Chuyên đề truyền tải điện năng đi xa hay và khó

Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn sẽ có một phần năng lượng bị mất mát do hiện tượng tỏa nhiệt. Sẽ lợi hơn khi giảm lượng hao phí năng lượng này.

truyen tai dien nang di xa
Truyền tải điện năng đi xa

Cường độ dòng điện trong dây dẫn $I = \frac{P}{{U\cos \varphi }}$

  • P là công suất truyền đi ở nơi phát điện.
  • U là điện áp nơi phát điện.
  • cosφ là hệ số công suất của mạch tải điện.

Công suất hao phí trên dây dẫn $\Delta P = {I^2}R = {\left( {\frac{P}{{U\cos \varphi }}} \right)^2}.R$

Để giảm công suất hao phí ΔP ta tăng điện áp U nới phát điện ( nhờ máy tăng áp) và giảm điện áp trước khi đến nơi tiêu thụ (nhờ máy hạ áp).

Câu 1.Người ta cần truyền tải điện năng đi xa với một công suất điện 200 kW từ nguồn điện có điện áp 5000 V trên đường dây có điện trở tổng cộng 20 Ω và hệ số công suất của nguồn cung cấp bằng 1. Độ giảm điện thế trên đường dây tải là
A. 40 V.
B. 400 V.
C. 80 V.
D. 800 V.

Giải

Độ giảm điện thế trên đường dây tải là
$\Delta U = IR = \frac{P}{{U\cos \varphi }}.R = \frac{{{{200.10}^3}}}{{5000.1}}.20 = 800\left( V \right)$
Kết luận: ∆U = 800 V.

Câu 2.Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000 kW. Dòng điện xoay chiều nó phát ra sau khi tăng thế được truyền tải đi xa bằng một dây dẫn có tổng chiều dài 200 km có đường kính 0,39 cm làm bằng hợp kim có điện trở suất bằng 1,8.10$^{-8}$ Ωm. Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Tính công suất hao phí trên đường dây nếu điện áp đưa lên là 50 kV.
A. 0,16 MW.
B. 0,03 MW.
C. 0,2 MW.
D. 0,12 MW.

Giải

Điện trở đường dây:
$R = \rho \frac{\ell }{S} = \rho \frac{\ell }{{\pi {r^2}}} = 1,{8.10^{ – 8}}.\frac{{{{200.10}^3}}}{{\pi .{{\left( {0,{{195.10}^{ – 2}}} \right)}^2}}} = 301\Omega $
Công suất hao phí trên đường dây trong quá trình truyền tải điện năng đi xa:
$\begin{array}{l}
\Delta P = {I^2}R\\
= {\left( {\frac{P}{{U\cos \varphi }}} \right)^2}.R = \left( {\frac{{{{1000.10}^3}}}{{{{50.10}^3}.1}}} \right).301 = 0,{12.10^6}\left( {\rm{W}} \right)
\end{array}$

Câu 3: Điện năng ở một trạm phát điện xoay chiều một pha được truyền tải đi xa với điện áp là 10 kV thì hiệu suất truyền tải là 84%. Đề hiệu suất truyền tải bằng 96% thì điện áp truyền tải là:
A. 80 kV.
B.5 kV.
C. 20 kV.
D. 40 kV.

Giải

Công suất hao phí điện năng trong quá trình truyền tải điện năng đi xa là \(\Delta P = \frac{{R{P^2}}}{{{U^2}c{\rm{o}}{{\rm{s}}^2}\varphi }}\)
Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng: \(H = 1 – \frac{{\Delta P}}{P}\)
Công suất hao phí ban đầu là 16%

Câu 4: Người ta cần truyền tải một công suất 500 kW từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha. Biết công suất hao phí trên đường dây là 10 kW, điện áp hiệu dụng ở trạm phát là 35 kV. Coi hệ số công suất của mạch truyền tải điện bằng 1. Hãy xác định điện trở tổng cộng của đường dây tải điện?
A. 55Ω
B.38Ω
C. 49Ω
D. 52Ω

Giải

\(\Delta P=I^{2}R=\frac{P^{2}}{U^{2}}.R\rightarrow R=\frac{\Delta P.U^{2}}{P^{2}}=\frac{10.10^{3}.(35.10^{3})^{2}}{(500.10^3)^2}=49\Omega\)

Câu 5:Người ta truyền tải điện năng đi xa từ một điểm A đến điểm B với hệ số công suất bằng 1. Tại A đặt máy tăng áp, tại B đặt máy hạ áp. Đường dây tải điện xoay chiều có điện trở tổng cộng 20Ω. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều trên dây tải là 110A. Công suất hao phí 5% công suất tiêu thụ ở B. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp của máy hạ áp là 220V. Hãy xác định tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp ở máy hạ áp
A. 20.
B.100.
C. 250.
D. 200.

Giải

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là: \(P = \frac{I^2R}{5\%} = UI \Rightarrow U = 44000\)
=> Tỉ số giữa vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là: \(\frac{U}{U’} = \frac{44000}{220} = 200\)
=> Đáp án D

Add a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *