Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Đo điện năng tiêu thụ bằng công tơ điện
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em đọc đúng chỉ số công tơ điện, tính được điện năng tiêu thụ trong một khoảng thời gian bằng hiệu hai lần ghi chỉ số, và so sánh, giải thích được sự chênh lệch điện năng tiêu thụ giữa các tháng khác nhau trong năm.
Kiến thức nền cần nhớ
Bài trước em đã biết cách tính điện năng tiêu thụ $A = Pt$ của TỪNG thiết bị. Trong thực tế, một gia đình dùng rất nhiều thiết bị cùng lúc, nên không ai tính riêng $A$ của từng cái để cộng lại mỗi tháng — công việc đó đã có **công tơ điện** làm tự động, đo tổng điện năng tiêu thụ của cả nhà.
Khởi động
Cuối mỗi tháng, nhân viên điện lực (hoặc chính em) ghi lại một con số trên mặt công tơ điện. Con số đó tăng dần theo thời gian và không bao giờ tự giảm. Làm thế nào từ hai lần ghi số, ta tính ra được điện năng đã dùng trong đúng khoảng thời gian đó?
Kiến thức trọng tâm
**Công tơ điện** là thiết bị đo tổng điện năng tiêu thụ của một hộ gia đình (hoặc một mạch điện), hiển thị bằng đơn vị kWh, tăng dần liên tục theo thời gian sử dụng điện — con số này chính là tổng cộng dồn của tất cả điện năng $A = Pt$ từ mọi thiết bị đang hoạt động, tại mọi thời điểm, kể từ lúc lắp công tơ.
Để biết điện năng tiêu thụ **trong một khoảng thời gian** (ví dụ trong một tháng), ta không đọc trực tiếp chỉ số hiển thị, mà lấy hiệu của hai lần ghi số:
$$A = \text{chỉ số cuối} - \text{chỉ số đầu}$$
ví dụ chỉ số đầu tháng là $1245\,kWh$, cuối tháng là $1420\,kWh$, thì điện năng tiêu thụ trong tháng đó là $1420 - 1245 = 175\,kWh$ — đây chính xác là con số nhân viên điện lực dùng để tính hoá đơn, không phải chỉ số hiển thị trên mặt công tơ tại thời điểm ghi.
So sánh chỉ số tiêu thụ giữa các tháng còn giúp gia đình phát hiện những thay đổi trong thói quen dùng điện. Ở Việt Nam, điện năng tiêu thụ mùa hè (tháng 5–8) thường cao hơn hẳn các mùa khác vì điều hoà nhiệt độ và quạt hoạt động nhiều giờ hơn mỗi ngày để chống nóng — một sự chênh lệch hoàn toàn giải thích được bằng chính công thức $A = Pt$: cùng thiết bị, nhưng $t$ (thời gian sử dụng) tăng lên.
Công tơ điện hiện nay ở nhiều khu vực đã chuyển sang loại **công tơ điện tử**, có thể truyền dữ liệu tự động về công ty điện lực mà không cần nhân viên đến tận nhà ghi số như công tơ cơ khí trước đây. Dù công nghệ đo có khác nhau, nguyên tắc tính điện năng tiêu thụ trong một khoảng thời gian vẫn không đổi: luôn là hiệu của hai lần ghi chỉ số. Việc ghi chỉ số đúng ngày, đúng định kỳ hằng tháng cũng rất quan trọng, vì nếu khoảng thời gian giữa hai lần ghi không đúng một tháng tròn (ví dụ 25 ngày hay 35 ngày), điện năng tính được sẽ không phản ánh đúng mức tiêu thụ trung bình của một tháng, dễ gây hiểu lầm khi so sánh hoá đơn giữa các tháng với nhau.
Ví dụ
Tính điện năng tiêu thụ trong tháng từ chỉ số công tơ
1
Đầu tháng 6, công tơ điện của một gia đình ghi $1245\,kWh$; cuối tháng 6, công tơ ghi $1420\,kWh$. Tính điện năng tiêu thụ trong tháng 6.
2
Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian bằng chỉ số cuối trừ chỉ số đầu: $A = A_{cuối} - A_{đầu}$.
3
$A = 1420 - 1245 = 175\,kWh$.
4
Vậy trong tháng 6, gia đình đã tiêu thụ $A = 175\,kWh$ điện năng — đây là con số dùng để tính tiền điện tháng đó.
Ví dụ
So sánh điện năng tiêu thụ giữa hai tháng và giải thích chênh lệch
1
Cùng gia đình trên, đầu tháng 7 công tơ ghi $1420\,kWh$ (đúng bằng chỉ số cuối tháng 6), cuối tháng 7 ghi $1650\,kWh$. Hỏi: (a) tháng nào tiêu thụ điện nhiều hơn, nhiều hơn bao nhiêu; (b) nêu một nguyên nhân hợp lý cho sự chênh lệch đó.
2
$A_{tháng\,7} = 1650 - 1420 = 230\,kWh$.
3
Tháng 6 đã tính được $A_{tháng\,6} = 175\,kWh$ (ví dụ trên). So sánh: $230\,kWh > 175\,kWh$, chênh lệch $230 - 175 = 55\,kWh$. Vậy tháng 7 tiêu thụ nhiều hơn tháng 6 là $55\,kWh$.
4
Tháng 7 là giữa mùa hè, nhiệt độ ngoài trời cao hơn tháng 6 (đầu mùa), nên điều hoà nhiệt độ và quạt điện thường hoạt động với thời gian $t$ nhiều hơn mỗi ngày. Theo $A = Pt$, cùng công suất $P$ nhưng $t$ tăng làm điện năng tiêu thụ $A$ tăng theo — đây là nguyên nhân hợp lý nhất cho chênh lệch $55\,kWh$.
