ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn. người ta dùng một máy biến thế có cuộn sơ cấp 1100 vòng cuộn thứ cấp 2500 vòng để truyền đi một công suất điện 1000 kW . Biết hiệu điện thế đặt ở hai đầu cuộn sơ cấp là 2200V
a. máy biến thế hay hạ thế
b. tính hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp c. tính công suất hao phí tỏa nhiệt trên đường dây [ biết điện trở toàn đường dây là 240]
GIÚP MÌNH CÂU C Ạ !!!
người ta dùng một máy biến thế có cuộn sơ cấp 1100 vòng cuộn thứ cấp 2500 vòng để truyền đi một công suất điện 1000 kW . Biết hiệu điện thế đặt ở hai đầu cuộn sơ cấp là 2200V
a. máy biến thế hay hạ thế
b. tính hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp
c. tính công suất hao phí tỏa nhiệt trên đường dây [ biết điện trở toàn đường dây là 240]
GIÚP MÌNH CÂU C Ạ !!!
Bạn thay P = 1000kW = 1000 000W, U là HĐT ở hai đầu cuộn thứ cấp của máy biến thế trên và R = 240 ôm và tính
Reactions: Trần Bảo My
Câu hỏi: Công thức tính công suất hao phí
Lời giải:
Công suất hao phí 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= I2x R = R x P2/ U2= P2xU2 x cos2φ x r
Trong đó:
- Phplà công suất hao phí điện năng trong quá trình truyền tải từ nhà máy phát điện đến 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 có một số đơn vị đo khác như: mW, MW, KW, KvA.
Khi 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 hao phí. Cụ thểcông suất hao phílà gì? Công thức tính công suất hao phí như thế nào? Tất cả sẽ có trong nội dung bài viết dưới đây. Hãy cùng Top lời giải theo dõi nhé.
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 các yêu cầu sau:
- Truyền tải được công suất điện theo yêu cầu
- Tổn hao [hao phí] trên dây dẫn thấp
- Đường truyền ổn định
- Đảm bảo độ an toàn
Nguyên nhân gây hao phí điện năng trên đường truyền
- Truyền tải điện năng bằng dây dẫn nên dây có điện trở và nếu sử dụng loại dây điện có điện trở quá lớn, công suất hao phí trong quá trình truyền tải có thể tăng lên => Điện trở càng lớn thì công suất hao phí sẽ càng cao.
- Dòng điện chạy liên tục trong dây dẫn sẽ làm dây dẫn tỏa nhiệt và tạo thành công suất hao phí điện năng.
- Hao phí trên đường truyền là hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây hay chính là tổng công suất tỏa nhiệt trên dây dẫn => Chiều dài của dây dẫn càng lớn, công suất hao phí sẽ càng tăng.
Công suất hao phí là gì?
Công suất hao phí hay còn được gọi là công suất tỏa nhiệt được hình thành trong quá trình vận hành thiết bị. Lúc này thiết bị sẽ sinh ra nhiệt lượng và làm cho giá trị điện trở thay đổi, từ đó sinh ra P hao phí.
Việc nắm bắt được công suất hao phí giúp bạn có thể tính toán được giá trị công suất cần thiết để vận hành một thiết bị. Cũng như nắm bắt được lượng điện năng tiêu thụ.
Công thức tính công suất hao phí
Công suất hao phí 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= I2x R = R x P2/ U2= P2xU2 x cos2φ x r
Trong đó:
- Phplà công suất hao phí điện năng trong quá trình truyền tải từ nhà máy phát điện đến 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 có 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 gian Δt. Nó được tính bằng tích của hiệu điện thế và dòng điện tạo ra công suất thực đi qua thiết bị [ 1W=1V*|1A|, KW=1000KW].
Tại sao có hao phí?
Dưới đây sẽ là 3 nguyên nhân chính làm phát sinh công suất hao phí:
- Do điện trở của dây dẫn trong quá trình truyền tải điện năng.
-Trong quá trình truyền điện, dây dẫn sẽ trở nên nóng và tỏa nhiệt do quá trình nhiệt năng biến đổi thành điện năng.
-Hao phí trên đường truyền là hao phí tỏa nhiệt trên đường dây.
Cách làm giảm hao phí điện năng trên đường truyền
Từ công thức tính công suất hao phí, 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:
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 diện tích mặt cắt của dây dẫn. Vì chiều dài của dây dẫn trên đường truyền là xác định nên ta có thể giảm điện trở bằng cách:
- Giảm 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 Phpgiảm k lần.
2/ Tăng hiệu điện thế U
Theo công thức tính công suất hao phí, khi tăng hiệu điện thế lên k lần thì Phpsẽ giảm k2lần. 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 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,….
Lưu ý: Khi sử dụng hệ thống điện cao thế, trung thế, bạn cần phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn về điện.
