Bai 36: Truyền tải điện năng đi xa

 Bài 36: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA

KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. 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.
2. Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.

Bài giảng

36.1 Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài gấp đôi thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ:

A. tăng 2 lần.                           B. tăng 4 lần.

C. giảm 2 lần.                          D. không tăng, không giảm.

Đáp án: A

Giải thích

36.2 Trên cùng một đường dây dẫn tải đi cùng một công suất điện, nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng gấp đôi thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ:

A. tăng 2 lần.                           B. giảm 2 lần.

C. tăng 4 lần.                           D. giảm 4 lần.

Đáp án: B
Giải thích: Ta có công thức tính công suất hao phí là P_hp=(R.P²)/U² . Theo công thức thì P_hp tỉ lệ thuận với điện trở R mà R thì tỉ lệ nghịch với tiết diện S của dây theo công thức R=(ρ.l)/S. Do vậy khi tiết diện dây dẫn S tăng 2 lần thì công suất hao phí giảm 2 lần.

36.3 Khi truyền đi cùng một công suất điện, muốn giảm công suất hao phí do tỏa nhiệt, dùng cách nào trong hai cách dưới đây có lợi hơn? Vì sao ?

a. Giảm điện trở của đường dây đi 2 lần.

b. Tăng hiệu điện thế giữa hai đầu dây lên hai lần.

Đáp án: Dùng cách b sẽ giảm được nhiều hơn vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế.

36.4  Vì sao khi muốn truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn người ta lại phải dùng hai máy biến thế đặt ở hai đầu đường dây tải điện ?

Đáp án: Muốn giảm hao phí phải tăng hiệu điện thế 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.

36.5 Trên cùng một đường dây tải đi một công suất điện xác định dưới một hiệu điện thế xác định, nếu dùng dây dẫn có đường kính tiết diện giảm đi một nửa thì công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ thay đổi như thế nào?

A. Tăng lên hai lần.

B. Tăng lên bốn lần.

C. Giảm đi hai lần.

D. Giảm đi bốn lần.

Đáp án: B

Giải thích: Ta có công thức tính tiết diện dây dẫn tròn là: S=Лd²/4 (d: là đường kính của tiết diện dây dẫn). Do đường kính giảm đi một nữa nên tiết diện giảm đi 4 lần (S tỉ lệ thuận với d²). S giảm đi 4 lần nên điện trở R tăng 4 lần (S tỉ lệ nghịch với điện trở). R tăng 4 lần nên công suất hao phí P_hp tăng 4 lần (do P_hp tỉ lệ thuận với điện trở R).

36.6 Trên một đường dây tải đi một công suất điện xác định dưới hiệu điện thế 100 000V. Phải dùng hiệu điện thế ở hai đầu dây này là bao nhiêu để công suất hao phí giảm đi hai lần?

A. 200 000V

B. 400 000V

C. 141 000V

D. 50 000V

Đáp án: C

Hướng dẫn giải:

Công suất hao phí dưới hiệu điện thế U = 100000V

P_hp= RP²/(100000)²  (1)

Để giảm hao phí hai lần thì:

P_hp/2= RP²/(U)²  (2)

Lấy (2) chia cho (1) ta được: (P_hp/2)/ (P_hp)= (RP²/(U)² )/ (RP²/(100000)² )

Tương đương: 1/2 = (100000)²/U² (chia phân số bằng nhân nghịch đảo)

Tương đương: 2=U²/(100000)²

Suy ra: U²=2(100000)²

Suy ra: U=141000V

Giải thích

36.7 Vì sao người ta không dùng phương pháp giảm điện trở của dây tải điện để làm giảm công suất hao phí vì toả nhiệt?

Giải thích: Nếu giảm điện trở của dây dẫn thì phải tăng tiết diện của dây lên. Nếu tăng tiết diện của dây thì phải tăng chi phí dây, làm hệ thống truyển tải cồng kềnh, tốn kém nhiều hơn phương án tăng hiệu điện thế.

Giải thích

36.8 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 200Km và hiệu điện thế 200000kV. So sánh công suất hao phí vì toả nhiệt P₁ và P₂ của hai đường dây.

A. P₁ = P₂

B. P₁ = 2P₂

C. P₁ = 4P₂

D. P₁ = 1/2P₂

Đáp án: B

Hướng dẫn giải:

Công suất hao phí trong trường hợp 1

P_hp1= RP²/(U₁)²  = (ρl₁P²/S)/ (U₁)² =  (100ρP²/S)/ (100000)² (1)

Công suất hao phí trong trường hợp 2

P_hp2= RP²/(U₂)²  = (ρl₂P²/S)/ (U₂)² =  (200ρP²/S)/ (200000)² (2)

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.

Lấy (2) chia cho (1) ta được: P₁ = 2P₂