I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG SUẤT

1. Công suất là gì?

Định nghĩa: Công suất là đại lượng vật lý đặc trưng cho tốc độ thực hiện công hoặc tốc độ chuyển hóa năng lượng.

Công thức định nghĩa:

$$\boxed{P = \frac{A}{t}}$$

Trong đó:

• $P$: công suất (W – Watt)
• $A$: công thực hiện (J – Joule)
• $t$: thời gian (s – giây)

Ý nghĩa vật lý: Công suất cho biết trong 1 giây, hệ thống thực hiện được bao nhiêu Joule công hoặc tiêu thụ bao nhiêu năng lượng.

Ví dụ đơn giản:

• Động cơ A: công suất 100W → thực hiện 100J công trong 1 giây
• Động cơ B: công suất 1000W → thực hiện 1000J công trong 1 giây
• Động cơ B mạnh gấp 10 lần động cơ A

2. Đơn vị công suất

Bảng đơn vị:

Lưu ý quan trọng:

• 1 kW = 1000 W
• 1 MW = 1000 kW = 1,000,000 W
• 1 mã lực (HP) ≈ 0.746 kW ≈ 746 W

3. Phân loại công suất

Theo lĩnh vực:

Công suất cơ học:

• Công suất của động cơ xe
• Công suất máy móc
• Công suất nâng vật
• Ví dụ: Động cơ ô tô 100 mã lực

Công suất điện:

• Công suất thiết bị điện
• Công suất tiêu thụ mạch điện
• Công suất truyền tải điện
• Ví dụ: Bóng đèn 60W, tủ lạnh 150W

Công suất nhiệt:

• Công suất gia nhiệt
• Công suất làm lạnh
• Ví dụ: Bếp điện 2000W, điều hòa 9000 BTU

Theo đặc tính thời gian:

Công suất tức thời:

• Công suất tại một thời điểm cụ thể
• Có thể thay đổi theo thời gian
• Công thức: $P(t) = \frac{dA}{dt}$

Công suất trung bình:

• Công suất trung bình trong một khoảng thời gian
• Công thức: $\bar{P} = \frac{A_{tổng}}{t_{tổng}}$

II. CÔNG THỨC CÔNG SUẤT CƠ HỌC

1. Công suất cơ học cơ bản

📌 Công thức định nghĩa:

$$\boxed{P = \frac{A}{t}}$$

Trong đó:

• $P$: công suất (W – Watt)
• $A$: công cơ học (J – Joule)
• $t$: thời gian (s – giây)

Ý nghĩa: Công suất là tốc độ thực hiện công.

Ví dụ 1: Một động cơ thực hiện công A = 1000 J trong thời gian t = 20 s. Tính công suất của động cơ.

Lời giải: $$P = \frac{A}{t} = \frac{1000}{20} = 50 \text{ W}$$

Kết luận: Công suất động cơ là 50W.

2. Công suất tức thời

Định nghĩa: Công suất tức thời là công suất tại một thời điểm nhất định.

📌 Công thức với lực và vận tốc:

$$\boxed{P = \vec{F} \cdot \vec{v} = Fv\cos\alpha}$$

Trong đó:

• $F$: độ lớn lực tác dụng (N – Newton)
• $v$: độ lớn vận tốc (m/s)
• $\alpha$: góc giữa véc-tơ lực $\vec{F}$ và véc-tơ vận tốc $\vec{v}$

Trường hợp đặc biệt:

a) Lực cùng chiều chuyển động ($\alpha = 0°$): $$P = Fv\cos 0° = Fv \times 1 = Fv$$

b) Lực vuông góc với chuyển động ($\alpha = 90°$): $$P = Fv\cos 90° = Fv \times 0 = 0$$

Lực không sinh công → công suất bằng 0.

c) Lực ngược chiều chuyển động ($\alpha = 180°$): $$P = Fv\cos 180° = Fv \times (-1) = -Fv$$

Công suất âm (lực cản).

Ví dụ 2: Ô tô chuyển động đều chịu lực kéo của động cơ F = 1000 N, vận tốc v = 20 m/s (72 km/h). Tính công suất động cơ.

Lời giải:

Vì lực kéo cùng chiều chuyển động nên $\alpha = 0°$: $$P = Fv = 1000 \times 20 = 20,000 \text{ W} = 20 \text{ kW}$$

Kết luận: Công suất động cơ ô tô là 20 kW.

