Công thức tính điện năng hao phí lớp 9
|
Giới thiệu bài học Show
Bài giảng Truyền tải điện năng đi xa sẽ giúp các em nắm được nội dung kiến thức: - Khái niệm về truyền tải điện năng đi xa - Hao phí điện năng khi truyền tải Nội dung bài học I. Tóm tắt lý thuyết trong bài giảng 1. Yêu cầu đối với truyền tải điện năng Đã học với một máy phát điện ở nhà máy điện: I lớn » 10 kA U lớn » 10,5 kV P lớn » 110 MW Þ Truyền tải điện năng đi xa là yêu cầu cần thiết. * Truyền tải điện năng bằng hệ thống dây dẫn, cột điện, có nhiều ưu điểm hơn so với vận chuyển hàng hóa thông thường bằng đường bộ, đường thủy, đường hàng không * Các yêu cầu đối với truyền tải điện năng: + Truyền được công suất điện theo yêu cầu + Tổn hao (hao phí) thấp + Đường truyền ổn định + Đảm bảo an toàn 2. Hao phí điện năng trên đường truyền a. 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 b. 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. c. Cách làm giảm hao phí Từ công thức: để giảm công suất hao phí có hai phương án là giảm R hoặc tăng U 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 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. * Căn cứ vào các phân tích ở trên thì phương án tăng U có nhiều ưu điểm hơn 3. 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 II. Ví dụ trong bài giảng Câu 1: Khi cùng truyền tải điện công suất P, so sánh công suất hao phí khi hiệu điện thế là 500 kV và khi hiệu điện thế là 100 kV? Lời giải: Ta có công thức: \[{{P}_{hp1}}=\frac{{{P}^{2}}.R}{U_{1}^{2}}\] và \[{{P}_{hp2}}=\frac{{{P}^{2}}.R}{U_{2}^{2}}\] Suy ra \[\frac{{{P}_{hp1}}}{{{P}_{hp2}}}=\frac{U_{2}^{2}}{U_{1}^{2}}\] Thay số: \[\frac{{{P}_{hp1}}}{{{P}_{hp2}}}=\frac{{{100}^{2}}}{{{500}^{2}}}=\frac{1}{25}\] Như vậy khi giảm hiệu điện thế 5 lần thì công suất hao phí tăng 25 lần. Câu 2: Đường dây dẫn 200km truyền I = 400A. Biết 1km dây có điện trở 0,2 Ω. Tính công suất hao phí? Lời giải: Điện trở của dây dẫn: R = 0,2.200 = 40 Ω Áp dụng công thức: \[{{P}_{hp}}={{I}^{2}}.R={{400}^{2}}.40=6400000W=6,4MW\]
Hãy nêu công thức tính điện năng hao phí. Các câu hỏi tương tự
Phần II. Tự luận Viết công thức công suất hao phí điện năng trên dây dẫn.
Công thức nào sau đây là đúng và chỉ rõ công suất sự hao phí điện năng trên dây dẫn? A. P = U.I B. P = U 2 / R C. P = R.I.t D. P = R . P 2 / U 2
Khi truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ người ta tính được công suất hao phí do truyền tải là 10kW. Nhưng do nhu cầu thay đổi nên người ta phải năng công suất dòng điện lên 2 lần. Muốn cho hao phí do truyền tải vẫn là 10kW thì người ta phải A. Tăng tiết diện dây dẫn lên 2 lần B. Giảm tiết diện dây dẫn đi 2 lần C. Tăng hiệu điện thế truyền tải lên 1,41 lần D. Tăng hiệu điện thế truyển tải lên 2 lần Công suất hao phí: Công thức Vật lý 9
Công thức tính công suất hao phí được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Cũng như giúp bạn đọc ghi nhớ công thức công suất hao phí, từ đó vận dụng giải các dạng câu hỏi bài tập liên quan đến công suất hao phí. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Vật lý lớp 9 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo. Với chuyên đề Công suất trên đây chúng ta có thể hiểu rõ về khái niệm, công thức tính, đơn vị tính của công suất hao phí. Công thức tính công suất hao phí trên đường dây dẫn điệnBản quyền thuộc về VnDoc. 