Bài 36. Truyền tải điện năng đi xa A. HỌC THEO SGK
I - SỰ HAO PHÍ ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 1. Tính điện năng hao phí trên đường dây truyền tải điện
Lập công thức xác định công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải theo P, U, R là:
2
hp 2
R
PU
P
Trong đó:
R là điện trở dây dẫn (Ω) P là công suất điện (W)
U hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây (V) Php là công suất hao phí (W).
2. Cách làm giảm hao phí
C1. Các cách làm giảm hao phí trên đường dây tải điện: Giảm điện trở R của đường dây tải hoặc tăng điện áp U giữa hai đầu đường dây truyền tải.
C2. Làm giảm công suất hao phí bằng cách giảm điện trở của dây tải điện thì có bất lợi là tốn phí để tăng tiết diện S của dây còn lớn hơn giá trị điện năng bị hao phí vì: Từ công thức l
R S
, ta thấy muốn giảm điện trở thì phải tăng S,
tức là dùng dây dẫn có tiết diện lớn. Khi đó thì dây có khối lượng lớn, đắt tiền, nặng, dễ gãy, phải có hệ thống cột điện lớn.
C3. Nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây thì công suất hao phí sẽ giảm rất nhiều. Muốn vậy phải chế tạo máy tăng hiệu điện thế.
Kết luận: Để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện thì tốt nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.
II - VẬN DỤNG
C4. Từ công thức
2
hp 2
R
PU
P , ta thấy với cùng một công suất điện P được tải đi trên cùng một dây dẫn thì công suất hao phí Php tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế. Vậy khi dùng hiệu điện thế U2 = 500 000V = 5.100000 = 5U1, tức là hiệu điện thế U tăng 5 lần thì công suất hao phí giảm 52 = 25 lần.
C5. Ta phải xây dựng đường dây cao thế tuy tốn kém, nguy hiểm là để giảm bớt điện năng hao phí trên đường dây truyền tải thay vì sử dụng những dây dẫn rất to và nặng.
B. GIẢI BÀI TẬP
I – BÀI TẬP TRONG SBT
Câu 36.1 trang 101 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: A
Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện là:
2 2
hp 2 2
R l
U S U
P P P
Như vậy ta thấy rằng Php tỉ thuận với chiều dài l của đường dây. Do đó nếu đường dây tải diện dài gấp đôi thì công suất hao phí thì tỏa nhiệt sẽ tăng gấp đôi.
Câu 36.2 trang 101 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: B
Ta thấy rằng Php tỉ lệ nghịch với tiết diện S của đường dây tải. Do đó nếu đường dây tải có tiết diện tăng gấp đôi thì công suất hao phí thì tỏa nhiệt sẽ giảm 2 lần.
Câu 36.3 trang 101 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
Tăng hiệu điện thế giữa hai đầu dây lên hai lần sẽ có lợi hơn giảm vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế.
Tức là:
+ Nếu giảm R của đường dây đi 2 lần thì công suất hao phí chỉ giảm được 2 lần + Nếu tăng U lên 2 lần thì công suất hao phí giảm 4 lần.
Câu 36.4 trang 101 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
+ Muốn giảm hao phí phải tăng hiệu điện thế ở nơi phát lên, do đó phải đặt một máy biến thế (tăng thế) ở đầu đường dây tải điện
+ Ở nơi sử dụng điện, chỉ thường sử dụng hiệu điện thế 220V. Như vậy, phải có một máy biến thế thứ hai (hạ thế) đặt ở nơi sử dụng để giảm hiệu điện thế phù hợp với hiệu điện thế định mức của các thiết bị nơi tiêu thụ.
II - BÀI TẬP BỔ SUNG
Câu 36a trang 101 VBT Vật Lí 9: Ở hai đầu máy phát điện của một nhà máy điện có hiệu điện thế 2000V. Ở nơi tiêu dùng cách xa nhà máy, các dụng cụ tiêu thụ điện đều có hiệu điện thế định mức là 220V. Vì sao người ta không dùng máy hạ thế để hạ hiệu điện thế từ 2000V xuống 220V, mà lại dùng máy tăng thế để tăng hiệu điện thế lên 30000V rồi mới dùng máy hạ thế để giảm hiệu điện thế xuống còn 220V?
Hướng dẫn giải:
Vì khi tăng hiệu điện thế thì sẽ làm giảm công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng đến nơi tiêu thụ.