3. Công suất trung bình

Định nghĩa: Công suất trung bình là công suất tính trên một khoảng thời gian dài.

📌 Công thức:

$$\boxed{\bar{P} = \frac{A_{tổng}}{t_{tổng}}}$$

Hoặc khi có nhiều giai đoạn:

$$\bar{P} = \frac{A_1 + A_2 + … + A_n}{t_1 + t_2 + … + t_n} = \frac{\sum A_i}{\sum t_i}$$

Ví dụ 3: Một máy hoạt động gồm 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Thực hiện công A₁ = 500 J trong t₁ = 10 s
• Giai đoạn 2: Thực hiện công A₂ = 1000 J trong t₂ = 25 s

Tính công suất trung bình.

Lời giải: $$\bar{P} = \frac{A_1 + A_2}{t_1 + t_2} = \frac{500 + 1000}{10 + 25} = \frac{1500}{35} \approx 42.86 \text{ W}$$

Kết luận: Công suất trung bình là khoảng 42.86W.

4. Công suất động cơ và hiệu suất

Định nghĩa hiệu suất: Hiệu suất là tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất toàn phần.

📌 Công thức hiệu suất:

$$\boxed{\eta = \frac{P_{hữu\ ích}}{P_{toàn\ phần}} \times 100\%}$$

Suy ra công suất hữu ích:

$$\boxed{P_{hữu\ ích} = \eta \times P_{toàn\ phần}}$$

Trong đó:

• $\eta$ (eta): hiệu suất (0 < η < 1 hoặc 0% < η < 100%)
• $P_{hữu\ ích}$: công suất có ích (làm việc hữu ích)
• $P_{toàn\ phần}$: công suất tiêu thụ (tổng công suất đầu vào)
• $P_{hao\ phí} = P_{toàn\ phần} – P_{hữu\ ích}$

Lưu ý: Hiệu suất luôn nhỏ hơn 100% (hoặc nhỏ hơn 1) do có tổn hao năng lượng.

Ví dụ 4: Một động cơ điện tiêu thụ công suất 5 kW, có hiệu suất 80%. Tính công suất hữu ích của động cơ.

Lời giải: $$P_{hữu\ ích} = \eta \times P_{toàn\ phần} = 0.8 \times 5 = 4 \text{ kW}$$

Công suất hao phí: $$P_{hao\ phí} = 5 – 4 = 1 \text{ kW}$$

Kết luận:

• Công suất hữu ích: 4 kW
• Công suất hao phí: 1 kW (biến thành nhiệt, ma sát…)

5. Công suất nâng vật

Trường hợp nâng vật đều theo phương thẳng đứng:

📌 Công thức theo công và thời gian:

$$\boxed{P = \frac{mgh}{t}}$$

📌 Công thức theo vận tốc nâng:

$$\boxed{P = mgv}$$

Trong đó:

• $m$: khối lượng vật (kg)
• $g$: gia tốc trọng trường (≈ 10 m/s² hoặc 9.8 m/s²)
• $h$: độ cao nâng lên (m)
• $t$: thời gian nâng (s)
• $v$: vận tốc nâng (m/s)

Chứng minh:

• Lực nâng: $F = mg$ (cân bằng với trọng lực)
• Công suất: $P = Fv = mgv$
• Hoặc: $P = \frac{A}{t} = \frac{Fh}{t} = \frac{mgh}{t}$

Ví dụ 5: Một cần cẩu nâng vật nặng 500 kg lên độ cao 10 m trong thời gian 20 s. Tính công suất của cần cẩu (lấy g = 10 m/s²).

Lời giải:

Cách 1: Dùng công thức $P = \frac{mgh}{t}$ $$P = \frac{500 \times 10 \times 10}{20} = \frac{50,000}{20} = 2,500 \text{ W} = 2.5 \text{ kW}$$

Cách 2: Tính vận tốc nâng rồi dùng $P = mgv$ $$v = \frac{h}{t} = \frac{10}{20} = 0.5 \text{ m/s}$$ $$P = mgv = 500 \times 10 \times 0.5 = 2,500 \text{ W} = 2.5 \text{ kW}$$

Kết luận: Công suất cần cẩu là 2.5 kW.

