LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 11·10 / 2026

MACH · 0535 phút

Điện năng, công suất điện và hiệu suất nguồn

kWh, hoá đơn, H = R/(R + r)

01Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1 (hoá đơn của bóng đèn)

Bóng đèn 220 V−100 W220\,\text{V}-100\,\text{W} dùng 44 giờ mỗi ngày trong 3030 ngày. Tính điện năng (kWh\text{kWh} và J\text{J}), tiền điện nếu giá giả định 20002000 đồng/kWh\text{kWh}, cường độ định mức và điện trở bóng.

Giải. t=4⋅30=120 ht=4\cdot30=120\,\text{h}. A=0,1 kW⋅120 h=12 kWh=12⋅3,6⋅106=4,32⋅107 JA=0{,}1\,\text{kW}\cdot120\,\text{h}=12\,\text{kWh}=12\cdot3{,}6\cdot10^6=4{,}32\cdot10^7\,\text{J}. Tiền =12⋅2000=24 000=12\cdot2000=24\,000 đồng. I=PU=100220≈0,455 AI=\dfrac{P}{U}=\dfrac{100}{220}\approx0{,}455\,\text{A}, R=U2P=2202100=484 ΩR=\dfrac{U^2}{P}=\dfrac{220^2}{100}=484\,\Omega.

Ví dụ 2 (hai bóng nối tiếp)

Hai bóng 220 V−100 W220\,\text{V}-100\,\text{W} và 220 V−40 W220\,\text{V}-40\,\text{W} nối tiếp rồi mắc vào 220 V220\,\text{V} (coi RR không đổi). Tính công suất thực của mỗi bóng; bóng nào sáng hơn?

Giải. R1=484 ΩR_1=484\,\Omega, R2=220240=1210 ΩR_2=\dfrac{220^2}{40}=1210\,\Omega. I=220484+1210≈0,1299 AI=\dfrac{220}{484+1210}\approx0{,}1299\,\text{A}. P1=I2R1≈8,16 WP_1=I^2R_1\approx8{,}16\,\text{W}, P2=I2R2≈20,4 WP_2=I^2R_2\approx20{,}4\,\text{W}. Bóng 40 W40\,\text{W} sáng hơn vì điện trở lớn hơn (cùng dòng điện), dù công suất định mức nhỏ hơn.

100 W40 W

Bước 1 / 4

Hai bóng và nối tiếp vào , coi không đổi.

Ví dụ 3 (đun nước)

Ấm điện 220 V−1500 W220\,\text{V}-1500\,\text{W} đun 1,5 kg1{,}5\,\text{kg} nước từ 25 ∘C25\,^\circ\text{C} lên 100 ∘C100\,^\circ\text{C} với hiệu suất 90%90\% (nhiệt dung riêng của nước 4200 J/(kg⋅K)4200\,\text{J/(kg·K)}). Tính thời gian đun.

Giải. Q=mc ΔT=1,5⋅4200⋅75=472 500 JQ=mc\,\Delta T=1{,}5\cdot4200\cdot75=472\,500\,\text{J}. Điện năng cần A=QH=472 5000,9=525 000 JA=\dfrac{Q}{H}=\dfrac{472\,500}{0{,}9}=525\,000\,\text{J}. t=AP=525 0001500=350 st=\dfrac{A}{P}=\dfrac{525\,000}{1500}=350\,\text{s}.

Ví dụ 4 (công suất, hiệu suất của nguồn)

Nguồn E=9 V\mathcal E=9\,\text{V}, r=1 Ωr=1\,\Omega, mạch ngoài R=8 ΩR=8\,\Omega. Tính PngP_{ng}, PP, PhpP_{hp} và HH.

Giải. I=99=1 AI=\dfrac{9}{9}=1\,\text{A}. Png=9⋅1=9 WP_{ng}=9\cdot1=9\,\text{W}. P=I2R=8 WP=I^2R=8\,\text{W}. Php=I2r=1 WP_{hp}=I^2r=1\,\text{W} (tổng 8+1=98+1=9). H=UE=89≈88,9%H=\dfrac{U}{\mathcal E}=\dfrac{8}{9}\approx88{,}9\%.

Ví dụ 5 (cho hiệu suất, tìm RR)

Nguồn E=12 V\mathcal E=12\,\text{V}, r=2 Ωr=2\,\Omega. Tìm RR để hiệu suất của nguồn là 80%80\%; tính công suất mạch ngoài khi đó.

Giải. H=RR+r=0,8⇒R=4r=8 ΩH=\dfrac{R}{R+r}=0{,}8\Rightarrow R=4r=8\,\Omega. I=1210=1,2 AI=\dfrac{12}{10}=1{,}2\,\text{A}, P=I2R=1,44⋅8=11,52 WP=I^2R=1{,}44\cdot8=11{,}52\,\text{W}. Kiểm tra: Png=12⋅1,2=14,4 WP_{ng}=12\cdot1{,}2=14{,}4\,\text{W}, 11,5214,4=0,8\dfrac{11{,}52}{14{,}4}=0{,}8.

Ví dụ 6 (tiền điện bậc thang)

Một hộ dùng 120 kWh120\,\text{kWh} trong tháng. Biểu giá giả định: 50 kWh50\,\text{kWh} đầu giá 18001800 đồng/kWh\text{kWh}, 50 kWh50\,\text{kWh} tiếp theo giá 20002000 đồng/kWh\text{kWh}, từ kWh\text{kWh} thứ 101101 đến 200200 giá 24002400 đồng/kWh\text{kWh}. Tính tiền điện.

Giải. Bậc 1: 50⋅1800=90 00050\cdot1800=90\,000. Bậc 2: 50⋅2000=100 00050\cdot2000=100\,000. Bậc 3: 20⋅2400=48 00020\cdot2400=48\,000. Tổng =238 000=238\,000 đồng.

Ví dụ 7 (hiệu suất và công suất theo RR)

Nguồn E=12 V\mathcal E=12\,\text{V}, r=2 Ωr=2\,\Omega. So sánh PP và HH khi R=1 ΩR=1\,\Omega, 2 Ω2\,\Omega, 8 Ω8\,\Omega.

Giải.

RRIIP=I2RP=I^2RH=RR+rH=\dfrac{R}{R+r}
1 Ω1\,\Omega4 A4\,\text{A}16 W16\,\text{W}33,3%33{,}3\%
2 Ω2\,\Omega3 A3\,\text{A}18 W18\,\text{W}50%50\%
8 Ω8\,\Omega1,2 A1{,}2\,\text{A}11,52 W11{,}52\,\text{W}80%80\%

RR tăng từ 22 lên 8 Ω8\,\Omega thì HH tăng nhưng PP giảm.

Tiếp theoLuyện tập →