Cách giải bài tập truyền tải điện năng cực hay
Cách giải bài tập truyền tải điện năng cực hay
Với Cách giải bài tập truyền tải điện năng cực hay Vật Lí lớp 9 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí 9.
Phương pháp
Học sinh cần nhớ và nắm được công thức tính hao phí do quá trình truyền tải
1. Truyền tải điện năng
- Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.
- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn 
2. Giảm hao phí truyển tải
Để giảm hao phí trên đường dây truyền tải điện năng đi xa ta có các phương án sau:
+ Tăng tiết diện dây dẫn (tốn kém)
+ Chọn dây có điện trở suất nhỏ (tốn kém)
+ Tăng hiệu điện thế (thường dùng)
Khi truyền tải điện năng đi xa phương án làm giảm hao phí hữu hiệu nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn bằng các máy biến thế.
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1 : Cùng một công suất điện được tải đi trên cùng một dây dẫn. Công suất hao phí khi hiệu điện thế truyền tải là 10kV so với khi dùng hiệu điện thế 50kV là:
A. Lớn hơn 5 lần.
B. Lớn hơn 25 lần.
C. Nhỏ hơn 25 lần.
D. Nhỏ hơn 5 lần.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Áp dụng công thức
Hiệu điện thế truyền tải nhỏ hơn 5 lần nên công suất hao phí lớn hơn 25 lần
Ví dụ 2 : Để truyền đi một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài gấp ba thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt tăng hay giảm bao nhiêu lần?
Hướng dẫn giải:
Tăng 3 lần.
Khi đường dây truyền tải dài gấp 3 lần thì điện trở dây dẫn cũng tăng lên 3 lần. Do đó hao phí tỏa nhiệt trên đường dây truyền tải cũng tăng lên 3 lần.
Ví dụ 3 : Đường dây tải điện dài 100km, truyền đi một dòng điện có công suất 6MW và hiệu điện thế truyền tải là 10kV. Dây dẫn bằng đồng, cứ 1km có điện trở là 0,3Ω. Tính công suất hao phí trên đường dây?
Hướng dẫn giải:
Đổi: 6MW = 6000000W, 10kV = 10000V
Điện trở trên toàn dây dẫn là: 100.0,3 = 30Ω
Áp dụng công thức
Công suất hao phí trên đường dây là:
Đs: 10800000W
Bài tập trắc nghiệm tự luyện
Câu 1: Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu đường dây tải điện được rút ngắn đi hai lần thì công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ:
A. Giảm 2 lần
B. Tăng 2 lần
C. Giảm 4 lần
D. Tăng 4 lần
Đáp án A
Khi đường dây truyền tải được rút ngắn đi 2 lần thì điện trở dây dẫn cũng giảm đi 2 lần.
Dựa vào công thức tính công suất hao phí
→ hao phí tỏa nhiệt trên đường dây truyền tải cũng giảm đi lần.
Câu 2: Khi truyền đi cùng một công suất điện đi xa, muốn giảm công suất hao phí vì toả nhiệt, người ta hay dùng cách nào trong các cách dưới đây?
A. Giảm điện trở của đường dây
B. Giảm hiệu điện thế truyền tải
C. Tăng hiệu điện thế truyền tải
D. Tăng điện trở của đường dây
Đáp án C
Để giảm hao phí do tỏa nhiệt khi truyền tải điện năng đi xa thì tăng hiệu điện thế truyền tải là cách đơn giản và hiệu quả nhất. Vì vậy khi muốn giảm hao phí truyền tải thì người ta hay sử dụng cách này
Câu 3: Người ta cần truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến khu dân cư. Ban đầu công suất điện là 100kW, nhưng sau đó do nhu cầu cần sử dụng nên công suất điện truyền đi tăng lên thành 200kW. Hao phí do trong quá trình truyền tải thay đổi như thế nào?
A. Tăng lên 2 lần
B. Tăng lên 4 lần
C. Giảm đi 2 lần
D. Giảm đi 4 lần
Đáp án B
Dựa vào công thức tính công suất hao phí
Ta thấy khi công suất truyền tải tăng lên 2 lần thì hao phí truyền tải tăng lên 4 lần
Câu 4: Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu đường dây tải điện tăng lên hai lần, công suất điện tăng lên 2 lần thì công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ:
A. Tăng lên 2 lần
B. Tăng lên 4 lần
C. Tăng lên 8 lần
D. Tăng lên 16 lần
Đáp án C
Dựa vào công thức tính công suất hao phí
→ khi công suất truyền tải tăng lên 2, điện trở dây dẫn tăng lên 2 lần lần thì hao phí truyền tải tăng lên 8 lần
Câu 5: Khi truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ người ta tính được công suất hao phí do truyền tải là 10kW. Nhưng do nhu cầu thay đổi nên người ta phải năng công suất dòng điện lên 2 lần. Muốn cho hao phí do truyền tải vẫn là 10kW thì người ta phải
A. tăng tiết diện dây dẫn lên 2 lần
B. giảm tiết diện dây dẫn đi 2 lần
C. tăng hiệu điện thế truyền tải lên 1,41 lần
D. tăng hiệu điện thế truyển tải lên 2 lần
Đáp án D
Khi công suất P tăng lên 2 lần và hiệu điện thế truyền tải U tăng lên 2 lần thì công suất hao phí không thay đổi.
Bài tập vận dụng
Câu 6 : 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?
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)
Câu 7 : 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?
Điện trở dây dẫn là: 120.0,4 = 48 (Ω)
Công suất hao phí trên đường dây là:
Php = R.I2 = 48.2002 = 1920000 (W)
Đs: 1920000W
Câu 8 : Người ta cần truyền một công suất điện 100kW dưới một hiệu điện thế hiệu dụng 5kV đi xa. Trong quá trình truyền tải người ta đo được công suất hao phí trên đường dây là 10kW. Điện trở của dây dẫn là bao nhiêu?
Đổi 100kW = 100000W; 10kW = 10000W; 5kV = 5000V
Áp dụng công thức 
Điện trở dây dẫn là
Câu 9 : 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.
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
Câu 10 : 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
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
Pci = P – Php = 5000000 -80000 = 4920000(W)
Đs: 80000W; 4920000W