Viết công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện

Nội dung chính

  • Viết công thức tính điện năng hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện
  • Bài tập tính năng lượng hao phí

Viết công thức tính điện năng hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện

Định nghĩa

Lãng phí điện năng là phần điện năng trở nên vô dụng, thường là nhiệt lượng tỏa ra khi các thiết bị điện hoạt động hoặc khi truyền tải điện năng, một phần nhiệt lượng làm dây dẫn nóng lên và thay đổi điện trở.

Công thức

Công suất hao phí được tính theo công thức:

Trong đó:

  • Sức Mạnh Tiêu Tan (W)
  • I: Cường độ dòng điện trong mạch (A)
  • R: Điện trở (Ω)

Mở rộng

Tổn thất điện năng trên đường dây tải điện:

Trong đó:

  • Sức Mạnh Tiêu Tan (W)
  • Công suất tại nơi truyền tải (W)
  • I: Cường độ dòng điện trong mạch (A)
  • R: Điện trở (Ω)
  • U: Điện áp (V)

Cách giảm chi phí trên đường dây tải điện

Từ công thức: để giảm công suất hao phí có 2 phương án: giảm R hoặc tăng U

Từ công thức tính công suất tổn thất ta thấy biện pháp giảm tổn thất điện năng trên đường dây tải điện là giảm điện trở R hoặc tăng hiệu điện thế U hoặc tăng giá trị của hệ số công suất cosφ. Như sau:

* Giảm điện trở RẺ

Điện trở của dây dẫn được xác định bằng tích của điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn với chiều dài của dây dẫn chia cho diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn. Vì chiều dài của dây dẫn trên đường dây tải điện là xác định nên ta có thể giảm điện trở bằng cách:

– Giảm điện trở suất của dây dẫn: Sử dụng các vật liệu có điện trở suất thấp làm dây dẫn như vàng, bạc,.. để tăng khả năng dẫn điện. Tuy nhiên, phương pháp này quá tốn kém vì đây đều là những vật liệu đắt tiền.

– Tăng diện tích tiết diện của dây dẫn do sử dụng dây lớn => Tăng khối lượng dây và cột đỡ.

=> Khi giảm điện trở R đi k lần thì công suất hao phí Php giảm đi k lần.

* Tăng điện áp U

Theo công thức tính công suất tổn thất, khi tăng hiệu điện thế k lần thì Pp giảm đi k2 lần. Vì vậy, tăng điện áp hiệu quả hơn là giảm điện trở. Để làm được điều này, người ta sử dụng tên lửa đẩy.

*Tăng giá trị hệ số công suất cosφ

Để tăng giá trị của hệ số công suất cosφ, chúng ta phải sử dụng tụ điện đắt tiền ở những nơi tiêu thụ điện năng. Vì vậy, phương pháp này cũng không khả thi.

Một số giải pháp truyền tải điện năng đi xa

Xem thêm bài viết hay:  Hóa 8 bài 36: Tính chất hóa học, công thức cấu tạo của Nước H2O và bài tập vận dụng

– Sử dụng boost trước khi truyền tải để tăng điện áp

– 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), bao gồm: cột điện, dây dẫn,….

Đơn vị đo lường năng lượng lãng phí

Oát (W) là đơn vị đo công suất chính và chính xác nhất – một số đơn vị nhỏ hơn như: mW, MW, KW, Kva.

Trong đó:

  • KwA: Mạch điện xoay chiều có công thức biểu kiến ​​(S) và véc tơ tổng của công suất thực (P) và công suất phản kháng (Q). VA là thước đo công suất hiện tại và được tính bằng cách nhân hiệu điện thế trong V và cường độ dòng điện A.
  • Kw: là đơn vị đo công suất P trong hệ đo lường quốc tế, công suất này biểu thị độ biến thiên của nguồn năng lượng ΔE trong khoảng thời gian Δt.

