máy phát điện và công suất tiêu thụ là ưu tiên hàng đầu hiện nay.

- Để xác  định công suất thuê máy phát điện. Cần phải nắm toàn bộ công suất của các thiết bị điện trong tòa nhà. Tùy vào từng thời điểm hoạt động, có thể cân đối nhằm chọn được máy phát điện phù hợp với kinh tế.

- Ví dụ xác định công thức tiêu thụ của đồ dùng điện trong nhà.

Đối với tủ lạnh có công suất ghi trên thiết bị là 75W. Khi đó cần xác định lượng điện tiêu thụ trong 1 tháng đối với thiết bị trên. Trong 1 giờ thì một tủ lạnh sẽ tiêu thụ 0,0075KW, trong 24h hay 1 ngày sẽ tiêu thị là 0,075 x 24 = 1,8kw. Khi đó 1 tháng tổng lượng điện tiêu thụ cho tủ lạnh sẽ là 1,8×30 = 54 KW hay 1 tháng sẽ tiêu tốn 54 chữ điện.

Các thiết bị điện khách nhau thì công suất cũng được xác định tương tự như trên. Khi tổng hợp tất cả công suất của thiết bị điện sẽ cho ta công suất tiêu thụ của toàn bộ tòa nhà. Từ đó có thể lựa chọn máy phát điện công nghiệp phù hợp.