III. CÔNG THỨC CÔNG SUẤT ĐIỆN

1. Công suất điện cơ bản

📌 Công thức định nghĩa:

$$\boxed{P = \frac{A}{t}}$$

Với điện năng (W):

$$\boxed{P = \frac{W}{t}}$$

Trong đó:

• $P$: công suất điện (W – Watt)
• $A$ hoặc $W$: điện năng tiêu thụ (J – Joule hoặc kWh)
• $t$: thời gian (s – giây hoặc h – giờ)

Lưu ý về đơn vị:

• Nếu W tính bằng Joule (J), t tính bằng giây (s) → P có đơn vị W
• Nếu W tính bằng kWh, t tính bằng giờ (h) → P có đơn vị kW

2. Công thức công suất điện với U, I, R

📌 A. Công thức cơ bản nhất:

$$\boxed{P = UI}$$

Trong đó:

• $U$: hiệu điện thế (V – Volt)
• $I$: cường độ dòng điện (A – Ampe)

Nguồn gốc: Từ định nghĩa công $A = qU$ và $q = It$: $$P = \frac{A}{t} = \frac{qU}{t} = \frac{It \cdot U}{t} = UI$$

Ví dụ 6: Một bóng đèn hoạt động với hiệu điện thế U = 220V, cường độ dòng điện I = 0.5A. Tính công suất bóng đèn.

Lời giải: $$P = UI = 220 \times 0.5 = 110 \text{ W}$$

Kết luận: Công suất bóng đèn là 110W.

📌 B. Công thức với điện trở:

Từ định luật Ohm: $U = IR$, ta có thể biến đổi công thức $P = UI$:

Công thức 1: Thay $U = IR$ vào $P = UI$ $$\boxed{P = I^2R}$$

Công thức 2: Thay $I = \frac{U}{R}$ vào $P = UI$ $$\boxed{P = \frac{U^2}{R}}$$

Tóm tắt 3 công thức điện quan trọng:

Lưu ý quan trọng: Cả 3 công thức đều đúng, chọn công thức nào tùy vào đại lượng đã biết.

3. Điện năng tiêu thụ

📌 Công thức điện năng:

$$\boxed{A = Pt}$$

Đơn vị thực tế (trên hóa đơn tiền điện):

$$\boxed{A \text{ (kWh)} = P \text{ (kW)} \times t \text{ (giờ)}}$$

Lưu ý về đơn vị kWh:

• 1 kWh (kilowatt-giờ) = 1000 Wh (watt-giờ)
• 1 kWh = 1000W × 3600s = 3,600,000 J = 3.6 MJ
• kWh là đơn vị “số điện” trên công tơ điện

Ví dụ 7: Một bóng đèn có công suất 100W sáng trong 5 giờ mỗi ngày.

a) Tính điện năng tiêu thụ trong 1 ngày b) Tính điện năng tiêu thụ trong 30 ngày c) Tính tiền điện phải trả nếu giá điện là 2000 đồng/kWh

Lời giải:

Câu a) Điện năng 1 ngày: $$A = P \times t = 100 \text{ W} \times 5 \text{ h} = 500 \text{ Wh} = 0.5 \text{ kWh}$$

Câu b) Điện năng 30 ngày: $$A_{30} = 0.5 \times 30 = 15 \text{ kWh}$$

Câu c) Tiền điện: $$\text{Tiền} = 15 \times 2000 = 30,000 \text{ đồng}$$

Kết luận:

• Điện năng 1 ngày: 0.5 kWh
• Điện năng 30 ngày: 15 kWh
• Tiền điện: 30,000 đồng

4. Công suất đoạn mạch nối tiếp và song song

📌 Công suất tổng:

Dù nối tiếp hay song song, công suất tổng luôn là: $$\boxed{P_{tổng} = P_1 + P_2 + … + P_n}$$

Mạch nối tiếp (cùng dòng điện I):

Vì $P = I^2R$, với I giống nhau:

• Điện trở càng lớn → công suất càng lớn
• $\frac{P_1}{P_2} = \frac{R_1}{R_2}$ (tỉ lệ thuận)

Ví dụ: R₁ = 40Ω, R₂ = 60Ω nối tiếp, I = 2A

• $P_1 = I^2R_1 = 4 \times 40 = 160$ W
• $P_2 = I^2R_2 = 4 \times 60 = 240$ W
• R₂ lớn hơn → P₂ lớn hơn

Mạch song song (cùng hiệu điện thế U):

Vì $P = \frac{U^2}{R}$, với U giống nhau:

