Công thức tính công suất hao phí điện năng đơn giản nhất

Công thức tính công suất hao phí cho chúng ta biết được lượng điện năng tiêu hao vô ích là bao nhiêu trên từng đường dây hay thiết bị để từ đó có kế hoạch giảm tối đa điện năng hao phí, giúp tiết kiệm điện cũng như chi phí cho người tiêu dùng.

1. Điện năng là gì, tầm quan trọng của điện năng?

Để hiểu rõ được công thức tính điện năng hao phí thì trước tiên chúng ta cần phải hiểu rõ khái niệm điện năng là gì? Tầm quan trọng của điện năng với các thiết bị điện.
• Điện năng được định nghĩa là năng lượng của dòng điện, cũng có thể coi là công năng do chính dòng điện sinh ra.
• Điện năng có vai trò cực kỳ quan trọng đối với các thiết bị điện, giúp vận hạnh các thiết bị như: các loại máy móc (máy cắt, máy bơm…), các loại bóng đèn….

2. Công thức tính điện năng hao phí

Công suất hao phí là phần năng lượng bị lãng phí chuyển thành nhiệt hoặc âm thanh, mà không được sử dụng để thực hiện công việc mong muốn.

Công thức chung tính công suất hao phí:

P_{hp = I² * R}

Trong đó:
P_hp: là công suất hao phí (W)
I: là cường độ dòng điện trong mạch (A)
R: là điện trở (Ω)

Công suất hao phí trên đường dây tải điện :

P_hp = I².R = (P².R)/U²

Trong đó:
P_hp: Công suất hao phí (W)
P: Công suất tại nơi truyền tải (W)
I: Cường độ dòng điện trong mạch (A)
R: Điện trở của đường dây (Ω)
U: Hiệu điện thế (V)

3. 3 ví dụ thực tế về cách tính công suất hao phí

Ví dụ 1:

Một chiếc quạt điện có công suất 30W, điện trở của quạt là 10Ω, sử dụng hiệu điện thế 220V. Vậy công suất hao phí của quạt là bao nhiêu?
Trả lời:
Đầu tiên chúng ta cần tính cường độ dòng điện chạy trong quạt bằng công thức:

P=U.I   => I = P/U = 30/220

Khi đó, công suất hao phí của quạt là: P_{hp =  I².R = (30/220)² * 10 = 0.19(W)}

Như vậy, công suất hao phí của chiếc quạt này là 0.19W

Tham khảo thêm: 1KW bằng bao nhiêu W?

Ví dụ 2:

• Một đường dây tải điện bằng đồng dài 100Km, truyền đi 1 dòng điện có công suất là 5MW với hiệu điện thế truyền tải là 10kV, cứ 1km thì có điện trở là 0,3 Ω. Vậy công suất hao phí trên đường dây tải điện là bao nhiêu?
Trả lời:
Đối 10KV = 10000V, 5MW = 5000000W
Tổng điện trở trên 100km dây dẫn là: 100 x 0,3 = 30 Ω
Công suất hao phí trên 100km đường dây tải điện đó là:
P_hp = (P².R)/U² = (5000000².30)/ 10000² = 7500000 (W)

Ví dụ 3

Với hệ thống đèn Led cao áp được kết nổi với đường dây tải điện bằng đồng dài 120Km. Cứ 1km dây dẫn có R = 0,4 Ω. Cường độ dòng điện trên dây dẫn là 200A. Vậy công suất hao phí trên đường dây tải điện trong trường hợp này là bao nhiêu?
Câu trả lời:
Điện trở của dây dẫn là: 130.0,4 = 52 Ω
Công suất hao phí trên đường dây tải điện là: P_hp = R.I² = 52 . 200² = 2080000W

4. 3 cách giảm hao phí trên đường dây tải điện

Tăng hiệu điện thế

• Dùng máy tăng thế để tăng hiệu điện thế, đặt hiệu điện thế vào 2 đầu của đường dây.
• Xây dựng hệ thông đường điện cao thế công suất từ 110KV – 500KV, trung thế từ 11KV – 35KV, hạ thế từ 220V – 380V
• Phương pháp tăng hiệu điện thế được ưu tiên hàng đầu để giảm hao phí điện năng vì cho hiệu quả tốt.

Giảm điện trở

• Giảm điện trở cũng là một trong số những phương pháp hạn chế tối đa sự hao phí điện năng trên đường tải dây điện. Để giảm điện trở, người ta thường lựa chọn những loại dây dẫn có khả năng dẫn điện tốt như các loại dây đồng được sản xuất bởi những thương hiệu uy tín.
• Lựa chọn các loại dây dẫn có tiết diện lớn cũng giúp giảm điện trở, tuy nhiên cách này sẽ tốn kém chi phí đầu tư dây.

Sử dụng máy biến thế để làm giảm công suất hao phí

• Nguyên lý hoạt động của máy biến thế là tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp và một trường biến thiên trong lõi sắt, từ trường biến thiên sẽ tạo ra trong mạch điện thứ cấp một hiệu điện thế thứ cấp
• Cấu tạo của một máy biết thể bao gồm: Nhiều cuộn dây sơ cấp nối với nhau, 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt. Vì thế hiệu điện thế sơ cấp sẽ có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường. Sự thay đổi này được coi là để điều chỉnh quá số vòng quấn trên lõi sắt.

Trên đây là công thức tính công suất hao phí của thiết bị cũng như đường dây tải điện và cách giảm tối đa điện năng hao phí. Ngoài ra, quý khách cũng có thể tham khảo thêm cách tính tiền điện tiêu dùng tại website chieusangcaoap.com.