Công suất tỏa nhiệt ở điện trở này không thể tính bằng công thức nào

Câu trả lời chính xác nhất: Công thức xác định công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua là:

Trong đó ta có:

+ P: công suất, đơn vị W.

+ Q: nhiệt lượng, đơn vị J.

+ R: điện trở, đơn vị Ω.

+ I: cường độ dòng điện, đơn vị là A.

Công thức tính công suất tỏa nhiệt của điện trở là:

Q = I².R = U²/R

Trong đó, U là hiệu điện thế, đơn vị là V.

Từ những công thức trên, ta mang thể thấy được công suất tỏa nhiệt của một vật dẫn không phụ thuộc vào thời kì mà dòng điện đi qua vật đó.

Để hiểu rõ hơn về công thức tính công suất tỏa nhiệt, mời các bạn cùng Toploigiai đến với phần nội dung dưới đây nhé:

Mục lục nội dung

1. Công suất tỏa nhiệt là gì?

2. Công thức tính công suất tỏa nhiệt là gì?

2. Định luật Jun Len-xơ

3. Bài tập

1. Công suất tỏa nhiệt là gì?

Công suất tỏa nhiệt là công suất tỏa ra vật dẫn khi có dòng điện đi qua. Đại lượng này đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn, và nó được tính bằng nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn trong một đơn vị thời gian.

2. Công thức tính công suất tỏa nhiệt là gì?

Như định nghĩa của sách giáo khoa, khi có dòng điện đi qua công suất tỏa ra vật dẫn được gọi là công suất tỏa nhiệt. Đại lượng này được tính bằng nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn trong một đơn vị thời gian và đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn.

Công thức xác định công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua:

Trong đó ta có:

+ P: công suất, đơn vị W.

+ Q: nhiệt lượng, đơn vị J.

+ R: điện trở, đơn vị Ω.

+ I: cường độ dòng điện, đơn vị là A.

Công thức tính công suất tỏa nhiệt của điện trở bằng bình phương cường độ dòng điện nhân với điện trở, hoặc bình phương hiệu điện thế chia cho điện trở.

Q = I².R = U²/R

Trong đó: U là hiệu điện thế (V)

Từ những công thức trên ta có thể thấy được công thức tính công suất tỏa nhiệt của ống dẫn hoặc dây dẫn phụ thuộc vào thời gian mà dòng điện đi qua vật đó.

>>> Tham khảo: Công suất tiêu thụ của mạch ngoài

2. Định luật Jun Len-xơ

Phát biểu định luật: Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn sẽ tỷ lệ thuận với điện trở, bình phương cường độ dòng điện và thời kì dòng điện chạy qua vật dẫn.

Công thức:Q = R.I².t

Trong đó:

+ Q là ký hiệu biểu thị cho nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn, đơn vị là J.

+R là ký hiệu điện trở của vật dẫn, đơn vị là Ω.

+I là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn, đơn vị là A.

+t là thời kì dòng điện chạy qua vật dẫn, đơn vị là s.

- Nếu nhiệt lượng Q tính bằng đơn vị calo (cal) thì ta có công thức:Q=0,24I2Rt

- Ngoài ra Q còn được tính bởi công thức :Q=Uit hoặc

- Công thức tính nhiệt lượng:Q=mcΔt

Trong đó:

+ m khối lượng (kg)

+ c nhiệt dung riêng (Jkg.K)

+Δtđộ chênh lệch nhiệt độ (0C hoặc0K)

>>> Tham khảo:Công suất tỏa nhiệt của một mạch điện xoay chiều phụ thuộc vào yếu tố nào?

3. Bài tập

Bài tập 1: Cho một mạch điện như hình vẽ bên dưới có E = 8V, r = 2 Ω, R2= 3 Ω

a. Tìm R1để công suất tỏa nhiệt trên R1max. Tính (P1)max

b. Tìm R1để công suất tỏa nhiệt toàn mạch max. Tính Pmax

c. Tìm R1để công suất tỏa nhiệt trên nguồn max . Tính (Png)max

Lời giải

a. I = E/ (r + R1+ R2)

P1= I2.R1= (E/(r + R1+ R2)2. R1 = (8/(2 + R1+ 3)2. R1 = 64R1/ (5 + R1)2

=> (P1)maxkhi R1= 5 Ω

=> (P1)max= 5W

b. P = I2(R1+ R2+ r) = 64/ 5 + R1

=> Pmaxkhi R1= 5 Ω

=> Pmax= 10W

c. Png= I2.r = 64/ (5 + R1)2

=> Pngmax = 1W khi R1= 5 Ω

Bài 2: Một bàn ủi được sử dụng 30 phút thì tiêu thụ lượng điện năng là 1440 kJ ở hiệu điện thế định mức 220V. Tính:

- Công suất của bàn là

- Điện trở và dòng điện đi qua bàn ủi

Lời giải

P = A/t = 800 (W)

R =U^2/P = 60,5Ω

I = P/U = 40/11A

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ bên dưới. Biết E = 14V, r = 3 Ω, R = 11 Ω. Tính công suất tỏa nhiệt trên R

Lời giải

Áp dụng công thức ta có: I = E/(R + r) = 14/ (11 + 3) = 1(A)

Công suất tỏa nhiệt trên R là: PR= I2.R = 12.11 = 11W

Đáp số: R = 11W

Bài 4: Bếp điện mắc vào nguồn U = 120V. Tổng điện trở của dây nối từ nguồn đến bếp là 1Ω. Công suất tỏa nhiệt trên bếp là 1,1kW. Tính cường độ dòng điện qua bếp và điện trở của bếp.