Sai lầm thường gặp
Nhiều học sinh nhầm chỉ số HIỂN THỊ trên công tơ (một con số cộng dồn từ lúc lắp đặt) với điện năng TIÊU THỤ trong riêng tháng đó. Phải luôn lấy hiệu của hai lần ghi số (cuối trừ đầu) mới ra đúng điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian cần tính, không được lấy trực tiếp chỉ số cuối tháng làm đáp án.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Công tơ điện hiển thị tổng điện năng cộng dồn theo kWh. Điện năng tiêu thụ TRONG một khoảng thời gian = chỉ số cuối − chỉ số đầu. Chênh lệch điện năng giữa các tháng thường phản ánh sự thay đổi thời gian sử dụng các thiết bị công suất lớn như điều hoà.
Chương tiếp theo trả lời một câu hỏi khác: điện năng mà dòng điện tiêu thụ ở một dây dẫn có điện trở sẽ chuyển hoá thành gì, và chuyển hoá theo quy luật nào — đó là nội dung của định luật Jun – Len-xơ.
Bài trước em đã biết cách tính điện năng tiêu thụ A=Pt của TỪNG thiết bị. Trong thực tế, một gia đình dùng rất nhiều thiết bị cùng lúc, nên không ai tính riêng A của từng cái để cộng lại mỗi tháng — công việc đó đã có công tơ điện làm tự động, đo tổng điện năng tiêu thụ của cả nhà.
Công tơ điện là thiết bị đo tổng điện năng tiêu thụ của một hộ gia đình (hoặc một mạch điện), hiển thị bằng đơn vị kWh, tăng dần liên tục theo thời gian sử dụng điện — con số này chính là tổng cộng dồn của tất cả điện năng A=Pt từ mọi thiết bị đang hoạt động, tại mọi thời điểm, kể từ lúc lắp công tơ.
Để biết điện năng tiêu thụ trong một khoảng thời gian (ví dụ trong một tháng), ta không đọc trực tiếp chỉ số hiển thị, mà lấy hiệu của hai lần ghi số:
A=chỉ soˆˊ cuoˆˊi−chỉ soˆˊđaˆˋu
ví dụ chỉ số đầu tháng là 1245kWh, cuối tháng là 1420kWh, thì điện năng tiêu thụ trong tháng đó là 1420−1245=175kWh — đây chính xác là con số nhân viên điện lực dùng để tính hoá đơn, không phải chỉ số hiển thị trên mặt công tơ tại thời điểm ghi.
So sánh chỉ số tiêu thụ giữa các tháng còn giúp gia đình phát hiện những thay đổi trong thói quen dùng điện. Ở Việt Nam, điện năng tiêu thụ mùa hè (tháng 5–8) thường cao hơn hẳn các mùa khác vì điều hoà nhiệt độ và quạt hoạt động nhiều giờ hơn mỗi ngày để chống nóng — một sự chênh lệch hoàn toàn giải thích được bằng chính công thức A=Pt: cùng thiết bị, nhưng t (thời gian sử dụng) tăng lên.
Công tơ điện hiện nay ở nhiều khu vực đã chuyển sang loại công tơ điện tử, có thể truyền dữ liệu tự động về công ty điện lực mà không cần nhân viên đến tận nhà ghi số như công tơ cơ khí trước đây. Dù công nghệ đo có khác nhau, nguyên tắc tính điện năng tiêu thụ trong một khoảng thời gian vẫn không đổi: luôn là hiệu của hai lần ghi chỉ số. Việc ghi chỉ số đúng ngày, đúng định kỳ hằng tháng cũng rất quan trọng, vì nếu khoảng thời gian giữa hai lần ghi không đúng một tháng tròn (ví dụ 25 ngày hay 35 ngày), điện năng tính được sẽ không phản ánh đúng mức tiêu thụ trung bình của một tháng, dễ gây hiểu lầm khi so sánh hoá đơn giữa các tháng với nhau.
Đầu tháng 6, công tơ điện của một gia đình ghi 1245kWh; cuối tháng 6, công tơ ghi 1420kWh. Tính điện năng tiêu thụ trong tháng 6.
Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian bằng chỉ số cuối trừ chỉ số đầu: A=Acuo^ˊi−Ađa^ˋu.
A=1420−1245=175kWh.
Vậy trong tháng 6, gia đình đã tiêu thụ A=175kWh điện năng — đây là con số dùng để tính tiền điện tháng đó.
Cùng gia đình trên, đầu tháng 7 công tơ ghi 1420kWh (đúng bằng chỉ số cuối tháng 6), cuối tháng 7 ghi 1650kWh. Hỏi: (a) tháng nào tiêu thụ điện nhiều hơn, nhiều hơn bao nhiêu; (b) nêu một nguyên nhân hợp lý cho sự chênh lệch đó.
Athaˊng7=1650−1420=230kWh.
Tháng 6 đã tính được Athaˊng6=175kWh (ví dụ trên). So sánh: 230kWh>175kWh, chênh lệch 230−175=55kWh. Vậy tháng 7 tiêu thụ nhiều hơn tháng 6 là 55kWh.
Tháng 7 là giữa mùa hè, nhiệt độ ngoài trời cao hơn tháng 6 (đầu mùa), nên điều hoà nhiệt độ và quạt điện thường hoạt động với thời gian t nhiều hơn mỗi ngày. Theo A=Pt, cùng công suất P nhưng t tăng làm điện năng tiêu thụ A tăng theo — đây là nguyên nhân hợp lý nhất cho chênh lệch 55kWh.