Công suất hao phí là gì? Công thức tính công suất hao phí như thế nào? Bài tập về công suất hao phí? Đây là những câu hỏi đang được các bạn học sinh tìm kiếm rất nhiều. Bài viết dưới đây Góc Hạnh Phúc sẽ giới thiệu đến bạn đọc toàn bộ kiến thức về công suất hao phí và cho một số bài tập áp dụng kèm lời giải dễ hiểu. Mời bạn cùng đọc bài viết dưới đây của chúng tôi nhé.
Xem thêm:
Định nghĩa về công suất hao phí
Công suất hao phí còn có tên gọi khác là công suất tỏa nhiệt, nó được hình thành trong quá trình vận hành thiết bị. Lúc này thiết bị sẽ sản sinh ra nhiệt lượng và làm cho giá trị của điện trở bị thay đổi, và từ đó sinh ra công suất hao phí.
Công suất hao phí được ký hiệu là P
Nguyên nhân chính để có hao phí là:
- Là do điện trở của dây dẫn trong quá trình truyền tải điện năng
- Trong quá trình truyền điện, dây dẫn sẽ dần nóng lên và tỏa nhiệt bởi quá trình nhiệt năng biến đổi thành điện năng.
- Hao phí trên đường truyền chính là hao phí tỏa nhiệt trên đường dây.
Công thức tính công suất hao phí
Công suất hao phí = bình phương cường độ dòng điện trong mạch x điện trở
Php = I2.R = U2/R = R.[P2/U2]
Trong đó có Php là công suất hao phí [W]
I là cường độ dòng điện trong mạch [A]
R là điện trở [Ω]
U là hiệu điện thế [V]
P là công suất [W]
Công thức tính công suất hao phí trong nguồn
Công thức công suất hao phí trong nguồn giống tương tự như công suất hao phí trên đường tải điện hoặc công thức hao phí tỏa nhiệt.
Q = I2.R = U2/R
Trong đó có Q là công suất hao phí hoặc là công suất tỏa nhiệt
I là cường độ dòng điện
R là điện trở
U là hiệu điện thế
Những cách làm giảm hao phí điện năng trên đường truyền
Cách làm giảm hao phí điện năng trên đường truyền tức là làm giảm điện trở hoặc tăng hiệu điện thế, hay làm tăng giá trị của hệ số công suất cụ thể như dưới đây
- Giảm điện trở R: Sử dụng những vật liệu có điện trở nhỏ để làm dây tải điện như vàng, bạc… để làm tăng khả năng của dây dẫn. Nhưng cách này rất tốn kém bởi nó đều là vật liệu rất đắt tiền.
- Tăng hiệu điện thế: Tăng hiệu điện thế ở 2 đầu đường dây truyền tải, cách này vừa dễ thực hiện mà còn sử dụng máy biến thế.
- Tăng giá trị của hệ số công suất: Để tăng được giá trị của hệ số công suất ta phải dùng những loại tụ điện đắt tiền ở những nơi tiêu thụ điện năng. Do vậy, cách này cũng không hề khả thi.
Bài tập tính công suất hao phí có lời giải chi tiết
Bài tập 1: Một chiếc quạt điện hoạt động với công suất có ích là 40W. Quạt có điện trở là 10Ω. Hỏi công suất hao phí của chiếc quạt là bao nhiêu? Biết rằng chiếc quạt sử dụng điện dân dụng với hiệu điện thế là 220V.
Lời giải
Cường độ dòng điện chạy qua chiếc quạt là:
P = U.I => I = P/U = 40/220 = 0,18 [A]
Công suất hao phí của chiếc quạt điện là:
Php = I2.R = 0,182.10 = 0,33 [W]
Bài tập 2: Người ta muốn tải đi một số công suất điện là 55000W bằng dây dẫn có điện trở là 114Ω. Hiệu điện thế giữa 2 đầu dây tải điện là 26000V. Hỏi công suất hao phí trên đường dây tải điện là bao nhiêu?
Lời giải
Áp dụng công thức ta có:
Php = R.[P2/U2] = 114.[550002/260002] = 510,13 [W]
Công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế nên Php giảm 10 lần thì U tăng:
U = 260002 = 676000000 [V]
Bài tập 3: Đường dây tải điện từ nhà xưởng thủy điện đến chỗ tiêu thụ dài 140km. Dây dẫn được làm bằng đồng, cứ 1km có R = 0,6Ω. Người ta đo được cường độ dòng điện trên dây dẫn là 220A. Hỏi công suất hao phí trên đường dây là bao nhiêu?