Lời giải:

Mạch điện được vẽ lại như sau:

Cường độ dòng điện qua mạch chính:

Hiệu điện thế hai đầu của bếp:

Công suất toả nhiệt trên bếp:

Cường độ dòng điện qua bếp:

---------------------------------

Trên đây Toploigiai đã cùng các bạn tìm hiểu về công thức tính công suất tỏa nhiệt. Chúng tôi hi vọng các bạn đã có kiến thức hữu ích khi đọc bài viết này, chúc các bạn học tốt.

Công suất tỏa nhiệt của điện trở được tính theo công thức sau:

           \(Q=I^2R=\dfrac{U^2}{R}\)

>>>Xem thêm: Tổng hợp toàn bộ công thức vật lý 12 mới nhất, đầy đủ, chi tiết nhất

Tham khảo >>> FULL CÔNG THỨC TOÁN NHANH - BÍ KÍP VÀ MẸO

Trong chương trình Vật lý phổ thông lớp 11, phần kiến thức liên quan đến công suất tỏa nhiệt khiến nhiều học sinh bối rối khi mới tiếp cận. Bài viết sau đây sẽ giới thiệu một cách thật chi tiết các công thức tính công suất tỏa nhiệt cùng bài tập áp dụng đi kèm để các bạn nắm được gốc của vấn đề.

1. Tổng quan các công thức tính công suất tỏa nhiệt

Hình minh họa công suất tỏa nhiệt.

Như định nghĩa của sách giáo khoa, khi có dòng điện đi qua công suất tỏa ra vật dẫn được gọi là công suất tỏa nhiệt. Đại lượng này được tính bằng nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn trong một đơn vị thời gian và đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn.

Suy ra ta có công thức của công suất tỏa nhiệt như sau: P = Q/t = R.I^2

Trong đó ta có:

• P: công suất, đơn vị W.

• Q: nhiệt lượng, đơn vị J.

• R: điện trở, đơn vị Ω.

• I: cường độ dòng điện, đơn vị là A.

Công thức tính công suất tỏa nhiệt - công suất tỏa nhiệt là gì.

2. Định luật Jun-Len-xơ

Vì sao gọi là định luật Jun-len-xơ?

Vào năm 1841, Jun đã tiến hành nghiên cứu sự phát nhiệt của dòng điện dựa trên các nghiên cứu của mình và từ gợi ý của Faraday cũng như nhiều nhà vật lý học khác nhau khi còn là một nhà nghiên cứu nghiệp dư. Nhà vật lý học Jun đã khám phá ra sự liên hệ giữa nhiệt lượng tỏa ra từ dây dẫn và cường độ dòng điện, từ đó định luật Jun ra đời sau nhiều năm nghiên cứu.

Sau đó, năm 1844, nhà vật lý học Len-xơ đã tiến hành hàng loạt các nghiên cứu và phát biểu thành định luật Len-xơ tương tự với định luật Jun để khẳng định tính đúng đắn của định luật này. Đây chính là lý do vì sao định luật sau cùng lại có tên là Jun-len-xơ.

Nội dung và hệ quả Jun-len-xơ

Nếu vật dẫn hoặc đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R thì điện năng mà đoạn mạch hoặc vật dẫn tiêu thụ sẽ hoàn toàn chuyển hóa thành nhiệt năng.

Nội dung định luật Jun-len-xơ:  Khi một dòng điện chạy qua nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.

Công thức suy ra từ định luật: Q = I^2.R.t

Trong đó ta có:

• Q là nhiệt lượng tỏa ra ( J ) 

• I là cường độ dòng chạy qua dây dẫn ( A )

• R là điện trở của dây dẫn ( Ω )

• t là kí hiệu thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s)

3. Bài tập tính công suất tỏa nhiệt với lời giải chi tiết

Để hiểu rõ các định nghĩa và công thức vừa học, chúng ta cùng giải một số bài tập sau.

Bài tập 1: Trên một bóng đèn dây tóc có ghi là 806Ω  - 60W

1. Hãy cho biết các số ghi trên đèn có ý nghĩa gì trong Vật lý. Tính hiệu điện thế tối đa có thể được đặt vào 2 đầu của đèn mà đèn vẫn hoạt động bình thường. Để đèn hoạt động sáng bình thường thì cần cường độ dòng điện đi qua là bao nhiêu.

2. Cài bóng đèn này vào hiệu điện thế 200V.  Biết điện trở của bóng đèn không thay đổi đáng kể. Tính công suất của đèn.

Giải 

1. Số 700Ω ghi trên đèn chính là điện trở của dây tóc bóng đèn và 60W là công suất cực đại của đèn.

P = U^2/R => U= 220V

I = P/U = 0,273 A

Bài tập 2: Một bàn ủi được sử dụng 30 phút thì tiêu thụ lượng điện năng là 1440 kJ ở hiệu điện thế định mức 220V. Tính:

1. Công suất của bàn là 

2. Điện trở và dòng điện đi qua bàn ủi

Giải

1. P = A/t = 800 (W)

2. R =U^2/P = 60,5Ω 

         I = P/U = 40/11A

Phía trên là các công thức tính công suất tỏa nhiệt mà bạn cần nắm để giải được các bài tập Vật lý 11 cơ bản nhất. Mong rằng thông qua phần kiến thức lí thuyết cùng các bài tập ví dụ đi kèm sẽ giúp bạn dễ dàng đưa ra hướng giải hơn khi gặp các bài toán dạng này. Hẹn gặp bạn ở các bài chia sẻ kiến thức Vật lý tiếp theo!