• Điện trở càng nhỏ → công suất càng lớn
• $\frac{P_1}{P_2} = \frac{R_2}{R_1}$ (tỉ lệ nghịch)

Ví dụ: R₁ = 40Ω, R₂ = 60Ω song song, U = 120V

• $P_1 = \frac{U^2}{R_1} = \frac{14400}{40} = 360$ W
• $P_2 = \frac{U^2}{R_2} = \frac{14400}{60} = 240$ W
• R₁ nhỏ hơn → P₁ lớn hơn

5. Công suất hao phí trên dây dẫn

Khi truyền tải điện năng từ nhà máy đến nơi tiêu thụ:

📌 Công thức hao phí:

$$\boxed{P_{hp} = I^2R_{dây}}$$

Hoặc biến đổi theo công suất truyền tải P:

Vì $I = \frac{P}{U}$: $$\boxed{P_{hp} = \frac{P^2R_{dây}}{U^2}}$$

Trong đó:

• $P_{hp}$: công suất hao phí trên đường dây
• $R_{dây}$: điện trở dây dẫn
• $I$: cường độ dòng điện trên dây
• $P$: công suất truyền tải
• $U$: hiệu điện thế truyền tải

Kết luận quan trọng:

Từ công thức $P_{hp} = \frac{P^2R_{dây}}{U^2}$:

• Tăng điện áp U lên n lần → công suất hao phí giảm đi n² lần
• Đây là lý do truyền tải điện bằng điện áp cao (110kV, 220kV, 500kV)

Ví dụ: Truyền tải 100kW trên dây có R = 10Ω

• Với U = 1000V: $P_{hp} = \frac{(100,000)^2 \times 10}{(1000)^2} = 100,000$ W = 100kW (mất hết!)
• Với U = 10,000V: $P_{hp} = \frac{(100,000)^2 \times 10}{(10,000)^2} = 1,000$ W = 1kW (chỉ mất 1%)

IV. CÔNG SUẤT ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Công suất tức thời

Định nghĩa: Công suất tức thời là công suất tại mỗi thời điểm trong mạch xoay chiều.

Công thức:

$$p(t) = u(t) \cdot i(t)$$

Đặc điểm: Biến thiên theo thời gian với tần số gấp đôi tần số của dòng điện và điện áp.

2. Công suất trung bình (công suất tiêu thụ)

📌 Công thức quan trọng nhất trong mạch xoay chiều:

$$\boxed{P = UI\cos\varphi}$$

Trong đó:

• $U$: hiệu điện thế hiệu dụng (V)
• $I$: cường độ dòng điện hiệu dụng (A)
• $\cos\varphi$: hệ số công suất
• $\varphi$: độ lệch pha giữa điện áp $u$ và dòng điện $i$

Trường hợp đặc biệt:

a) Mạch thuần trở (R):

• $\varphi = 0°$ (u và i cùng pha)
• $\cos\varphi = 1$
• $P = UI$ (giống dòng một chiều)

b) Mạch thuần cảm (L) hoặc thuần dung (C):

• $\varphi = \pm 90°$ (u và i lệch pha 90°)
• $\cos\varphi = 0$
• $P = 0$ (không tiêu thụ công suất)

c) Mạch RLC:

• $0° < \varphi < 90°$
• $0 < \cos\varphi < 1$
• $P = UI\cos\varphi < UI$

Lưu ý: Chỉ có điện trở R mới tiêu thụ công suất thực sự (biến thành nhiệt).

3. Các loại công suất trong mạch xoay chiều

📌 A. Công suất tiêu thụ (công suất tác dụng):

$$\boxed{P = UI\cos\varphi = I^2R}$$

• Đơn vị: W (Watt)
• Ý nghĩa: Công suất thực sự tiêu thụ, biến thành nhiệt, công cơ học
• Đo bằng: Watt-kế

📌 B. Công suất phản kháng:

$$\boxed{Q = UI\sin\varphi}$$

• Đơn vị: VAR (Volt-Ampe Reactive – phản kháng)
• Ý nghĩa: Công suất trao đổi giữa nguồn và phần tử L, C (không sinh công hữu ích)

📌 C. Công suất biểu kiến (công suất toàn phần):

$$\boxed{S = UI}$$

• Đơn vị: VA (Volt-Ampe)
• Ý nghĩa: Công suất “tổng” của mạch, bao gồm cả phần tác dụng và phản kháng