Bài tập tính năng lượng hao phí

Câu 1: Một chiếc quạt điện đang hoạt động với công suất có ích là 30W. Quạt có điện trở 10Ω. Tính điện năng tiêu thụ của quạt, biết rằng quạt sử dụng điện dân dụng có hiệu điện thế 220V.

Trả lời:

Cường độ dòng điện chạy trong quạt là:

Công suất của quạt là:

Câu 2: Cần truyền một công suất 400kW từ nhà máy phát điện đến hộ tiêu thụ cách nhà máy 50 km với hiệu điện thế ở nơi phát điện là 50kV. Điện năng được truyền tải bằng dây dẫn nhôm, tiết diện 600mm2. Tìm nguồn điện bị mất trên đường dây. Điện trở suất của nhôm là 2,8.10-8 Ωm.

Trả lời:

Lưu ý rằng chiều dài dây dẫn luôn gấp đôi khoảng cách giữa hai vị trí.

Điện trở của dây dẫn là:

Tìm công suất hao phí trên đường dây là:

Câu 3: Để truyền tải cùng một công suất điện, nếu rút ngắn đường dây tải điện hai lần thì công suất hao phí do tỏa nhiệt sẽ là:

A. Giảm 2 lần

B. Tăng 2 lần

C. giảm đi 4 lần

D. Tăng 4 lần

Trả lời:

Đáp án A

Khi rút ngắn đường dây tải điện đi 2 lần thì điện trở của dây dẫn cũng giảm đi 2 lần.

Dựa vào công thức tính điện năng hao phí

→ Tổn thất nhiệt trên đường dây tải điện cũng giảm đi nhiều lần.

Câu 4: Khi truyền tải cùng một công suất điện đi xa, để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt, người ta thường dùng cách nào sau đây?

A. Giảm điện trở đường dây

B. Giảm điện áp truyền tải

C. Tăng điện áp truyền tải

D. Tăng điện trở của đường dây

Xem thêm bài viết hay:  Các giới từ chỉ sự di chuyển tiếng Anh bạn cần phải biết

Trả lời:

HỒI ĐÁP

Để giảm tổn thất nhiệt khi truyền tải điện năng đi xa, tăng hiệu điện thế truyền tải là cách đơn giản và hiệu quả nhất. Vì vậy khi muốn giảm chi phí đường truyền người ta thường sử dụng phương pháp này

Câu 5: Người ta cần truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến khu dân cư. Ban đầu công suất phát điện là 100kW, nhưng sau đó do nhu cầu nên công suất truyền tải tăng lên 200kW. Tổn thất do đường dây truyền tải thay đổi như thế nào?

A. Tăng 2 lần

B. Tăng lên 4 lần

C. Giảm đi 2 lần

D. Giảm đi 4 lần

Trả lời:

Câu trả lời là không

Dựa vào công thức tính điện năng hao phí

Ta thấy khi công suất truyền tải tăng 2 lần thì tổn hao truyền tải tăng 4 lần

Câu 6: Để truyền cùng một công suất điện, nếu tăng đường dây tải lên gấp đôi, công suất điện tăng gấp đôi thì công suất hao phí do tỏa nhiệt sẽ là:

A. Tăng 2 lần

B. Tăng lên 4 lần

C. Lên đến 8 lần

D. Tăng lên 16 lần

Trả lời:

HỒI ĐÁP

Dựa vào công thức tính điện năng hao phí

→ khi công suất truyền tải tăng 2 thì điện trở dây dẫn tăng 2 lần, tổn hao truyền tải tăng 8 lần

Câu 7: Khi truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ thì công suất hao phí do truyền tải là 10kW. Nhưng do nhu cầu thay đổi, người ta phải tăng gấp đôi công suất hiện tại. Để tổn thất truyền tải vẫn ở mức 10kW, 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 truyền tải lên 2 lần

Trả lời:

TRẢ LỜI DỄ DÀNG

Khi tăng công suất P lên 2 lần và tăng hiệu điện thế truyền tải U lên 2 lần thì công suất hao phí không đổi.