Chủ đề này gồm các vấn đề: máy biến áp, truyền tải điện năng
A. LÍ THUYẾT
I. MÁY BIẾN ÁP
1. Tác dụng:
– Biến đổi điện áp hiệu dụng[hoặc điện áp cực đại] của dòng điện xoay chiều màkhông làm thay đổi tần số
2. Nguyên tắc hoạt động:
– Dựa vào hiện tượng cảm ứng từ
3. Cấu tạo:
– 2 cuộn dây quấn trên cùng một lõi thép:
+ Cuộn vào [1]: Cuộn sơ cấp
+ Cuộn ra [2]: Cuộn thứ cấp
[Có thể thay thế bởi một cuộn dây với 3 đầu]
– Một lõi thép: để dẫn từ được ghép với nhau bởi các lõi thép cách điện
4. Công thức:
– Công thức về suất điện động vào và ra:
– Bỏ qua điện trở của hai cuộn dây: [U = E]
– Bỏ qua điện trở và sự tỏa nhiệt của dòng điện Phucô:
II. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
– Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa luôn có sự mất mát do có sự tỏa nhiệt trên đường dây do dây dẫy luôn có điện trở
[l = 2 AB]
Độ giảm thế:
– Để giảm thiểu hao phí trên đường dây người ta có 3 cách:
+ Giảm R: Giảm điện trở suất, tăng diện tích tiết diện
+ Tăng [Thông thường ]
+ Tăng điện áp trước khi truyền
II. BÀI TẬP
1. DẠNG BÀI TẬP VỀ MÁY BIẾN ÁP
|
– Bỏ qua điện trở và sự tỏa nhiệt của dòng điện Phucô [máy biến áp lí tưởng]: – Máy biến áp có hiệu suất : – Máy biến áp có cuận sơ cấp có điện trở, cuộn thứ cấp để hở
2. DẠNG BÀI TẬP VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNGa. Công thức chung[l = 2 AB]
Hiệu suất truyền tải: Độ giảm thế: b. Bài tập nâng cao về truyền tải điện năng là nói về sự thay đổi của hiệu suất
+
– Một số bài toán có thể gặp trong để thay đổi hiệu suất + Cố định: P và thay đổi U cùng loại [Cố định PB, thay đổi UB]: Bài dễ + Cố định P và thay đổi U khác loại + Cố định U và thay đỏi P khác loại Ví dụ 1 [Máy biến áp lí tưởng]: Khi truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ thì công suất hao phí trên đường dây là . Để cho công suất hao phí trên đường dây chỉ còn là [với ], ở nơi phát điện người ta sử dụng một máy biến áp [lí tưởng] có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là A. . B. . C. n. D. . Hướng dẫn Vì máy biến áp là lí tưởng nên ta có công suất hao phí trước và sau sử dụng máy biến áp:
Theo đề bài: Suy ra: => Đáp án B Ví dụ 2 [Máy biến áp có điện trở ở cuộn thứ cấp]: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100V. Biết cuộn sơ cấp có 2000 vòng, cuộn thứ cấp có 4000 vòng. a. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở [ giả thiết bỏ qua điện trở hoạt động r của cuộn sơ cấp] có giá trị A. 100V B. 200V C. 300V D. 400V b. Khi dùng vôn kế [ có điện trở vô cùng lớn] để đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở, người ta thấy vôn kế chỉ 199V. Xác định tỉ số giữa cảm kháng ZLcủa cuộn sơ cấp và điện trở hoạt động r của nó? A. 9,95 B. 99,5 C. 5,99 D. 59,9 Hướng dẫn a. Từ => Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là:
=> Đáp án B b. Khi dùng vôn kế đo chỉ thấy 199V [ Đáp án A |
Ví dụ 3 [Truyền tải điện năng] : Một trạm phát điện, có hiệu điện thế 500V truyền đi một công suất P=50kW trên một đường dây có điện trở tổng cộng là tới tải tiêu thụ.
a. Công suất hao phí trên đường dây, độ giảm thế, hiệu suất của sự truyền tải điện năng và hiệu điện thế tại nơi tiêu thụ là
A. % .
B. .%
C. %
D. %
b. Nếu trước khi đưa lên đường dây tải điện, người ta nối hai cực của máy phát điện với một máy biến thế lý tưởng có tỉ số các vòng dây của cuộn sơ cấp trên cuộn thứ cấp 0,1 để tăng áp thì công suất hao phí trên đường dây, độ giảm thế, hiệu suất của sự truyền tải điện năng và hiệu điện thế tại nơi tiêu thụ lúc này là
A. .
B. .
C. .
D. .
Hướng dẫn
a. Khi chưa dùng máy tăng thế, hiệu điện thế lên đường dây là 500V.
Công suất hao phí trên đường dây:
Hiệu suất truyền tải:
Độ giảm thế trên đường dây:
Hiệu điện thế tại nơi tiêu thụ điện:
=> Đáp án C
b. Khi dùng máy tăng thế với tỉ số số vòng dây theo đề ra theo đề ra, hiệu điện thế đưa lên đường dây được tăng lên 10 lần, tức là 5000V, tương tự ta có:
Công suất hao phí trên đường dây:
Hiệu suất truyền tải:
Độ giảm thế trên đường dây:
Hiệu điện thế tại nơi tiêu thụ điện:
=> Đáp án D