Liên hệ giữa các công suất:

$$\boxed{S^2 = P^2 + Q^2}$$

Biểu diễn bằng tam giác công suất:

      S (VA)
       /|
      / |
     /  | Q (VAR)
    /   |
   /φ   |
  ------
  P (W)

Hệ số công suất: $$\cos\varphi = \frac{P}{S} = \frac{P}{UI}$$

Ý nghĩa hệ số công suất:

• $\cos\varphi$ càng gần 1 càng tốt (hiệu quả cao)
• $\cos\varphi$ nhỏ → lãng phí năng lượng
• Nhà máy, xí nghiệp phải nâng cao $\cos\varphi$ (bằng cách bù tụ điện)

V. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP

A. Công suất cơ học

B. Công suất điện một chiều (DC)

C. Công suất điện xoay chiều (AC)

D. Công suất thiết bị thông dụng

VI. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Tính công suất cơ học từ lực và vận tốc

Đề bài: Một ô tô chuyển động đều trên đường nằm ngang với vận tốc 72 km/h. Lực kéo của động cơ là 2000 N. Tính công suất của động cơ ô tô.

Lời giải:

Bước 1: Đổi đơn vị vận tốc $$v = 72 \text{ km/h} = 72 : 3.6 = 20 \text{ m/s}$$

Bước 2: Áp dụng công thức

Vì lực kéo cùng chiều chuyển động: $$P = Fv = 2000 \times 20 = 40,000 \text{ W} = 40 \text{ kW}$$

Kết luận: Công suất động cơ ô tô là 40 kW.

Dạng 2: Tính công suất nâng vật

Đề bài: Một cần cẩu nâng một vật nặng 200 kg lên độ cao 15 m trong thời gian 30 s. Lấy g = 10 m/s². Tính: a) Công mà cần cẩu thực hiện b) Công suất của cần cẩu

Lời giải:

Câu a) Công thực hiện: $$A = mgh = 200 \times 10 \times 15 = 30,000 \text{ J}$$

Câu b) Công suất:

Cách 1: Dùng $P = \frac{A}{t}$ $$P = \frac{30,000}{30} = 1,000 \text{ W} = 1 \text{ kW}$$

Cách 2: Dùng $P = \frac{mgh}{t}$ $$P = \frac{200 \times 10 \times 15}{30} = 1,000 \text{ W} = 1 \text{ kW}$$

Kết luận:

• Công: 30,000 J = 30 kJ
• Công suất: 1 kW

Dạng 3: Tính công suất điện và các đại lượng liên quan

Đề bài: Một bóng đèn có ghi 220V – 100W. a) Tính cường độ dòng điện định mức b) Tính điện trở của bóng đèn c) Bóng sáng 6 giờ mỗi ngày, tính điện năng tiêu thụ trong 30 ngày (kWh)

Lời giải:

Câu a) Cường độ dòng điện:

Từ $P = UI$: $$I = \frac{P}{U} = \frac{100}{220} \approx 0.45 \text{ A}$$

Câu b) Điện trở:

Cách 1: Từ $P = \frac{U^2}{R}$ $$R = \frac{U^2}{P} = \frac{220^2}{100} = \frac{48,400}{100} = 484 \text{ Ω}$$

Cách 2: Từ định luật Ohm $$R = \frac{U}{I} = \frac{220}{0.45} \approx 489 \text{ Ω}$$ (Sai số do làm tròn)

Câu c) Điện năng tiêu thụ:

Thời gian sử dụng trong 30 ngày: $$t = 6 \times 30 = 180 \text{ giờ}$$

Điện năng: $$A = P \times t = 100 \text{ W} \times 180 \text{ h} = 18,000 \text{ Wh} = 18 \text{ kWh}$$

Kết luận:

• Cường độ dòng điện: 0.45A
• Điện trở: 484Ω
• Điện năng: 18 kWh

Dạng 4: Tính điện năng và tiền điện

Đề bài: Một gia đình sử dụng các thiết bị điện sau:

• Bàn ủi 1000W: 2 giờ/ngày
• Tủ lạnh 150W: 24 giờ/ngày
• Bóng đèn 5 bóng × 20W: 5 giờ/ngày

Tính tổng tiền điện phải trả trong 30 ngày, biết giá điện 2500 đồng/kWh.

