Giải bài tập Vật lý 9 Bài 36: Truyền tải điện năng đi xa
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng toả nhiệt trên đường dây. Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây. B. Cl. C2. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT Có hai cách làm giảm hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện : Có thể giảm điện trờ R của đường dây tải điện, hoặc tăng hiệu điện thế u đặt vào hai đầu đường dây tải. Theo công thức R = p , trong đó chất làm dây dẫn đã được chọn trước nên điện trở suất p không đổi và chiều dài l của đường dây không đổi. Như vậy muốn giảm điện trở R thì phải tăng tiết diện s của đường dây tải điện. Điều đó có nghĩa là phải dùng dây dẫn có tiết diện lớn, tốn rất nhiều kim loại. Mặt khác, khi đường dây có tiết diện lớn thì cần phải có hệ thống cột điện lớn để chống đỡ nên rất tốn kém và không an toàn. Như vậy phí tổn để tăng tiết diện của đường dây tải điện còn lớn hơn giá trị điện năng bị hao phí. C3. Nếu tăng hiệu điện thế u thì công suất hao phí cPhp sẽ giảm đi rất nhiều (vì ^hptỉ lệ nghịch với u2). Muốn vậy chúng ta cần phải chế tạo máy tăng hiệu điện thế. C4. Vì 3P và R không đổi nên ,-^hp tỉ lệ nghịch với u2. Ta có : ,--pl- = -^2- = 100 = -ỉ- => = -ỉ- .24 n2. Nếu dùng hiệu điện thế •np2 U2 5002 25 hpl 25 hp2 500 000 V thì công suất hao phí sẽ giảm được 25 lần so với khi dùng hiệu điện thế 100 000 V. C5, Để giảm công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện đi xa bắt buộc phải tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây tải. Vì vậy tuy vừa tốn kém, vừa nguy hiểm nhưng vẫn phải xây dựng đường dây cao thế. A. Nếu đường dây tải điện dài gấp đôi thì điện trở của đường dây tăng 2 lần nên công suất hao phí cũng tăng 2 lần. B. Nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng gấp đôi thì điện trở của đường dây giảm 2 lần nên công suất hao phí cũng giảm 2 lần. a) Nếu giảm điện trở của đường dây đi 2 lần thì công suất hao phí sẽ giảm đi 2 lần. b) Nếiităng hiệu điện thế giữa hai đầu dây lên 2 lần thì công suất hao phí sẽ giảm đi 4 lần. Như vậy, dùng cách tăng hiệu điện thế có lợi hơn. Muốn giảm phần điện năng hao phí do hiện tượng toả nhiệt trên đường dây truyền tải điện năng đi xa cần phải tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây tải. Vì vậy người ta phải đặt một máy biến thế (máy tăng thế) ở đầu đường dây tải điện. Ở nơi sử dụng điện, thường chỉ sử dụng hiệu điện thế 220 V nên phải có một máy biến thế thứ hai (máy hạ thế) đặt ở nơi sử dụng để giảm hiệu điện thế. A. 5®. . TJ2 r- c. Vì 22M. = -T2. = 2 => U2 = V2.U, = 141 000 V. u? Xem hướng dẫn C2. B. Vì dây dẫn của hai đường dây tải điện đi xa có cùng tiết diện, làm bằng cùng một chất nên điện trở của các đường dây tỉ lệ thuận với chiều dài của chúng. Mặt khác, công suất hao phí tỉ lệ thuận với điện trở của đường dây nên công suất hao phí ỗ^hp tỉ lệ thuận với chiều dài / của đường dây tải điện và tỉ lệ nghịch với u2 nên : /1 ^2 U2 12 c. BÀI TẬP BỔ SUNG 36a. Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện có điện trở 20 Í2, hiệu điện thế 10 ooov và công suất cần tải 50 000W là A. 500 w. B. 100 w. c. 0,8 w. D. 4 w. 36b. Trạm phát điện truyền đi công suất điện 600 kw dưới hiệu điện thế 6 kV. Biết điện trở đường dây tải điện là 9 Q. Tính công suất điện hao phí trên đường dây tải điện. Công suất điện ở nơi tiêu thụ chiếm bao nhiêu phần ùăm công suất truyền