Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài 51: Truyền tải điện năng máy biến áp

Nội dung text: Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài 51: Truyền tải điện năng máy biến áp

1. KIỂM TRA BÀI CŨ 1. Viết các công thức tính công suất của dòng điện? 2. Viết công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua?
2. 1. Các côngth ức tính công suất của dòng điện: P U= I . PRI= . 2 U 2 A P = P = R t 2. Công thức tínhnhi ệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua: Q= RI2 t
3. Đường dây 500kV
4. Tại sao phải xây dựng đường dây cao thế vừa tốn kém vừa nguy hiểm?
5. I.SỰ HAO PHÍ ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐiỆN Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, có một phần điện năng bị hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn.
6. 1. Tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện: HOẠT ĐỘNG CÁ NHÂN - 3 PHÚT Thiết lập công thức tính công suất hao phí P hp do tỏa nhiệt phụ thuộc vào các yếu tố P , U, R: Công suất của dòng điện: (1) Công suất hao phí: (2) Từ (*) Thay (*) vào , ta được công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt phụ thuộc vào P, U, R: (3)
7. Công suất của dòng điện: PUI = . (1) 2 Công suất hao phí: P hp = R.I ( 2 ) Từ (1) I = P / U (*) Thay (*) vào (2), ta được công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt phụ thuộc vào P, U, R: RP. 2 P = hp U 2 (3)
8. 2. Cách làm giảm hao phí: C1: Từ công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt: RP. 2 P = Để truyền tải một công suất P xác hp U 2 định, muốn giảm hao phí do tỏa nhiệt thì có thể có những cách làm nào? Cách 1: Giảm điện trở R Cách 2: Tăng U2 => Tăng hiệu điện thế U
9. RP. 2 P = hp U 2 Cách 1: Giảm điện trở R của dây: Để tìm cách giảm điện trở R ta dựa vào công thức: l R = S Chất làm dây dẫn chọn trước và chiều dài đường dây không đổi, vậy tăng S tức là dùng dây dẫn có tiết diện lớn, có khối lượng, trọng lượng→ lớn đắt tiền, nặng, dễ gẫy, phải có hệ thống cột điện lớn. Số tiền để tăng tiết diện S còn lớn hơn giá trị điện năng hao phí - không thể thực hiện được
10. Cách 2: Tăng U: Nếu tăng U hai đầu đường dây thì có lợi gì?Muốn vậy cần phải giải quyết vấn đề gì? Tăng U, công suất hao phí sẽ giảm rất nhiều.Vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế. Vậy phải chế tao máy tăng hiệu điện thế để tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn Để làm giảm hao phí trên đường dây tải điện chúng ta cần làm theo cách nào là tối ưu nhất?
11. Kết luận: 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.Vì công suất hao phí do tỏa nhiệt tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây
12. II. Vận dụng: C4: Cùng một công suất điện P được tải đi trên cùng một dây dẫn. So sánh công suất hao phí khi dùng hiệu điện thế 500.000V với khi dùng hiệu điện thế 100.000V? Trả lời: Vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế nên nếu hiệu điện thế tăng gấp 5 lần thì công suất hao phí giảm 25 lần, tức là công suất hao phí khi dùng hiệu điện thế 500 000V giảm 25 lần so với khi dùng hiệu điện thế 100 000V.
13. C5: Trả lời câu hỏi nêu ra ở đầu bài học Tại sao điện năng sau khi được sản xuất ở nhà máy thủy điện Hòa Bình lại được tăng hiệu điện thế lên 500 kV, trong khi hiệu điện thế sử dụng trong các hộ gia đình chỉ có 220V.? Trả lời: Cần tăng hiệu điện thế lên 500kV để giảm hao phí khi truyền tải điện năng.
14. C5: Trả lời câu hỏi nêu ra ở đầu bài học Tại sao phải xây dựng đường dây cao thế vừa tốn kém vừa nguy hiểm? Trả lời: Người ta phải xây dựng đường dây cao thế để giảm công suất hao phí do tỏa nhiệt, giảm bớt khó khăn vì dây dẫn quá to và nặng.
15. C6: Để truyền tải đi cùng một công suất điện, nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây lên 2 lần thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ: • A- Tăng 2 lần • B - Giảm 4 lần • C- Tăng 4 lần • D - Giảm 2 lần
16. Câu 2/108 Để truyền tải cùng một công suất đi xa, muốn giảm công suất hao phí đi 4 lần thì cần A. tăng hiệu điện thế giữa hai đầu dây lên 4 lần B. giảm hiệu điện thế giữa hai đầu dây đi 4 lần C. tăng hiệu điện thế giữa hai đầu dây lên 2 lần D. giảm hiệu điện thế giữa hai đầu dây đi 2 lần
17. Câu 3/108 Trên cùng một đường dây cần tải đi một công suất điện xác định dưới một hiệu điện thế xác định, nếu dùng đường kính dây dẫn có tiết diện giảm đi một nửa thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ thay đổi thế nào? A. Tăng lên hai lần B. Tăng lên bốn lần C. Giảm đi hai lần D. Giảm đi bốn lần
18. Câu 4/108 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 100km và hiệu điện thế ở hai đầu đường dây là 100 kV. Đường dây thứ hai có chiều dài 200 km và hiệu điện thế ở hai đầu đường dây là 200kV. Công suất hao phí do tỏa nhiệt Php1 và Php2 của hai dây có mối liên hệ là: Đáp án: B A. Php1=Php2 Vì công suất hao phí tỉ lệ B. Php1=2Php2 thuận với điện trở dây dẫn, C. Php1=4Php2 tỉ lệ nghịch với bình phương D. 2Php1=Php2 hiệu điện thế giữa hai đầu dây. Mặt khác, điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài dây dẫn, ta có tỉ lệ:
19. 2 푃ℎ 1 푙1 푙2 100 ×200 = 2 : 2 = 2 =2 푃ℎ 2 푈1 2 200 ×100
20. Hướng dẫn về nhà