Câu 8: Dựa vào công thức tính điện năng hao phí do tỏa nhiệt trong quá trình truyền tải điện năng, hãy nêu 2 biện pháp có thể áp dụng để giảm điện năng hao phí khi truyền tải một công suất điện nhất định?

Trả lời:

Biện pháp thứ nhất: Tăng điện áp truyền tải

Biện pháp thứ hai: giảm điện trở dây dẫn (tăng tiết diện dây dẫn, giảm chiều dài, sử dụng vật liệu dẫn điện tốt)

Câu 9: Đường dây tải điện từ nhà máy thủy điện đến điểm tiêu thụ dài 120km. Dây dẫn làm bằng đồng, cứ 1km có R = 0,4Ω. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là 200A. Tính công suất hao phí trên đường dây?

Xem thêm bài viết hay:  Phân tích bài thơ Trở về quê nội của Lê Anh Xuân

Trả lời:

Điện trở của dây dẫn là: 120.0,4 = 48 (Ω)

Công suất hao phí trên đường dây là:

Php = R.I2 = 48.2002 = 190000 (W)

Điện thoại: 190000W

Câu 10: Người ta cần truyền một công suất điện có công suất 100kW ở hiệu điện thế hiệu dụng 5kV đi một quãng đường dài. Trong quá trình truyền tải, công suất hao phí trên đường dây là 10kW. Điện trở của dây dẫn là gì?

Trả lời:

Đổi 100kW = 100000W; 10kW = 10000W; 5kV = 5000V

Áp dụng công thức

Điện trở của dây dẫn là

Câu 11: Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều từ một trạm phát điện cách điểm tiêu thụ 15km bằng dây dẫn kim loại có điện trở suất p = 4.10-7 Ωm, tiết diện 0,5cm2. Điện áp và công suất tại trạm là 10kV và 600kW. Tính công suất tỏa nhiệt trên đường dây trong quá trình truyền tải điện năng.

Trả lời:

Đổi 15km = 15000m; 10kV = 10000V; 600kW = 600000W; 0,5cm2 = 0,5.10-4m2

Điện trở toàn phần của dây dẫn là:

Nhiệt dung trên đường dây là:

Điện thoại: 432000W

Câu 12: Người ta cần truyền tải một công suất 5MW từ nhà máy phát điện đến điểm tiêu thụ cách nhau 40km. Hiệu điện thế ở nhà máy điện là U = 100kV. Tính công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây và công suất tại điểm tiêu thụ? Biết điện trở suất của dây truyền tải điện là 1.10-8Ωm, dây có tiết diện 0,5cm2

Trả lời:

Đổi 5MW = 5000000W; 40km = 40000m; 100kV = 100000V; 0,5cm2 = 0,5.10-4m2

Điện trở toàn phần của dây dẫn là:

Nhiệt dung trên đường dây là:

Cách giải bài tập truyền tải điện năng cực hay |  vật lý lớp 9

Công suất điện năng tại nơi tiêu thụ là

Pci = P – Php = 5000000 -80000 = 4920000(W)

Điện thoại: 80000W; 4920000W

************************

Bạn đang xem: Viết công thức tính điện năng hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện

Đăng bởi: Trung Cấp Y Dược Tại TPHCM

Thể loại: Giáo dục

Bản quyền bài viết thuộc về trường Trung Cấp Y Dược Tại TPHCM. Mọi sao chép đều là gian lận! Nguồn chia sẻ: https://trungcapyduoctphcm.edu.vn https://trungcapyduoctphcm.edu.vn/viet-cong-thuc-tinh-cong-suat-hao-phi-do-toa-nhiet-tren-duong-day – tai-dien/

Bạn thấy bài viết
Viết công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện
có thoải mãn đươc vấn đề bạn đang tìm hiểu không?, nếu không hãy comment góp ý thêm về
Viết công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện
bên dưới để Trung Cấp Y Dược Tại TPHCM có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: trungcapyduoctphcm.edu.vn

Nhớ để nguồn bài viết này:
Viết công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện
của website trungcapyduoctphcm.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục

Viết một bình luận