Lời giải
Điện trở dây dẫn là:
R = 140.0,6 = 84 [Ω]
Công suất hao phí trên đường dây chính là:
Php = R.I2 = 84.2202 = 4065600 [W]
Như vậy, bài viết trên chúng tôi đã tổng hợp toàn bộ kiến thức về công suất hao phí. Hy vọng nó sẽ giúp các em nắm vững kiến thức, nhớ công thức và dễ dàng giải những bài tập liên quan nhé.
Công thức tính công suất hao phí? Là công thức giúp bạn biết được công suất toả nhiệt. Khi quá trình vận hành một phần nhiệt làm dây dẫn nóng lên và làm cho điện trở thay đổi.
Bạn đang xem: Công suất hao phí trên đường dây tải điện
Công thức: Php = [R.P2]/ U2
Trong đó:
Php là công suất hao phí
P là công suất
R là điện trở dòng điện
U là hiệu điện thế
Công suất hao phí là gì?
Công suất hao phí là công suất toả nhiệt trong quá trình vận hành của một phần nhiệt làm dây nóng lên và làm thay đổi điện trở.
Hao phí điện năng trên đường truyền
Tại sao có hao phí?
Truyền tải điện năng bằng dây dẫn nên dây có điện trở
Dòng điện chạy trong dây dẫn sẽ làm dây dẫn tỏa nhiệt
Hao phí trên đường truyền là hao phí tỏa nhiệt trên đường dây
Tính điện năng hao phí
Mỗi máy phát điện, nhà máy điện có công suất P xác định: P = U.I
Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây
Như vậy, công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường truyền tỉ lệ với bình phương công suất cần truyền và điện trở của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây.
Cách làm giảm hao phí
Từ công thức: để giảm công suất hao phí có hai phương án là giảm R hoặc tăng U
Giảm R
Vì công thức tính điện trở nên trên đường truyền chiều dài l của dây dẫn là xác định. Do đó, để giảm R thì có thể:
Giảm r bằng cách sử dụng dây dẫn có khả năng dẫn điện tốt hơn Þ tăng giá thành chế tạo
Tăng S bằng cách sử dụng dây to hơn Þ tăng khối lượng dây và cột đỡ Þ tăng giá thành chế tạo
Như vậy, khi giảm R đi k lần thì Php giảm k lần
Tăng U
Theo công thức khi tăng U lên k lần thì Php giảm k2 lần
Vì vậy hiệu quả giảm hao phí sẽ tốt hơn so với phương án giảm R, do đó cần chế tạo ra thiết bị có thể tăng U – gọi là máy tăng thế.
Xem thêm: Bảng Kiểm Kê Quỹ Tiền Mặt Mẫu Biên Bản Kiểm Kê Quỹ Bằng Excel
Căn cứ vào các phân tích ở trên thì phương án tăng U có nhiều ưu điểm hơn
Phương án truyền tải điện năng đi xa
Phương án
Tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải bằng máy tăng thế
Xây dựng hệ thống đường dây điện cao thế [110kV-500kV], trung thế [11kV-35kV], hạ thế [220V-380V] gồm: cột điện, dây dẫn, ….
Ưu điểm:
Giảm hao phí trên đường truyền, đáp ứng yêu cầu truyền tải điện năng
Nhược điểm:
Khi sử dụng hệ thống điện cao thế, trung thế cần tuân thủ nghiêm các quy định an toàn tránh gây mất an toàn về điện
Điện trở công suất
Điện trở của mạch điện sẽ tạo ra một lượng nhiệt năng lớn, chúng được cấu tạo từ các vật liệu chịu nhiệt. Điện trở này thường có công suất 1W, 2W, 5W hoặc 10W.
Cách tính công suất tiêu thụ của điện trở như sau: P = U.I = U2/R = I2.R
Dựa vào công thức tính toán trên ta có thể thấy rằng công suất tiêu thụ của điện trở phụ thuộc vào dòng điện đi qua điện trở và điện áp trên hai đầu điện trở. Công suất này có thể tính được trước khi lắp điện trở vào mạch và người dùng nên chú ý công suất của điện trở trước khi mắc mạch điện.
