Phương pháp giải bài tập điện thế truyền tải thay đổi cực hay

Bài viết Phương pháp giải bài tập điện thế truyền tải thay đổi với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Phương pháp giải bài tập điện thế truyền tải thay đổi.

Phương pháp giải bài tập điện thế truyền tải thay đổi cực hay

Phương pháp

Học sinh cần nhớ và nắm được công thức tính hao phí, máy biến thế

1. Hao phí truyền tải

- Công suất hao phí

2. Tỷ số máy biến thế

3. Độ giảm điện thế

Độ giảm điện thế:

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1 :Ở nơi phát điện người ta truyền công suất truyền tải điện năng là 50kW dưới điện áp 4 kV. Khi đó độ giảm điện thế trên đường dây truyền tải là 1000V. Để độ giảm điện thế không vượt quá 250V thì điện áp truyền tải là

A. 2kV    B. 1kV    C. 8kV    D. 16kV

Lời giải:

Đáp án D

Áp dụng công thức

→ Để độ giảm điện thế giảm đi 4 lần thì điện áp truyền tải cần phải tăng lên 4 lần

Ví dụ 2 : Từ nhà máy phát điện người ta truyền công suất truyền tải điện năng là 45kW dưới điện áp 4 kV thì hiệu suất truyền tải điện năng là 60%. Nếu sử dụng máy biến thế để tăng điện thế truyền tải lên 4 lần thì công suất hao phí trên đường dây là bao nhiêu?

Lời giải:

Hao phí do tỏa nhiệt chiếm: 100% - 60% = 40% công suất nguồn điện

Công suất hao phí khi chưa sử dụng máy biến thế là: 0,4.45 = 18(kW)

Khi sử dụng máy biến thế thì điện áp truyền tải tăng lên 4 lần => hao phí do tỏa nhiệt giảm đi 16 lần

Công suất hao phí khi sử dụng máy biến thế là: 18 : 16 = 1,125(kW)

Đs: 1,125kW

Ví dụ 3 : Người ta dùng một đường dây tải điện dài 100km, truyền đi một dòng điện có công suất 60kW. Dây dẫn bằng đồng, cứ 1km có điện trở là 0,3Ω. Để hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây không quá 2kW thì hiệu điện thế truyền tải là bao nhiêu?

Lời giải:

Điện trở toàn dây dẫn là: 100.0,3 = 30 (Ω)

Áp dụng công thức

Điện áp truyền tải điện năng là:

Để hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây không quá 2kW thì hiệu điện thế truyền tải phải lớn hơn 7348,5V

Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Trên cùng một đường dây tải đi cùng một công suất P, hãy so sánh công suất hao phí khi dung hiệu điện thế 30000V với khi dùng hiệu điện thế 15000V?

A. Công suất hao phí tăng lên 2 lần

B. Công suất hao phí tăng lên 4 lần

C. Công suất hao phí giảm đi 2 lần

D. Công suất hao phí giảm đi 4 lần

Lời giải:

Đáp án B

Áp dụng công thức

Khi điện áp truyền tải giảm đi 2 lần thì công suất hao phí tăng lên 4 lần

Câu 2: Từ nhà máy phát điện người ta truyền công suất truyền tải điện năng là 45kW đến nơi tiêu thụ. Ban đầu hiệu điện thế truyền tải là 5kV thì điện thế ở nơi tiêu thụ là 4,2kV. Nếu người ta tăng hiệu điện truyền tải lên thành 20kV thì điện thế tại nơi tiêu thụ là bao nhiêu?

A. 19,8kV    B. 19,95kV    C. 19,6kV    D. 19,5kV

Lời giải:

Đáp án A.

Độ giảm điện thế lúc ban đầu là: 5 – 4,2 = 0,8(kV)

Áp dụng công thức

Điện thế truyền tải tăng lên 4 lần thì độ giảm điện thế giảm đi 4 lần

Độ giảm điện thế sau khi tăng hiệu điện thế truyền tải là: 0,8 : 4 = 0,2 (kV)

Điện thế tại nơi tiêu thụ là: 20 – 0,2 = 19,8 (kV)

Câu 3: Người ta muốn tải công suất điện 30kW từ một nhà máy đến khu dân cư. Hiệu điện thế hai đầu dây dẫn là 5kV, hiệu suất là 90%. Nếu tăng hiệu điện thế lên 10kV thì hiệu suất là bao nhiêu?