Lời giải:

Điện năng từng thiết bị trong 30 ngày:

Bàn ủi: $$A_1 = 1 \times 2 \times 30 = 60 \text{ kWh}$$

Tủ lạnh: $$A_2 = 0.15 \times 24 \times 30 = 108 \text{ kWh}$$

Bóng đèn: $$A_3 = (5 \times 0.02) \times 5 \times 30 = 0.1 \times 150 = 15 \text{ kWh}$$

Tổng điện năng: $$A_{tổng} = 60 + 108 + 15 = 183 \text{ kWh}$$

Tiền điện: $$\text{Tiền} = 183 \times 2500 = 457,500 \text{ đồng}$$

Kết luận: Tổng tiền điện phải trả là 457,500 đồng.

Dạng 5: Hiệu suất động cơ

Đề bài: Một động cơ điện có công suất tiêu thụ 2 kW, hiệu suất 75%. Tính: a) Công suất hữu ích b) Công suất hao phí

Lời giải:

Câu a) Công suất hữu ích: $$P_{hữu\ ích} = \eta \times P_{toàn\ phần} = 0.75 \times 2 = 1.5 \text{ kW}$$

Câu b) Công suất hao phí: $$P_{hao\ phí} = P_{toàn\ phần} – P_{hữu\ ích} = 2 – 1.5 = 0.5 \text{ kW}$$

Hoặc: $$P_{hao\ phí} = (1 – \eta) \times P_{toàn\ phần} = 0.25 \times 2 = 0.5 \text{ kW}$$

Kết luận:

• Công suất hữu ích: 1.5 kW (75%)
• Công suất hao phí: 0.5 kW (25%, biến thành nhiệt)

Dạng 6: Mạch điện nối tiếp và song song

Đề bài: Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức 220V, công suất lần lượt là P₁ = 100W và P₂ = 60W, được mắc song song vào nguồn 220V. Tính: a) Công suất tiêu thụ của mỗi bóng b) Công suất tiêu thụ của cả mạch

Lời giải:

Câu a) Công suất mỗi bóng:

Vì mắc đúng điện áp định mức (220V), mỗi bóng tiêu thụ đúng công suất định mức:

• Bóng 1: $P_1 = 100$ W
• Bóng 2: $P_2 = 60$ W

Câu b) Công suất tổng: $$P_{tổng} = P_1 + P_2 = 100 + 60 = 160 \text{ W}$$

Kết luận: Công suất tổng của mạch là 160W.

Dạng 7: Công suất điện xoay chiều

Đề bài: Một mạch điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng U = 220V, cường độ dòng điện hiệu dụng I = 2A, hệ số công suất $\cos\varphi = 0.8$. Tính: a) Công suất tiêu thụ b) Công suất biểu kiến c) Công suất phản kháng

Lời giải:

Câu a) Công suất tiêu thụ (tác dụng): $$P = UI\cos\varphi = 220 \times 2 \times 0.8 = 352 \text{ W}$$

Câu b) Công suất biểu kiến: $$S = UI = 220 \times 2 = 440 \text{ VA}$$

Câu c) Công suất phản kháng:

Từ $\cos\varphi = 0.8$ → $\sin\varphi = 0.6$ (vì $\sin^2\varphi + \cos^2\varphi = 1$) $$Q = UI\sin\varphi = 220 \times 2 \times 0.6 = 264 \text{ VAR}$$

Kiểm tra: $S^2 = P^2 + Q^2 = 352^2 + 264^2 = 123,904 + 69,696 = 193,600 = 440^2$ ✓

Kết luận:

• Công suất tác dụng: 352W
• Công suất biểu kiến: 440VA
• Công suất phản kháng: 264VAR

VII. MẸO VÀ LƯU Ý

1. Mẹo nhớ công thức

Ba công thức điện vàng:

“P – U – I, P – I – R, P – U – R”

1. $P = UI$ (nhớ đầu tiên)
2. $P = I^2R$ (thay U = IR)
3. $P = \frac{U^2}{R}$ (thay I = U/R)

Cách chọn công thức:

• Biết U và I → dùng $P = UI$
• Biết I và R → dùng $P = I^2R$
• Biết U và R → dùng $P = \frac{U^2}{R}$

Công suất cơ học:

“P bằng F nhân v”

$$P = Fv$$

Nâng vật thẳng đứng:

“P bằng m-g-v hoặc m-g-h chia t”

$$P = mgv = \frac{mgh}{t}$$

Điện xoay chiều:

“P bằng U-I-cosin-phi”

$$P = UI\cos\varphi$$

Nhớ: Thêm $\cos\varphi$ so với dòng một chiều!