Công suất hao phí chính là công suất tỏa nhiệt, trong quá trình vận hành một phần nhiệt làm dây dẫn nóng lên và làm cho điện trở thay đổi.
Lúc truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, một phần năng lượng sẽ bị hao hụt do sự tỏa nhiệt trên đường dây. Để tính được phần công suất của năng lượng đã mất đi này, người ta sử dụng công thức tính công suất tổn hao. Cụ thể công suất tổn hao là gì? Công thức tính công suất tổn hao như thế nào? Tất cả sẽ mang trong nội dung bài viết dưới đây. Hãy cùng chúng tôi theo dõi nhé.
Truyền tải điện năng đi xa bằng hệ thống những cột điện và dây dẫn
Truyền tải điện năng đi xa cần đảm bảo những yêu cầu gì?
Truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn cần phải đáp ứng được những yêu cầu sau:
– Truyền tải được công suất điện theo yêu cầu
– Tổn hao [tổn hao] trên dây dẫn thấp
– Đường truyền ổn định
– Đảm bảo độ an toàn
Nguyên nhân gây tổn hao điện năng trên đường truyền
– Truyền tải điện năng bằng dây dẫn nên dây mang điện trở và nếu sử dụng loại dây điện mang điện trở quá to, công suất tổn hao trong quá trình truyền tải mang thể tăng lên => Điện trở càng to thì công suất tổn hao sẽ càng cao.
– Dòng điện chạy liên tục trong dây dẫn sẽ làm dây dẫn tỏa nhiệt và tạo thành công suất tổn hao điện năng.
– Hao tổn trên đường truyền là tổn hao do tỏa nhiệt trên đường dây hay chính là tổng công suất tỏa nhiệt trên dây dẫn => Chiều dài của dây dẫn càng to, công suất tổn hao sẽ càng tăng.
Công suất tổn hao là gì?
Công suất tổn hao là gì?
Công suất tổn hao là đại lượng đặc trưng cho biết lượng công vô ích được sản sinh trong quá trình hoạt động của máy móc hoặc truyền tải điện năng của dây dẫn, còn được hiểu là công suất tỏa nhiệt. Hiểu một cách đơn thuần thì công suất tổn hao chính là lượng nhiệt năng làm dây nóng lên và thay đổi điện trở.
Việc tránh tối đa lượng công suất tổn hao trong quá trình máy móc hoạt động, truyền tải điện năng sẽ giúp tăng hiệu quả công việc, tối ưu tuổi thọ máy móc, thiết bị.
Công thức tính công suất tổn hao
Công suất tổn hao do tỏa nhiệt trên dây dẫn tỉ lệ thuận với bình phương công suất cần truyền và điện trở của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và được xác định bằng công thức sau:
Php = I2 x R = R x P2/ U2 = P2 x U2 x cos2φ x r
Trong đó:
- Php là công suất tổn hao điện năng trong quá trình truyền tải từ nhà máy phát điện tới nơi tiêu thụ điện [W]
- I là cường độ dòng điện [A]
- U là hiệu điện thế [V]
- R là điện trở của dây dẫn [Ω]
- cos φ là hệ số công suất của mạch điện xoay chiều
Ngoài đơn vị đo công suất chính và chuẩn xác nhất là Watt [W], ta còn mang một số đơn vị đo khác như: mW, MW, KW, KvA.
Trong đó:
– KvA là đơn vị đo công suất dòng điện trong mạch điện xoay chiều với công thức biểu kiến [S] [được tính bằng tích của hiệu điện thế và dòng biểu kiến qua thiết bị 1V. A=1V*1A, 1KV.A = 1000V.A] và vectơ tổng của công suất thực [P] và công suất phản kháng [Q].
– VA là đơn vị đo của công suất dòng điện và được tính bằng tích của hiệu điện thế [V] và cường độ dòng điện [A].
– KW là đơn vị đo công suất thực P trong hệ đo lường quốc tế và biểu thị cho sự thay đổi nguồn năng lượng ΔE trong khoảng thời kì Δt. Nó được tính bằng tích của hiệu điện thế và dòng điện tạo ra sức suất thực đi qua thiết bị [ 1W=1V*|1A|, KW=1000KW].
