Công suất: Khái niệm, công thức, đơn vị Công thức tính công suất

Công suất là gì? Công thức tính công suất như thế nào? Đơn vị đo công suất là gì? Đây đều là những câu hỏi được rất nhiều bạn học sinh quan tâm khi học chương trình môn Vật lí và được áp dụng rất nhiều ngoài thực tiễn.

Công suất được xác định bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian. Trên thực tế thì công suất là thông số biểu thị cho người sử dụng biết lượng điện năng tiêu thụ hay tiêu tốn trong một đơn vị thời gian. Vậy dưới đây là toàn bộ cách thức tính công suất kèm theo một số bài tập minh họa, mời các bạn cùng theo dõi tại đây. Ngoài ra các bạn xem thêm công thức tính gia tốc, Công thức tính công suất hao phí.

1. Công suất là gì?

Công suất là một đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của người hoặc máy và được xác định bằng công thực hiện trong một khoảng thời gian.

2. Ký hiệu công suất

Công suất ký hiệu là P theo tiếng Latinh là Potestas còn tiếng anh là Wattage.

3. Đơn vị của công suất

Đơn vị của công suất là Jun/giây (J/s) được gọi là oát, ký hiệu là W.

• 1W = 1J/s (Jun trên giây).
• 1kW (kilôoát) = 1 000W.
• 1MW (mêgaoát) = 1 000 000W.

Lưu ý:

Để so sánh việc thực hiện công nhanh hay chậm, ta không thể chỉ dùng độ lớn của công hay chỉ dùng thời gian thực hiện công. Mà để biết máy nào thực hiện công nhanh hơn (làm việc khỏe hơn) ta phải so sánh công thực hiện được trong một đơn vi thời gian gọi là công suất.

4. Công thức tính công suất

- Công thức tính công suất như sau:

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

- Trong đó:

• P là công suất (Jun/giây (J/s) hoặc Watt (W)).
• A là công thực hiện (N.m hoặc J).
• t là thời gian thực hiện công (s).

5. Công suất cơ và công thức tính công suất cơ

– Trong chuyển động đều, thời gian Δt, khoảng cách Δs, chuyển động với vận tốc v dưới tác dụng của lực F thì công suất được tính:

\(P=\frac{F \cdot \Delta s}{\Delta t}=F . v\)

– Trong chuyển động quay, thời gian Δt, góc quay Δφ, vận tốc góc ω dưới tác dụng của mômen M thì công suất là:

\(P=\frac{M . \Delta \varphi}{\Delta t}=\omega \cdot M\)

6. Công suất điện

– Công suất điện là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch mạch, được xác định bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

– Công thức tính công suất điện tức thời: P(t) = u(t). i(t), với u là giá trị tức thời của hiệu điện thế và i là cường độ dòng điện

– Nếu u và i không thay đổi theo thời gian, thì công thức tính đó là

P = U.I

– Trong đó:

• U: là hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch (V)
• I: là cường độ dòng điện (A)

7. Bài tập tính công suất

Bài số 1

Để cày một sào đất, người ta dùng trâu cày thì mất 2 giờ, nhưng nếu dùng máy cày Bông Sen thì chỉ mất 20 phút. Hỏi trâu hay máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần?

Gợi ý đáp án:

Gọi \({t_1}\) là thời gian thực hiện công \({A_1}\) của trâu cày, \({t_2}\) là thời gian thực hiện công \({A_2}\) của máy cày

Ta có:

\({t_1} = 2\left( h \right);{t_2} = {{20} \over {60}} = {1 \over 3}\left( h \right)\)

Cùng cày một sào đất, nghĩa là thực hiện công A như nhau.

Công suất của trâu: \({P_1} = {A \over {{t_1}}} = {A \over 2}\) (1)

Công suất của máy cày: \({P_2} = {A \over {{t_2}}} = {A \over {{1 \over 3}}} = 3A\) (2)

Từ (1) và (2) \(\Rightarrow {{{P_2}} \over {{P_1}}} = {{3A} \over {{A \over 2}}} = 6 \Rightarrow {P_2} = 6.{P_1}\)

Vậy máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn 6 lần.

Bài số 2

Một con ngựa kéo một cái xe đi đều với vận tốc 9 km/h. Lực kéo của ngựa là 200N.

a) Tính công suất của ngựa.

b) Chứng minh rằng P = F.v

Gợi ý đáp án:

a) Trong 1 giờ (3600s) con ngựa kéo xe đi được đoạn đường là:

s = v.t = 9.1 = 9 km = 9000m.

Công của lực kéo của ngựa trên đoạn đường s trong 1 giờ là:

A = F.s = 200.9000 = 1 800 000 J

Công suất của ngựa trong 1 giờ là:

\(P = \;{A \over t}\; = \;{{1800000} \over {3600}}\; = 500W.\)

b) Chứng minh rằng P = F.v như sau:

Công suất: \(P = \;{A \over t}{\rm{ = }}{{F.s} \over t} = F.{s \over t} = {\rm{ }}F.v\)