Công suất - Hiệu suất SVIP

1. Công suất

Khái niệm công suất

Đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công nhanh hay chậm của người hoặc thiết bị sinh công được gọi là công suất hay tốc độ sinh công.

Trong thời gian \(t\), công thực hiện được là \(A\) thì công suất được tính là:

\(P=\dfrac{A}{t}\)

Nếu \(A\) tính bằng jun (J), \(t\) tính bằng giây (s) thì \(P\) tính bằng oát (W).

Các bội của W là kW, MW,...

Một đơn vị thông dụng khác được sử dụng trong kĩ thuật là mã lực, kí hiệu là HP. 1 HP = 746 W

Mối liên hệ giữa công suất với lực và tốc độ

Khi vật chuyển động cùng hướng với lực và lực không đổi thì:

\(P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{F.s}{t}=F.v\)

Công thức trên là công thức tính công suất trung bình của lực làm vật chuyển động.

Nếu \(v_t\) là tốc độ tức thời thì \(P_t\) là công suất tức thời.

Vận dụng mối liên hệ giữa công và công suất với lực tác dụng lên vật và vận tốc của vật

Một người kéo thùng nước 10 kg lên trong 15 s. Độ cao từ đáy đến miệng giếng là 12 m.

Tính công suất của người đó (g =10m/s²).

Hướng dẫn:

Tốc độ chuyển động của vật là:

\(v=\dfrac{s}{t}=\dfrac{12}{15}=0,8\) (m/s)

Lực kéo bằng với trọng lượng của vật:

\(F=P=mg=10.10=100\) (N)

Công suất của người kéo bằng:

\(P=F.v=100.0,8=80\) (W)

1. Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công, được đo bằng công sinh ra trong một giây và có đơn vị là oát (W).

\(P=\dfrac{A}{t}\)

2. Liên hệ giữa công suất với lực kéo và tốc độ: \(P=F.t\)

Công suất trung bình: \(P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{F.s}{t}=F.v\)

Công suất tức thời: \(P_t=F.v_t\)

2. Hiệu suất

Khái niệm hiệu suất

Trong xe ô tô, năng lượng cung cấp cho xe (năng lượng toàn phần) là năng lượng hoá học được tạo ra từ việc đốt nhiên liệu.

Một phần năng lượng toàn phần được chuyển thành cơ năng (năng lượng có ích) làm xe chuyển động, phần còn lại là nhiệt năng, năng lượng âm thanh,...thất thoát gọi là năng lượng hao phí.

Gọi công suất toàn phần của động cơ là \(P\), công suất hao phí là \(P'\).

Hiệu suất của động cơ \(H\) là tỉ số giữa công suất có ích và công suất toàn phần của động cơ, đặc trưng cho hiệu quả làm việc của động cơ.

\(H=\dfrac{P'}{P}.100\%\)

Khi đó: \(\Delta P=P-P'\) là công suất hao phí.

Hiệu suất còn có thể được tính theo công thức:

\(H=\dfrac{A'}{A}.100\%\)

Với \(A',A\) lần lượt là công có ích và công toàn phần.

Khi đó: \(\Delta A=A-A'\) là công hao phí của động cơ.

Vận dụng công thức tính hiệu suất trong một số trường hợp thực tiễn.

Trong mỗi giây, một tấm pin mặt trời có thể hấp thụ 1600 J năng lượng ánh sáng, nhưng chỉ có thể chuyển hoá thành 240 J năng lượng điện. Hiệu suất của ấm pin này là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Phần năng lượng chuyển hoá thành năng lượng điện là năng lượng có ích: \(A'=240\) J.

Phần năng lượng ánh sáng mà pin hấp thụ là năng lượng toàn phần: \(A=1600\) J.

Hiệu suất của tấm pin là:

\(H=\dfrac{A'}{A}.100\%=\dfrac{240}{1600}.100\%=15\%\)

Hiệu suất của động cơ \(H\) là tỉ số giữa công suất có ích và công suất toàn phần của động cơ, đặc trưng cho hiệu quả làm việc của động cơ.

\(H=\dfrac{P'}{P}.100\%\) hoặc \(H=\dfrac{A'}{A}.100\%\)