Cách làm giảm tổn hao điện năng trên đường truyền
Từ công thức tính công suất tổn hao, ta mang thể thấy cách làm giảm tổn hao điện năng trên đường truyền, đó là giảm giảm điện trở R hoặc tăng hiệu điện thế U hoặc tăng giá trị của hệ số công suất cosφ. Cụ thể như sau:
1/ Giảm điện trở R
Điện trở của dây dẫn được xác định bằng tích điện trở suất của vật liệu của dây dẫn với chiều dài của dây dẫn chia cho thể tích mặt cắt của dây dẫn. Vì chiều dài của dây dẫn trên đường truyền là xác định nên ta mang thể giảm điện trở bằng cách:
– Giảm điện trở suất của dây dẫn: Tiêu dùng những vật liệu mang điện trở suất nhỏ làm dây tải điện như vàng, bạc,.. để tăng khả năng dẫn điện. Tuy nhiên, cách này quá tốn kém vì đây đều là những vật liệu đắt tiền.
– Tăng thể tích mặt cắt của dây dẫn bằng cách sử dụng dây to => Tăng khối lượng dây và cột đỡ.
Tăng thể tích mặt cắt của dây dẫn
=> Lúc giảm điện trở R đi okay lần thì công suất tổn hao Php giảm okay lần.
2/ Tăng hiệu điện thế U
Theo công thức tính công suất tổn hao, lúc tăng hiệu điện thế lên okay lần thì Php sẽ giảm k2 lần. Do đó, tăng hiệu điện thế sẽ hiệu quả hơn so với phương án giảm điện trở. Để làm được điều này, người ra sử dụng máy tăng thế.
3/ Tăng giá trị của hệ số công suất cosφ
Để tăng giá trị của hệ số công suất cosφ, chúng ta phải sử dụng những loại tụ điện đắt tiền ở những nơi tiêu thụ điện năng. Do đó, cách này cũng ko khả thi.
Một số giải pháp cho việc truyền tải điện năng đi xa
– Sử dụng máy tăng thế trước lúc truyền tải để tăng hiệu điện thế
– Xây dựng hệ thống đường dây điện cao thế [110 kV – 500 kV], trung thế [11 kV – 35 kV] và hạ thế [220 V – 380 V] gồm: cột điện, dây dẫn,….
Xây dựng hệ thống đường dây điện
Lưu ý: Lúc sử dụng hệ thống điện cao thế, trung thế, bạn cần phải tuân thủ nghiêm nhặt những quy định an toàn về điện.
Một số bài tập minh họa
Bài tập 1: Lúc truyền đi một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài gấp ba thì công suất tổn hao vì tỏa nhiệt trên dây dẫn tăng hay giảm bao nhiêu lần?
Hướng dẫn giải:
Lúc chiều dài đường dây truyền tải tăng gấp 3 lần thì điện trở dây dẫn cũng tăng lên 3 lần. Do đó, công suất tổn hao do tỏa nhiệt trên đường dây truyền tải cũng tăng lên 3 lần.
Bài tập 2: Đường dây tải điện mang chiều dài 100 km, truyền đi một dòng điện mang công suất 6 MW và hiệu điện thế là 10 kV. Dây dẫn được làm bằng đồng, cứ 1km mang điện trở là 0,3 Ω. Tính công suất tổn hao trên dây dẫn
Hướng dẫn giải:
Ta mang 6 MW = 6000000 W; 10 kV = 10000 V
Điện trở trên toàn dây dẫn là: 100 x 0,3 = 30Ω
Vận dụng công thức Php = R x P2/ U2, ta mang, công suất tổn hao trên đường dây là:
Php = 60000002 x 30 / [ 10002] = 10800000 W
Vừa rồi chúng ta đã cùng nhau đi tìm hiểu công suất tổn hao là gì, cách làm giảm công suất tổn hao trong quá trình truyền tải điện năng đi xa. Hy vọng, bài viết của labvietchem sẽ là những thông tin hữu ích để khách hàng mang thể tham khảo và vận dụng trong cuộc sống.
Xem thêm:
- Dòng điện xoay chiều là gì? Sự khác biệt giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều
- Máy quang đãng phổ là gì? Hướng dẫn khía cạnh cách sử dụng máy quang đãng phổ