A. 92,5%    B. 94,5%    C. 95%    D. 97,5%

Lời giải:

Đáp án D.

Khi hiệu điện thế là 5kV thì hao phí là 10% công suất. Khi tăng hiệu điện thế lên 2 lần thì hao phí giảm đi 4 lần => hao phí là 2,5% công suất

→ Hiệu suất là 97,5%

Câu 4: Từ nhà máy phát điện người ta truyền công suất điện 250kW dưới điện áp 10kV thì hiệu suất truyền tải điện năng là 50%. Nếu sử dụng máy biến thế có tỷ số k =5 để tăng điện thế truyền tải thì công suất điện truyền tới nơi tiêu thụ là bao nhiêu?

A. 235kW    B. 240kW    C. 245kW    D. 247,5kW

Lời giải:

Đáp án C

Hao phí do tỏa nhiệt chiếm: 100% - 50% = 50% công suất nguồn điện

Công suất hao phí khi chưa sử dụng máy biến thế là: 0,5. 250 = 125(kW)

Khi sử dụng máy biến thế thì điện áp truyền tải tăng lên 5 lần => hao phí do tỏa nhiệt giảm đi 25 lần

Công suất hao phí khi sử dụng máy biến thế là:

125 : 25 = 5(kW)

Công suất điện truyền đến nơi tiêu thụ là:

P_tt = P – P_hp = 250 – 5 = 245 (kW)

Câu 5: Người ta truyền tải điện năng từ máy phát điện đến một nơi tiêu thụ bằng đường dây có điện trở R. Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây là U = 220 V thì hiệu suất truyền tải điện năng là 60%. Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90% thì điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây bằng bao nhiêu?

A. 300V    B. 330V    C. 440V    D. 495V

Lời giải:

Đáp án C

Nếu điện thế truyền tải là 200V thì hao phí chiếm: 100% – 60% = 40% (công suất)

Khi hiệu suất truyền tải là 90% thì hao phí chiếm: 100% – 90% = 10% (công suất)

→ Hao phí đã giảm đi 4 lần

→ Điện thế truyền tải tăng lên 2 lần

Hiệu điện thế truyền tải là: 220. 2 = 440 (V)

Bài tập vận dụng

Câu 6 : Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2kV và công suất truyền đi 150kW. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau 360kWh. Để hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau không quá 200kWh thì điện thế truyền tải phải là bao nhiêu?

Lời giải:

Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau là do hao phí trong quá trình truyền tải điện năng.

Công suất hao phí giảm đi: 360 : 200 = 1,8 (lần)

Do đó điện áp truyền tải phải tăng lên √1,8 ≈ 1,34 (lần)

Điện áp truyền tải là: 2.1,34 = 2,68 (kV)

Để hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau không quá 200kWh thì điện thế truyền tải phải lớn hơn 2,68kV

Câu 7 : Một máy phát điện xoay chiều một pha truyền đi một công suất điện không đổi. Khi điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây là 12kV thì hiệu suất truyền tải là 75%. Để hiệu suất truyền tải tăng thêm 21% thì điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây là bao nhiêu?

Lời giải:

Gọi P là công suất của nguồn điện.

Khi điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây là 12kV thì công suất hao phí P_hp1 = 0,25P

Để hiệu suất truyền tải tăng thêm 21% thì công suất hao phí là:

P_hp2 = 100% - (75% + 21%) = 0,4P

P_hp1 : P_hp2 = 0,25P : (0,4P) = 6,25

Công suất hao phí P_hp2 giảm 6,25 lần so với ban đầu => hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đường dây tăng lên 2,5 lần

điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây là: 12.2,5 = 30 (kV)

Đs: 30kV

Câu 8 : Từ nhà máy thủy điện người ta truyền tải một dòng điện có công suất là 500kW dưới điện áp 10kV thì hiệu suất truyền tải điện năng là 50%. Giá mỗi kWh điện là 2000 đồng. Nếu sử dụng máy biến thế có tỷ số k = 4 để tăng điện thế truyền tải thì mỗi ngày nhà máy tiết kiệm được bao nhiêu tiền?

