Bài 36: Truyền tải điện năng đi xa
Lý thuyết
Mục lục
* * * * *
Bài 36.1, 36.2 trang 78 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9
36.1. Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài gấp đôi thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ:
A. tăng 2 lần. B. tăng 4 lần.
C. giảm 2 lần. D. không tăng, không giảm.
36.2. Trên cùng một đường dây dẫn tải đi cùng một công suất điện, nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng gấp đôi thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ:
A. tăng 2 lần. B. giảm 2 lần.
C. tăng 4 lần. D. giảm 4 lần.
Hướng dẫn giải
36.1:
Chọn A. tăng 2 lần.
Giải thích:
\(P_{hp} = {I^2}R = {{{P^2}} \over {{U^2}}}.R \\ R = \rho {l \over S} \)
Khi tăng chiều dài lên gấp đôi thì R tăng gấp đôi. P, U không đổi khi chiều dài thay đổi \(\Rightarrow P_{hp}\) tăng gấp đôi
36.2: Chọn B. giảm 2 lần.
Giải thích: Ta có công thức tính công suất hao phí là \({P_{hp}} = \dfrac{{R.{P^2}}}{{{U^2}}}\) . Theo công thức thì \(P_{hp}\) tỉ lệ thuận với điện trở R mà R thì tỉ lệ nghịch với tiết diện S của dây theo công thức \(R = \dfrac{{\rho .l}}{S}\). Do vậy khi tiết diện dây dẫn S tăng 2 lần thì công suất hao phí giảm 2 lần.
Bài 36.3 trang 78 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9
Khi truyền đi cùng một công suất điện, muốn giảm công suất hao phí do tỏa nhiệt, dùng cách nào trong hai cách dưới đây có lợi hơn? Vì sao ?
a. Giảm điện trở của đường dây đi 2 lần.
b. Tăng hiệu điện thế giữa hai đầu dây lên hai lần.
Hướng dẫn giải
Tăng hiệu điện thế giữa hai đầu dây lên hai lần sẽ giảm được nhiều hơn vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế.
Bài 36.4 trang 78 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9
Vì sao khi muốn truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn người ta lại phải dùng hai máy biến thế đặt ở hai đầu đường dây tải điện ?
Hướng dẫn giải
Muốn giảm hao phí phải tăng hiệu điện thế lên, do đó phải đặt một máy biến thế (tăng thế) ở đầu đường dây tải điện, ở nơi sử dụng điện, chỉ thường sử dụng hiệu điện thế 220V. Như vậy, phải có một máy biến thế thứ hai (hạ thế) đặt ở nơi sử dụng đế giảm hiệu điện thế.
Bài 36.5, 36.6 trang 79 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9
36.5 Trên cùng một đường dây tải đi một công suất điện xác định dưới một hiệu điện thế xác định, nếu dùng dây dẫn có đường kính tiết diện giảm đi một nửa thì công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ thay đổi như thế nào?
A. Tăng lên hai lần.
B. Tăng lên bốn lần.
C. Giảm đi hai lần.
D. Giảm đi bốn lần.
36.6 Trên một đường dây tải đi một công suất điện xác định dưới hiệu điện thế 100 000V. Phải dùng hiệu điện thế ở hai đầu dây này là bao nhiêu để công suất hao phí giảm đi hai lần?
A. 200 000V
B. 400 000V
C. 141 000V
D. 50 000V
Hướng dẫn giải
36.5:
Ta có công thức tính tiết diện dây dẫn tròn là: \(S = \dfrac{{\pi {d^2}} }{ 4}\) (d: là đường kính của tiết diện dây dẫn). Do đường kính giảm đi một nửa nên tiết diện giảm đi 4 lần (S tỉ lệ thuận với \(d^2\)). S giảm đi 4 lần nên điện trở R tăng 4 lần (S tỉ lệ nghịch với điện trở). R tăng 4 lần nên công suất hao phí \(P_{hp}\) tăng 4 lần (do \(P_{hp}\) tỉ lệ thuận với điện trở R).
Chọn B. Tăng lên bốn lần.
36.6:
Công suất hao phí dưới hiệu điện thế U = 100000V
\({P_{hp}} = \dfrac{{R{P^2}} }{ {{{\left( {100000} \right)}^2}}}\,\,(1)\)
Để giảm hao phí hai lần thì:
\(\dfrac{{{P_{hp}}}}{2} = \dfrac{{R{P^2}}}{{{U^2}}}\,\,\,\,\,(2)\)
Lấy (2) chia cho (1) ta được:
\(\dfrac{{\dfrac{{{P_{hp}}}}{2}}}{{{P_{hp}}}} = \dfrac{{\dfrac{{R{P^2}}}{{{U^2}}}\,\,\,\,}}{{\dfrac{{R{P^2}}}{{{{100000}^2}}}}}\,\)
\(\Leftrightarrow {1 \over 2} = {{{{100000}^2}} \over {{U^2}}} \\ \Leftrightarrow 2 = {{{U^2}} \over {{{100000}^2}}} \\ \Leftrightarrow {U^2} = {2.100000^2} \\ \Rightarrow U = 141000\,\,V\)
Chọn C. 141 000V
Bài 36.7 trang 79 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9
Vì sao người ta không dùng phương pháp giảm điện trở của dây tải điện để làm giảm công suất hao phí vì toả nhiệt?
Hướng dẫn giải
Vì khi giảm điện trở thì phải tăng tiết diện, mà khi tăng tiết diện sẽ rất hao phí, tốn kém và không an toàn.
Bài 36.8 trang 79 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9
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 100 Km và hiệu điện thế ở hai đầu dây là 100 000kV. Đường dây thứ hai có chiều dài 200Km và hiệu điện thế 200000kV. So sánh công suất hao phí vì toả nhiệt ℘1 và ℘2 của hai đường dây.
A. ℘1 = ℘2
B. ℘1 = 2℘2
C. ℘1 = 4℘2
D. \({\wp _1}{\rm{ = }}{1 \over 2}{\wp _2}\)
Hướng dẫn giải
Chọn B. ℘1 = 2℘2
Giải thích:
Công suất hao phí trong trường hợp 1
\({\wp _{h{p_1}}} = {{R{\wp ^2}} \over {U_1^2}} = {{{{\rho {l_1}{\wp ^2}} \over S}} \over {U_1^2}} = {{{{100\rho {\wp ^2}} \over S}} \over {{{100000}^2}}}\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\)
Công suất hao phí trong trường hợp 2
\({\wp _{h{p_2}}} = {{R{\wp ^2}} \over {U_2^2}} = {{{{\rho {l_2}{\wp ^2}} \over S}} \over {U_2^2}} = {{{{200\rho {\wp ^2}} \over S}} \over {{{200000}^2}}}\,\,\,\,\,\,\left( 2 \right)\)
Do hai dây dẫn cùng làm bằng một chất liệu, cùng một công suất truyền tải và cùng một tiết diện nên ρ, ℘, S của hai dây bằng nhau.
Lấy (2) chia cho (1) ta được: ℘1 = 2℘2
Có thể bạn quan tâm
Có thể bạn quan tâm