2. Các sai lầm thường gặp

❌ SAI LẦM 1: Quên đổi đơn vị

Đổi đơn vị thường gặp:

• kW ↔ W: 1 kW = 1000 W
• MW ↔ W: 1 MW = 1,000,000 W
• km/h → m/s: chia cho 3.6
• m/s → km/h: nhân với 3.6

Ví dụ: 72 km/h = 72 ÷ 3.6 = 20 m/s

❌ SAI LẦM 2: Nhầm công thức mạch nối tiếp và song song

Nhớ:

• Nối tiếp (cùng I): Điện trở lớn → công suất lớn
  • $\frac{P_1}{P_2} = \frac{R_1}{R_2}$ (tỉ lệ thuận)
• Song song (cùng U): Điện trở nhỏ → công suất lớn
  • $\frac{P_1}{P_2} = \frac{R_2}{R_1}$ (tỉ lệ nghịch)

❌ SAI LẦM 3: Quên $\cos\varphi$ trong mạch xoay chiều

Sai: $P = UI$ (trong mạch AC) ❌

Đúng: $P = UI\cos\varphi$ ✓

Ngoại lệ: Chỉ với mạch thuần trở thì $\cos\varphi = 1$ → $P = UI$

❌ SAI LẦM 4: Nhầm công suất định mức và công suất thực

Công suất định mức:

• Ghi trên nhãn thiết bị
• Là công suất hoạt động bình thường

Công suất thực tế:

• Phụ thuộc vào điện áp thực tế
• Nếu $U_{thực} \neq U_{định mức}$ thì $P_{thực} \neq P_{định mức}$

Ví dụ: Đèn 220V-100W

• Mắc vào 220V: tiêu thụ 100W
• Mắc vào 110V: tiêu thụ 25W (giảm 4 lần vì $P \sim U^2$)

3. Lưu ý quan trọng

Về đơn vị:

Công suất: W, kW, MW Năng lượng: J, Wh, kWh

Quy đổi:

• 1 kWh = 1000 Wh
• 1 kWh = 3,600,000 J = 3.6 MJ

Trên hóa đơn điện: Sử dụng đơn vị kWh (số điện)

Hiệu suất:

• Luôn < 100% (hoặc < 1)
• Càng cao càng tốt (ít hao phí)
• Công suất hao phí = Công suất toàn phần – Công suất hữu ích

Trong mạch xoay chiều:

• Chỉ điện trở R tiêu thụ công suất
• Cuộn cảm L và tụ điện C không tiêu thụ (chỉ trao đổi năng lượng)
• $\cos\varphi$ càng gần 1 càng tốt

VIII. KẾT LUẬN

Bài viết đã trình bày hệ thống công thức công suất đầy đủ:

Định nghĩa cơ bản: $P = \frac{A}{t}$ – Tốc độ thực hiện công

Công suất cơ học:

• Tức thời: $P = Fv\cos\alpha$
• Nâng vật: $P = mgv = \frac{mgh}{t}$
• Hiệu suất: $\eta = \frac{P_{hữu\ ích}}{P_{toàn\ phần}}$

Công suất điện một chiều:

• $P = UI$ (cơ bản nhất)
• $P = I^2R$ (biết I và R)
• $P = \frac{U^2}{R}$ (biết U và R)
• Điện năng: $A = Pt$

Công suất điện xoay chiều:

• Tác dụng: $P = UI\cos\varphi$
• Phản kháng: $Q = UI\sin\varphi$
• Biểu kiến: $S = UI$
• Liên hệ: $S^2 = P^2 + Q^2$

Công thức QUAN TRỌNG NHẤT

Cơ học: $$\boxed{P = Fv}$$

Điện học: $$\boxed{P = UI}$$

Điện xoay chiều: $$\boxed{P = UI\cos\varphi}$$

Đơn vị cần nhớ

Quan trọng: 1 kWh = 1000W × 1h (đơn vị “số điện”)

Cô Trần Thị Bình

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Tổ Lý – Hóa – Sinh tại Edus

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Hoá Học, Bằng Thạc sĩ, Chức danh nghề nghiệp Giáo viên THPT – Hạng II, Tin học ứng dụng cơ bản, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 12+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Gia Định