1. Công suất hao phíCông suất hao phí là đại lượng cho biết lượng công vô ích được sản sinh. Trong quá trình hoạt động của máy móc nó còn được hiểu là công suất tỏa nhiệt. Hay chính là lượng nhiệt năng làm dây nóng lên và thay đổi điện trở. 2. Công thức tính công suất hao phí (W) Trong đó: Php là công suất hao phí I là cường độ dòng điện (A) U là hiệu điện thế (V) R là điện trở của dây dẫn (Ω) P là công suất (W) 3. Cách làm giảm hao phí điện năng trên đường truyềnTừ công thức tính công suất hao phí: Php = (P2.R)/U2 ta có thể thấy cách làm giảm hao phí 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: 3.1. Giảm điện trở RGiảm điện trở suất của dây dẫn: Dùng các vật liệu có 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 các vật liệu đắt tiền. Tăng diện tích mặt cắt của dây dẫn bằng cách sử dụng dây to => Tăng khối lượng dây và cột đỡ. => Khi giảm điện trở R đi k lần thì công suất hao phí Php giảm k lần. 3. 2. Tăng hiệu điện thế UTăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây truyền tải, cách này dễ thực hiện bằng cách sử dụng máy biến thế. 3.3. Tăng giá trị của hệ số công suất cosφĐể tăng giá trị của hệ số công suất cosφ, chúng ta phải sử dụng các loại tụ điện đắt tiền ở những nơi tiêu thụ điện năng. Do đó, cách này cũng không khả thi. Một số giải pháp cho việc truyền tải điện năng đi xa Sử dụng máy tăng thế trước khi 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,…. 4. Bài tập vận dụng tính công suất hao phíBài tập 1: Người ta muốn truyền tải một công suất điện 10000kW từ một nhà máy điện đến khu dân cư với hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 100kV, a. Tính công suất hao phí trên đường dây, biết điện trở của toàn bộ đường dây là 50 Ω. b. Nếu tăng hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tải điện lên đến 200kV thì công suất hao phí sẽ giảm đi bao nhiêu lần và có giá trị là bao nhiêu? Hướng dẫn trả lời a. Công suất hao phí là: b. Nếu tăng hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tải điện lên đến 200kV thì công suất hao phí sẽ giảm đi Bài tập 2: Người ta muốn tải đi một số công suất điện 45000W bằng dây dẫn có điện trở 104Ω. Hiệu điện thế giữa 2 đầu dây tải điện là 25000V. Tính công suất hao phí trên đường dây tải điện. Hướng dẫn trả lời Ta có: Công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế nên Php giảm 10 lần thì U tăng: Bài tập 3: Người ta cần truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến khu dân cư. Ban đầu công suất điện là 100kW, nhưng sau đó do nhu cầu cần sử dụng nên công suất điện truyền đi tăng lên thành 200kW. Hao phí do trong quá trình truyền tải thay đổi như thế nào? Hướng dẫn trả lời Dựa vào công thức tính công suất hao phí Ta thấy khi công suất truyền tải tăng lên 2 lần thì hao phí truyền tải tăng lên 4 lần Bài tập 4. Đường dây tải điện từ nhà máy thủy điện đến nơi tiêu thụ dài 120km. Dây dẫn được làm bằng đồng, cứ 1km có R = 0,4Ω. Người ta đo được cường độ dòng điện trên dây dẫn là 200A. Tính công suất hao phí trên đường dây? Hướng dẫn trả lời Ta có điện trở dây dẫn là: 120.0,4 = 48 (Ω) Áp dụng công thức tính công suất hao phí Công suất hao phí trên đường dây là: Php = R.I2 = 48.2002 = 1920000 (W) ------------------------------------- Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn lý thuyết Công thức tính công suất hao phí. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Chuyên đề Vật lý 9,Giải bài tập Vật Lí 9, Tài liệu học tập lớp 9 mà VnDoc tổng hợp và giới thiệu tới các bạn đọc Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm về giảng dạy và học tập các môn học lớp 9, VnDoc mời các thầy cô giáo, các bậc phụ huynh và các bạn học sinh truy cập nhóm riêng dành cho lớp 9 sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp 9. Rất mong nhận được sự ủng hộ của các thầy cô và các bạn. |
