Theory,

OHM'S LAW AND POWER IN ELECTRONIC CIRCUITS

1. Định luật Ohms

Georg Ohm phát hiện ra với điều kiện nhiệt độ không đổi, dòng điện qua một điện trở có giá trị xác định tỉ lệ thuận với điện áp đặt trên nó và tỉ lệ nghịch với giá trị điện trở đó. Định luật Ohm chính là mối quan hệ giữa điện áp, dòng điện và điện trở; được biểu diễn dưới dạng công thức như sau:

I(A) = \frac{{U(V)}}{{R(\Omega )}}

Từ công thức trên, nếu biết được 2 trong 3 giá trị Điện áp, dòng điện, điện trở thì sẽ tìm được giá trị còn lại:

U(V) = R(\Omega ) \times I(A)

R(\Omega ) = \frac{{U(V)}}{{I(A)}}

2. Công suất trong mạch điện

Công suất của một mạch điện được kí hiệu P (Power) là mức năng lượng được sinh ra hoặc hấp thụ của mạch đó trong một đơn vị thời gian. Ví dụ, bóng đèn dây tóc và máy sưởi, năng lượng điện được chuyển đổi sang năng lượng dạng nhiệt, ánh sáng hoặc cả 2.

Hình 2.1: Điện năng chuyển hóa thành quang năng

Giá trị của công suất P bằng tích giữa giá trị điện áp và dòng điện, đơn vị là Watt (W). Kết hợp với định luật Ohm, bằng cách thay thế U, I, R, công suất của dòng điện có thể được tính như sau:

P = U \times I = \frac{{{V^2}}}{R} = {I^2}R

Nếu P dương thì thiết bị hấp thụ năng lượng hay nói cách khác là thiết bị đó sử dụng năng lượng. Ngược lại, nếu P âm thì thiết bị sinh ra năng lượng hay nói cách khác thiết bị đó là nguồn năng lượng.

3. Công suất định mức

Thiết bị điện, điện tử được kèm theo thông số công suất định mức, thông số này cho biết công suất lớn nhất mà thiết bị có thể chuyển hóa năng lượng điện sang dạng năng lượng khác (nhiệt năng, quang năng, cơ năng).

Ví dụ động cơ điện chuyển hóa năng lượng điện sang lực cơ học (cơ năng), bóng đèn dây tóc chuyển hóa năng lượng điện sang dạng quang năng (phát sáng) và nhiệt năng (tỏa nhiệt).

Đơn vị của công suất định mức là Wattt (W).

Trong thực tê, một số thiết bị điện (ví dụ động cơ điện) thường để công suất dạng mã lực – hp (horsepower).

1 hp = 746W

Hình 3.1: Công suất động cơ dạng mã lực

 

Ví dụ:

Cho mạch điện đơn giản: nguồn 1 chiều 24V, điện trở 12 Ω:

Hình 3.2: Mạch điện đơn giản

Khi đó, các tham số liên quan đến mạch điện được tính như sau:

- Điện áp rơi trên điện trở R:

U= I×R = 2 × 12Ω = 24V

- Dòng điện:

I=U ÷ R= 24 ÷ 12Ω = 2A

- Điện trở:

R=U ÷ I= 24 ÷ 2 = 12Ω

- Công suất:

P= U×I = 24 × 2 = 48W

Như vậy, công suất của mạch chỉ xuất hiện khi có cả điện áp và dòng điện. Với trường hợp hở mạch, khi đó dòng điện bằng 0, công suất P = V×0 =0. Nếu trường hợp ngắn mạch xảy ra thì điện áp bằng 0, công suất P = 0×I =0.

4.    Năng lượng trong mạch điện

Năng lượng là đại lượng đo khả năng làm việc. Năng lượng của mạch điện là khả năng làm việc của mạch điện đó. Đơn vị là Joule (J). Kí hiệu là A.

Năng lượng điện được tính bằng tích công suất và thời gian tiêu thụ, cụ thể:

A(J)= P(W) ×t(s)

Từ công thức trên, ta có thể suy ra:

P = \frac{A}{t}

t = \frac{A}{P}

Trong thực tế, người ta còn sử dụng đơn vị kWh (hay còn gọi là số điện) để đo năng lượng tiêu thụ cho thiết bị điện.

1kWh = 1.000W×3.600(s) = 3.600.000 (J)

Author Since: Jul 02, 2018

Related Post