Công suất tỏa nhiệt là gì? Định luật Jun-Len-xơ (Mới 2023)

Đến với chương trình vật lý lớp 11 bạn sẽ bắt đầu tìm hiểu sâu hơn các khái niệm về công suất tỏa nhiệt và giải các bài tập liên quan đến định luật Jun-Len-xơ. Đọc bài viết dưới đây sẽ giúp bạn củng cố được kiến thức liên quan đến chủ đề này, cụ thể là một số dạng bài tập mẫu về khái niệm quen thuộc này, chắc chắn sẽ giúp ích cho bạn rất nhiều, cùng xem nhé:

Công suất tỏa nhiệt là gì?

Khi có dòng điện chạy qua tại một vật dẫn, nó sẽ tỏa ra một lượng nhiệt đáng kể vậy tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn này gọi là công suất tỏa nhiệt. Tỷ số giữa nhiệt lượng tỏa ra trên một đơn vị thời gian tại một vật dẫn là cách tính công suất tỏa nhiệt.

→ Định luật Jun-LenXơ

Định luật Jun – LenXơ là mô tả toán học về tốc độ tại đó điện trở trong mạch biến đổi điện năng thành nhiệt năng. (mình tham khảo thông tin tại đây)

Tại định luật Jun- len- xơ, nhiệt lượng trong một thời gian phát triển trong dây dẫn mang dòng điện tỉ lệ với điện trở của dây dẫn và bình phương cường độ dòng điện. Nhiệt lượng phát ra trong một thời gian tương đương với công suất điện bị hấp thụ, hay điện năng mất đi.

Q= R. I2.t

Trong đó:

• Q là nhiệt lượng Jun (J)
• R là điện trở Ôm (Ω)
• I là cường độ dòng điện Ampe (A)
• T là gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s)

→ Công thức tính công suất tỏa nhiệt

Công suất tỏa nhiệt trong một giây, hay công suất mất mát điện P, bằng bình phương cường độ dòng điện I nhân với điện trở R. Hoặc bằng tỷ lệ giữa nhiệt lượng tỏa ra và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn.

P= I2.R = Q/t

Trong đó:

• Công suất P có đơn vị là Watt (W)
• Dòng điện I có đơn vị là Ampe (A)
• Điện trở R đơn vị là Ôm (Ω)
• Q là nhiệt lượng Jun (J)
• t là thời gian dòng điện chạy qua (s)

Công suất tỏa nhiệt trên điện trở

Khi một dòng điện chạy qua một điện trở, năng lượng điện được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt. Nhiệt sinh ra trong các thành phần của mạch, tất cả đều có ít nhất một số điện trở, được tản ra ngoài không khí xung quanh các thành phần.

Tốc độ tỏa nhiệt được gọi là công suất tỏa nhiệt trên điện trở, được viết bằng chữ P và được đo bằng đơn vị Watts (W).

→ Công suất của nguồn điện

Công suất là khả năng thực hiện công, khi dòng điện chạy qua dây dẫn với một tốc độ thực hiện công. Công suất của nguồn điện tỉ lệ thuận với công của nguồn và thời gian thực hiện công.

Png=E.I = Ang/ t

Trong đó:

• Png: Công suất của nguồn điện
• E: Suất điện động (V)
• I: Cường độ dòng điện
• Ang: Công của nguồn điện (J)
• t: Thời gian (s)

Công của nguồn điện tỉ lệ thuận với điện năng tiêu thụ và các lực lạ sản sinh bên trong nguồn điện:

Ang= E.q= E.I.t

Trong đó:

• E: Suất điện động (V)
• q: Điện lượng (C)
• I: Cường độ dòng điện (A)
• t: Thời gian (s)

→ Công suất điện

Công suất điện tỉ lệ với cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch hoặc bằng tỉ lệ của công suất điện năng và thời gian dòng điện chạy qua.

P = U.I = A/t

Bài tập công suất tỏa nhiệt cho học sinh

Bài tập #1

Mạch điện có điện trở 1 là 12 (Ω) ghép song song với bộ điện trở 2 bằng 7(Ω) được ghép nối tiếp với điện trở 3 bằng 13(Ω). Tính công suất tỏa nhiệt tại mỗi điện trở khi cho một hiệu điện thế bằng 6V chạy qua hai đầu dây.

Bài tập #2

Cho mạch điện sau, biết suất điện động bằng 8V có điện trở là 2 Ω, Chạy qua điện trở 2 bằng 3 Ω.

1. Tìm điện trở 1 để công suất tỏa nhiệt trên điện trở 1 cực đại. Tính công suất cực đại.
2. Tìm điện trở 1 để công suất tỏa nhiệt cực đại trên toàn mạch. Tính công suất cực đại
3. Tìm điện trở 1 để công suất tỏa nhiệt cực đại trên nguồn. Tính công suất cực đại tại nguồn.

Bài tập #3

Cho mạch điện như hình biết suất điện động 14V có điện trở r bằng 3 Ω. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở R = 11 Ω.

Lời giải

Ta có:

• Cường độ dòng điện: I = E/(R + r) = 14/ (11 + 3) = 1(A)
• Vậy công suất tỏa nhiệt: PR = I2.R = 12.11 = 11W

>>> 1000+ Mã Sản Phẩm của thương hiệu Bosch: https://mecsu.vn/thuong-hieu/bosch 

>>> 350+ Mã Sản Phẩm của thương hiệu Sata: https://mecsu.vn/thuong-hieu/sata 

 Mời anh em đọc thêm:

• Sụt áp là gì? Công thức tính độ sụt áp trên đường dây
• Khái niệm máy gia nhiệt vòng bi & nguyên lý hoạt động
• Máy nén khí là gì? Cấu tạo máy nén khí

Chắc hẳn, anh em đã biết được khá nhiều về công suất tỏa nhiệt và định luật Jun-len-xơ qua bài viết này. Cùng với các bài tập ví dụ cơ bản anh em có thể đọc hiểu và làm theo dễ dàng. Nếu còn gặp khó khăn gì trong phần này hãy để lại bình luận anh em trong Mecsu sẽ giúp bạn nếu có thể.