Phương pháp giải bài tập về Truyền tải điện năng đi xa môn Vật Lý 9 năm 2021

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA

 

1. Đối với bài tập lý thuyết

- Giải thích sự hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện

-  Dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện: Khi dòng điện chạy trong dây dẫn, nó sẽ làm cho dây dẫn nóng lên, một phần điện năng đã bị hao phí do chuyển hóa thành nhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh.

2. Đối với bài tập tính toán

Áp dụng công thức:

+ Công suất điện cần truyền đi: P = U.I

+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn:

\(\begin{array}{l}
{P_{hp}} = {I^2}R\\
 \Rightarrow {P_{hp}} = \frac{{R{P^2}}}{{{U^2}}}
\end{array}\)

Trong đó:

P là công suất điện cần truyền đi.

U là hiệu điện thế hai đầu đường dây truyền tải điện.

I là cường độ dòng điện trên đường dây tải điện.

R là điện trở của đường dây tải điện.

Bài 1 : Dựa vào công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt trong quá trình truyền tải điện năng, em hãy nêu 2 biện pháp có thể áp dụng để giảm công suất hao phí khi truyền tải một công suất điện xác định?

Giải

Biện pháp thứ nhất: Tăng hiệu điện thế truyền tải

Biện pháp thứ hai: giảm điện trở dây dẫn (tăng tiết diện dây dẫn, giảm chiều dài, dùng vật liệu dẫn điện tốt)

Bài 2 : Đường dây tải điện từ nhà máy thủy điện đến nơi tiêu thụ dài 120km. Dây dẫn được làm bằng đồng, cứ 1km có R = 0,4Ω. Người ta đo được cường độ dòng điện trên dây dẫn là 200A. Tính công suất hao phí trên đường dây?

Giải

Điện trở dây dẫn là:

120.0,4 = 48 (Ω)

Công suất hao phí trên đường dây là:

P_hp = R.I² = 48.2002 = 1920000 (W)

Đs: 1920000W

Bài 3 : Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều từ trạm phát điện cách nơi tiêu thu 15km bằng dây dẫn kim loại có điên trở suất p = 4.10^-7 Ωm, tiết diện 0,5cm². Điện áp và công suất ở trạm là 10kV và 600kW. Tính công suất tỏa nhiệt trên đường dây trong quá trình truyền tải điện năng.

Giải

Đổi 15km = 15000m; 10kV = 10000V; 600kW = 600000W; 0,5cm² = 0,5.10^-4m²

Điện trở toàn dây dẫn là:

Công suất tỏa nhiệt trên đường dây là:

Đs: 432000W

Bài 4 : Người ta cần truyền một công suất 5MW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ cách nhau 40km. Hiệu điện thế hiệu tại nhà máy điện là U =100kV. Tính công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây và công suất điện tại nơi tiêu thụ? Biết điện trở suất của dây tải điện là 1.10^-8Ωm, dây có tiết diện là 0,5cm²

Giải

Đổi 5MW = 5000000W; 40km = 40000m; 100kV = 100000V; 0,5cm² = 0,5.10^-4m²

Điện trở toàn dây dẫn là:

Công suất tỏa nhiệt trên đường dây là:

Công suất điện tại nơi tiêu thụ là

P_ci = P – P_hp = 5000000 -80000 = 4920000(W)

Đs: 80000W; 4920000W

Bài 5: Có hai đường dây tải điện tải đi cùng một công suất điện với dây dẫn cùng tiết diện, làm cùng bằng một chất. Đường dây thứ nhất có chiều dài 100 km và hiệu điện thế ở hai đầu dây là 100 000kV. Đường dây thứ hai có chiều dài 200 km và hiệu điện thế 200000 kV. So sánh công suất hao phí vì toả nhiệt P_hp1 và P_hp2 của hai đường dây?

Giải

Do hai dây dẫn cùng làm bằng một chất liệu, cùng một công suất truyền tải và cùng một tiết diện nên ρ,P , S của hai dây bằng nhau.

Công suất hao phí ở đường dây 1:

Công suất hao phí ở đường dây 2:

Lấy (2) chia cho (1) ta được:

Bài 6: 

a) Tính công suất hao phí vì tỏa nhiệt trên đường dây tải trong hai trường hợp:

- Hiệu điện thế hai đầu đường dây tải điện là 500V.

- Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 50kV

b) Hãy nhận xét kết quả 2 trường hợp trên

Biết công suất điện của nhà máy là 55 kW, khoảng cách từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là 100 km, dây dẫn có điện trở tổng cộng là 60 Ω

Giải

a) - Cường độ dòng điện:

Công suất hao phí:

- Cường độ dòng điện trên đường dây:

Công suất hao phí:

b) Ta thấy

Nhận xét: Hiệu điện thế trước lúc truyền đi xa tăng lên 100 lần thì công suất hao phí giảm đi 10000 lần.

..

-(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về)-

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Truyền tải điện năng đi xa môn Vật Lý 9 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.