Công thức tính công suất điện

Công thức tính công suất điện sẽ phụ thuộc vào trình độ của người sử dụng. Đối với vật lý lớp 9 học sinh chỉ cần nắm công thức cơ bản để sử dụng cho việc học tập. Trên thực tế công thức tính công suất điện sẽ được tính theo một công thức mở rộng hơn.

Trong bài viết này mình sẽ cho cả hai công thức tính công suất điện để các bạn có thể tự tìm hiểu với khả năng hiểu biết của mình.

Nội Dung Chính

Công thức tính công suất điện – Vật lí lớp 9

Bất kỳ một thiết bị nào sử dụng điện mới có thể hoạt động thì gọi là thiết bị tiêu thụ điện. Thiết bị tiêu thụ điện như: tủ lạnh, máy lạnh, quạt máy … Mỗi một thiết bị tiêu thụ điện sẽ có một công suất nhất định và hoàn toàn khác nhau.

Công suất điện là gì?

Công suất điện của một thiết bị là điện năng tiêu thụ của thiết bị đó trong một đơn vị thời gian.

Công suất điện tiêu thụ có giá tri bằng điện năng ( W ) mà thiết bị tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định.

Hay nói cách khác: công suất tiêu thụ điện còn được tính bằng điện thế giữa hai đầu đoạn mạch NHÂN ( x ) với cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

Công thức tính công suất điện lớp 9

Cách xem công suất tiêu thụ điện trên tủ lạnh

P = U.I = A/t

P: công suất của mạch điện – thiết bị tiêu thụ điện. Đơn vị công suất là Watt ( W ).

U: hiệu điện thế của hai đầu đoạn mạch. Đơn vị là Voltage ( V ).

I: cường độ dòng điện qua mạch điện. Đơn vị là Ampe ( A ).

A (J): Điện năng tiêu thụ, công thực hiện (N.m hoặc J).

T (s): Thời gian thực hiện công (s).

Đơn vị công suất điện

Đơn vị công suất điện được tính bằng Watt. Ký hiệu là: W, kW, MW

1W = 1J/s = 1V.1A

1Kw = 1000W

1MW = 1000kW = 100000W

Vi dụ minh họa:

Một tủ lạnh sử dụng nguồn điện 220V, có dòng điện đi qua là 5A thì công suất tiêu thụ:

P = U.I = 220.5 = 1100 ( W )

Trên thực tế các thiết bị tiêu thụ điện đều ghi rõ công suất tiêu thụ điện trên thiết bị. Việc tính toán công suất thường được sử dụng khi chúng ta không còn thông tin của thiết bị.

Tuy nhiên, chúng ta thường dựa vào công suất để xem cường độ dòng điện đi qua thiết bị điện. Nếu dòng điện qua đủ thì chứng tỏ thiết bị điện hoạt động tốt và ngược lại. Đây là cách chuẩn đoán nhanh các thiết bị điện khi gặp sự cố.

Công thức tính công suất tiêu thụ điện

Tại Việt Nam, điện áp được sử dụng là điện 1 pha cho các hộ gia đình và 3 pha cho sản xuất và nhà xưởng. Công thức tính tiêu thụ điện 1 pha và 3 pha hoàn toàn khác biệt.

Công thức tính tiêu thụ điện 1 pha

P = U.I.cosφ.

Trong đó:

U: Kí hiệu điện áp hiệu dụng hai đầu mạch của điện xoay chiều (V).
P: Công suất mạch điện xoay chiều (W).
cos φ: Kí hiệu hệ số công suất đoạn mạch xoay chiều.
I: cường độ của hiệu dụng trong mạch xoay chiều (A).

Qua đây, người dùng biết điện năng tiêu thụ mạch điện xoay chiều tương tự mạch điện của dòng không đổi. Công thức để thực hiện cách tính này đó là W = P.t. Theo đó:

P (W): công suất mạch điện.
W (J): công của mạch điện (điện năng tiêu thụ).
t (s): thời gian dùng điện.

Để đo công suất tiêu thụ điện người ta dùng đồng đo điện hay còn gọi là điện kế, công tơ điện. Điện năng tiêu thụ được tính theo đơn vị kWh.

