09:04:1917/11/2021
Đương dây tải điện Bắc - Nam của nước ta có hiệu điện thế 500000V [500kV]. Đường dây tải điện từ huyện xã có hiệu điện thế đến 15000V [15kV]. Đó là những đường dây cao thế, ở gần đường dây cao thế rất nguy hiểm. Các dụng cụ điện trong nhà chỉ cần hiệu điện thế 220V.
Vậy tại sao lại phải xây dựng đường dây cao thế vừa tốn kém vừa nguy hiểm. Bài viết này sẽ giúp các em giải đáp được câu hỏi này.
I. Sự hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện
Truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn có nhiều thuận tiện hơn so với việc vận tải các nhiên liệu có dự trữ các dạng năng lượng khác như than đá, dầu lửa,... Tuy vậy, dùng dây dẫn để truyền tải điện năng đi xa sẽ có một phần điện năng bị hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn.
1. Tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện
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.
Công thức:
Với P là công suất dòng điện: P = U.I
2. Cách làm giảm hao phí
- 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.
- Đường dây tải điện Bắc-Nam của nước ta có hiệu điện thế 500000V, bởi vậy chúng ta không nên đến gần đường dây vì rất nguy hiểm.
II. Câu hỏi vận dụng truyền tải điện năng đi xa
* Câu C4 trang 99 SGK Vật lý 9: Cùng một công suất P được tải đi trên cùng một dây dẫn. Hãy so sánh công suất hao phí khi dùng hiệu điện thế 500 000V với khi dùng hiệu điện thế 100 000V.
* Lời giải:
- Công suất hao phí:
Hiệu điện thế tăng:
Từ công thức trên ta thấy khi hiệu điện thế U tăng 5 lần thì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế
⇒ Công suất hao phí giảm được 52 = 25 lần.
* Câu C5 trang 99 SGK Vật lý 9: Hãy trả lời câu hỏi nêu ở đầu bài học.
[Tại sao lại phải xây dựng đường dây cao thế vừa tốn kém vừa nguy hiểm?]
* Lời giải:
- Ta phải xây dựng đường dây cao thế tuy tốn kém, nguy hiểm nhưng tiết kiệm được rất nhiều điện năng hao phí trên đường dây truyền tải. Bởi nếu không xây dựng đường dây cao thế thì phải làm dây dẫn có kích thước lớn và điện trở suất nhỏ, gây tốn kém kinh tế.
Hy vọng với bài viết về truyền tải điện năng đi xa: Sự hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện, cách tính điện năng hao phí và cách làm giảm hao phí ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để hayhochoi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập
Xem toàn bộ tài liệu Lớp 9: tại đây
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
- Sách Giáo Khoa Vật Lý 9
- Giải Vật Lí Lớp 9
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 9
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 9
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 9
Giải Vở Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 36: Truyền tải điện năng đi xa giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
A – HỌC THEO SÁCH GIÁO KHOA
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:
Php = [P2.R]/U2
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 tổn phí để tăng tiết diện S của dây còn lớn hơn giá trị điện năng bị hao phí vì: Qua công thức R = ρ[l/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:
II – VẬN DỤNG
C4. Từ công thức Php = [P2.R]/U2 ta thấy khi 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 nhưng tiết kiệm được rất nhiều điện năng hao phí trên đường dây truyền tải, bớt khó khăn vì dây dẫn quá to, nặng.
I – BÀI TẬP TRONG SÁCH BÀI TẬP
Câu 36.1 trang 101 VBT Vật Lí 9: Chọn A. Tăng 2 lần.
Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện là:
Như vậy ta thấy rằng Php tỷ lệ 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: Chọn B. Giảm 2 lần
Ta thấy rằng Php tỷ 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: 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:
+ 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.
Câu 36a trang 101 VBT Vật Lí 9: Từ 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 đinh 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 ?
Lời 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.
1. Vận hành máy phát điện đơn giản
– Vẽ sơ đồ thí nghiệm ở Hình 38.1 trong đó kí hiệu sơ đồ của máy phát điện là:
C1. Khi máy quay càng nhanh thì hiệu điện thế ở hai đầu dây ra của máy càng lớn. Hiệu điện thế lớn nhất đạt được là 6V.
C2. Khi đổi chiều quay của máy thì đèn vẫn sáng và vôn kế vẫn quay.
2. Vận hành máy biến thế
– Vẽ sơ đồ thí nghiệm ở hình 38.2 trong đó kí hiệu sơ đồ của máy biến thế là:
BẢNG 1
C3. Quan hệ giữa số đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây cuả máy biến thế và số vòng của các cuộn dây:
Số đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây của máy biến thế và số vòng của các cuộn dây có liên quan với nhau theo công thức: U1/U2 = n1/n2
Kết quả này phù hợp với kết quả thu được ở bài 37.