Lời giải:

Hao phí do tỏa nhiệt chiếm: 100% - 50% = 50% công suất nguồn điện

Công suất hao phí khi chưa sử dụng máy biến thế là: 0,5. 500 = 250(kW)

Khi sử dụng máy biến thế thì điện áp truyền tải tăng lên 4 lần => hao phí do tỏa nhiệt giảm đi 16 lần

Công suất hao phí khi sử dụng máy biến thế là:

250 : 16 = 15,625 (kW)

Khi sử dụng máy biến thế thì lượng điện năng mỗi ngày tiết kiệm được là:

(250 – 15,625) .24 = 5625 (kWh)

Mỗi ngày nhà máy tiết kiệm được: 5625. 2000 = 11250000 (đồng)

Đs: 11250000 (đồng)

Câu 9 : Bằng đường dây truyền tải một pha, điện năng từ một nhà máy phát điện nhỏ được đưa đến một khu tái định cư. Các kỹ sư tính toán được rằng: nếu tăng điện áp truyền đi từ U lên 2U thì số hộ dân được nhà máy cung cấp đủ điện năng tăng từ 36 lên 144. Biết rằng chỉ có hao phí trên đường dây là đáng kể; các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau. Nếu điện áp truyền đi là 3U, nhà máy này cung cấp đủ điện năng cho bao nhiêu hộ dân cư?

Lời giải:

Gọi công suất điện của nhà máy là P, công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là P0; điện trở đường dây tải là R và n là số hộ dân được cung cấp điện khi điện áp truyền đi là 3U

Công suất hao phí trên đường dây:

Theo bài ra ta có

Nhân (2) với 4 trừ đi (1): 3P = 540P_o (4)

Nhân (3) với 9 trừ đi (1): 8P = (9n – 36)P_o (5)

Từ (4) và (5) ta có n = 164.

Vậy nếu điện áp truyền đi là 3U, nhà máy này cung cấp đủ điện năng cho 164 hộ dân cư

Câu 10 : Điện năng từ 1 nhà máy phát điện (công suất không đổi) được truyền đến nơi tiêu thụ là 1 khu chung cư bằng đương dây đồng. Người ta thấy nếu tăng nơi phát từ U lên 2U thì số hộ dân có đủ điện để tiêu thụ tăng từ 80 lên 95 hộ. Biết chỉ có hao phí trên đường truyền là đáng kể và các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau. Nếu thay thế dây đồng bằng sợi siêu dẫn (coi như không có điện trở) thì điện năng từ nhà máy có thể cung cấp đủ cho bao nhiêu hộ dân?

Lời giải:

Gọi công suất điện của nhà máy là P, công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là P0; điện trở đường dây tải là R và n là số hộ dân được cung cấp điện khi dùng dây siêu dẫn

Công suất hao phí trên đường dây:

Theo bài ra ta có

P = 80P_o + (1)

P = 95P_o + (2)

P = nP_o (3)

Nhân (2) với 4 trừ đi (1): 3P = 300P_o (4)

→ P = 100P_o

→ n = 100

Vậy điện năng từ nhà máy có thể cung cấp đủ cho 100 hộ dân

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 9 có đáp án và lời giải chi tiết khác:

• Dạng 1: Dạng bài tập Ứng dụng của nam châm cực hay
• Dạng 2: Cách giải bài tập Động cơ điện, máy phát điện cực hay
• Dạng 3: Cách xác định chiều của đường sức từ cực hay
• Dạng 4: Cách xác định chiều của lực điện từ cực hay
• Dạng 5: Bài tập về hiện tượng cảm ứng điện từ cực hay
• Dạng 6: Bài tập tác dụng từ của dòng điện xoay chiều cực hay
• Dạng 7: Cách giải bài tập truyền tải điện năng cực hay
• Dạng 8: Phương pháp tính độ giảm điện thế cực hay
• Dạng 10: Phương pháp giải bài tập điện trở thay đổi cực hay
• Dạng 11: Cách tính hiệu suất truyền tải điện năng cực hay
• Dạng 12: Phương pháp giải bài tập về máy biến thế cực hay

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 9
• Giải sách bài tập Vật Lí 9
• Giải VBT Vật Lí 9
• Đề thi Vật Lí 9

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---