1kWh = 3 600 000 (J) = (1000W x 3600 s).

Thiết bị	Điện áp (U)	Cường độ dòng điện (I)	Hệ số công suất (cos(φ))	Công suất (P)
Đèn LED	220 V	0.7 A	0.9	138.6 W
Máy giặt	220 V	2.5 A	0.85	467,5 W
Quạt điện	220 V	0.9 A	0.95	188,1 W

Như vậy, Với một thiết bị điện có công suất 188,1W thì trong vòng 1h sẽ tiêu thụ 188,1w/h tương đương 0,1881kWh.

Công thức tính công suất 3 pha

Công thức :

P = √3 × U_d × I_d × Cosφ
P = (U₁ × I₁ + U₂ × I₂ + U₃ × I₃) × H

Trong đó:

U_d: điện áp dây của dòng điện xoay chiều 3 pha (đơn vị: Volt), thường là 380V tại Việt Nam.
I_d: dòng điện dây (đơn vị: Ampe).
Cosφ: hệ số công suất.
H: thời gian sử dụng điện (đơn vị: giờ).

Điện 3 pha bao gồm 3 dây nóng và 1 dây lạnh, được ứng dụng trong các thiết bị công nghiệp do khả năng cung cấp công suất lớn.

Đồng hồ đo công suất tiêu thụ điện 1 pha – 3 pha

Trên thực tế để đo công suất điện người ta dùng đồng hồ đo công suất tiêu thụ điện với nhiều tên gọi như công tơ điện, điện kế, đồng hồ đo điện năng. Tất cả đều nói đến thiết bị đo công suất tiêu thụ điện.

Để đo công suất chúng ta cần có

Đồng hồ đo công suất
CT dòng hay còn gọi là biến dòng vào đồng hồ đo công suất
Điện áp vào đồng hồ đo công suất

Đồng hồ đo công suất 1 pha

Đồng hồ đo công suất 1 pha dễ tìm thấy nhất chính là đồng hồ mà điện lực lắp đặt cho mỗi gia đình. Bên trong đồng hồ sẽ tích hợp luôn CT dòng để đo dòng điện.

Theo đúng như công thức P = U.I.Cosp

Khi điện áp vào đồng hồ đi qua CT tích hợp. Công suất sẽ được tính khi có tải, tức là khi sử dụng điện sẽ sinh ra dòng điện.

Đồng hồ đo công suất 3 pha

Đồng hồ đo công suất 3 pha S711EROGMOD45 của Seneca – Italy với 3 vòng CT Rogowski có kích thước 45cm.

Biến dòng Rogowski nổi tiếng với độ chính xác cao chỉ 0,2% cũng như có thể đo được nhiều loại dòng điện khác nhau từ vài chục Ampe cho tới vài chục nghìn Ampe.

Một trong những ưu điểm lớn nhất của biến dòng kẹp Rogowski chính là khả năng kẹp, tháo lắp một cách nhanh chóng mà không cần phải tháo dây động lực.

Để sử dụng đồng hồ đo công suất 3 pha S711EROGMOD45 chúng ta cần phải kẹp CT dòng Rogowski của tải tương ứng Pha 1, Pha 2, Pha 3.

Biến dòng Rogowski trên S711EROGMOD45

Sự cơ động trong việc tháo lắp của biến dòng CT Rogowski chính là điểm cộng lớn nhất của loại CT dòng này.

Seneca S711EROGMOD45 với 1 vòng Rogowski cũng được dùng để đo điện 1 pha với độ chính xác cao.

Tuy nhiên, S711EROGMOD45 chỉ phù hợp cho các ứng dụng cần cơ động và độ chính xác. Với giá thành khá cao S711EROGMOD45 phù hợp các điểm đo tổng nhà xưởng hoặc kiểm tra công suất các điểm trong một thời gian ngắn.

Như vậy, với công thức tính công suất điện chúng ta dễ dàng biết được công suất tiêu thụ các thiết bị tiêu thụ điện trong nhà. Cùng từ đó có thể tính được dòng tải từ công suất ghi trên thiết bị điện.

Chúc các bạn thành công !

Kỹ sư Cơ – điện tử

Nguyễn Minh Hòa