Một trong những mảng kiến thức đó là bài tập về máy biến thế và truyền tải điệnnăng đi xa phần điện học Vật lí 9.. Từ những khó khăn và vướng mắc trong quátrình hướng dẫn giải bài tập dạ
Trang 11 MỞ ĐẦU 1.1.Lí do chọn đề tài:
Trong vài thập kỉ gần đây, do sự phát triển nhanh chóng của khoa học,
kĩ thuật và công nghệ, đặc biệt là cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 cũng như quátrình hội nhập quốc tế đã dẫn đến nền kinh tế nước ta trở thành nền kinh tế - trithức Trong nền kinh tế - tri thức, kiến thức và kĩ năng của con người là nhân tốquyết định sự phát triển của xã hội Nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho nền giáodục là ngoài việc trang bị cho học sinh những kiến thức tối thiểu, cần thiết, cácmôn học cần tạo ra cho học sinh các năng lực nhất định để khi đi vào cuộc sốngcác em có thể thích ứng được với thực tiễn cuộc sống
Trong nhiều năm qua công tác dạy vật lý lớp 9 tôi nhận thấy Điện học lớp
9 là môn học khó đối với học sinh Đây là nội dung các em đã được tiếp cận từlớp 7 các em đã làm quen với điện học, đó chỉ là cách làm quen và tiếp cận cáckhái niệm đơn giản và mang tính định tính Ở phần điện học lớp 9thì khác hẳn,các em phải dùng lập luận có căn cứ, kết hợp với tư duy logic và sử dụng côngthức và kinh nghiệm thực tế Vì vậy người giáo viên cần giúp học sinh nắmvững kiến thức vật lí, biết khai thác, vận dụng kiến thức để giải quyết được cácvấn đề trong thực tiễn cũng như khi học tập bộ môn là nhiệm vụ quan trọng vàthường xuyên trong quá trình giảng dạy nói chung và các môn học khác nóiriêng Từ những kiến thức đã học, cần giúp học sinh nắm vững thực tiễn kháchquan, có cách nhìn một cách khoa học để nhận biết sự vật, hiện tượng một cáchlôgic, có hệ thống
Để đạt được mục đích trên, trong quá trình giảng dạy cần chú ý giúp họcsinh phương pháp tự nghiên cứu, tự học để học sinh biết vận dụng kiến thức đãhọc trong những trường hợp cụ thể mà áp dụng cho những trường hợp kháctương tự Trong công tác rèn luyện kỹ năng làm bài tập vật lí THCS thường gặpcác mảng kiến thức có thể gây khó khăn cho giáo viên và học sinh trong quátrình dạy và học Điều quan trọng, giáo viên phải định hướng được cho học sinhnhận biết được dạng bài tập vật lí để có phương pháp, kĩ năng giải đúng hướng
Một trong những mảng kiến thức đó là bài tập về máy biến thế và truyền tải điệnnăng đi xa phần điện học Vật lí 9 Từ những khó khăn và vướng mắc trong quátrình hướng dẫn giải bài tập dạng này tôi đã tìm tòi, nghiên cứu tìm ra nguyênnhân và tìm ra được các biện pháp giúp học sinh giải quyết tốt được kiến thức
về dạng bài tập này
Để có cách giải dạng bài tập trên hiệu quả nhất, giúp học sinh dễ hiểu, giảiquyết vấn đề nhanh, chính xác, đầy đủ và gọn gàng hơn, đồng thời rèn luyện khảnăng tư duy độc lập trong quá trình học tập cho học sinh tôi đã chọn đề tài:
1UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 2“Kinh nghiệm rèn kĩ năng giải bài toán Máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa phần điện học Vật lí 9” từ đó giúp các em có kinh nghiệm trong
việc giải các bài tập dạng này
1.2 Mục đích nghiên cứu
Việc nghiên cứu thành công đề tài sáng kiến kinh nghiệm giúp giáo viên
và học sinh nắm vững lí thuyết và phân dạng cũng như giải bài tập về máy biếnthế và truyền tải điện năng đi xa phần điện học Bổ sung và phát triển cơ sở líluận của dạy học làm cơ sở cho việc vận dụng trong dạy học kiến thức về Máybiến thế- Truyền tải điện năng
Đề xuất một số biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức, nănglựcgiải quyết vấn đề, vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế, năng lực trải nghiệmsáng tạo và mục đích cuối cùng là để nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn
Tập cho học sinh làm quen với phương pháp học tập mới, học đi đôi vớihành, chủ động chiếm lĩnh tri thức, phát huy tính hứng thú học tập của học sinh
1.4 Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng là tác động của giáo viên đến việc hình thành một đơn vị kiếnthức nâng cao về máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa phần điện học chohọc sinh lớp 9 đồng thời phân tích hướng dẫn học sinh giải được một số dạngbài tập cơ bản về máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa phần điện học
1.5 Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu tài liệu, thu thập và xử lí các bài tập trong tài liệu, các bài tập trên mạng
- Phương pháp điều tra: Tiến hành dạy thử nghiệm theo phương pháp trong đề tàiđối với học sinh trong khối 9 thành 2 lớp: một lớp áp dụng đề tài và một lớp không thực hiện, khái quátthành bài học kinh nghiệm
- Tổng hợp nhận dạng các thể loại bài tập
2UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 32 NỘI DUNG SÁNG KIẾN 2.1 Cơ sở lí luận:
Chương trình môn Vật lý 9 là giai đoạn 2 của chương trình vật lý THCS,nên những yêu cầu về khả năng tư duy trừu tượng, khái quát cũng như nhữngyêu cầu về mặt định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật Vật
lý cũng cao hơn
Tuy nhiên Vật Lý là một môn khoa học thực nghiệm, các kiến thức vật
lý, quan điểm vật lý thay đổi không ngừng ngày càng có nhiều ứng dụng thựctiễn cao Trong khi đó việc thực hiện công tác giảng dạy Vật Lý của các trườngphổ thông cũng còn nhiều hạn chế Kiến thức được giảng dạy mới chỉ dừng lại ởnguyên lí sách vở, liên hệ vật lý với thực nghiệm, khoa học công nghệ rất ít vàlạc hậu Các kiến thức vật lý chỉ mang tính chất biến đổi toán học mà thiếu tínhliên hệ thực tiễn, do đó học sinh không có hứng thú nhiều với môn học Đặc biệtcác thầy cô trong quá trình giảng dạy phần nhiều chỉ tập trung vào kiến thức màkhông chú ý đến phát triển năng lực học sinh Vì vậy, nghiên cứu các phươngpháp dạy học mới để phát triển năng lực học sinh, góp phần nâng cao chất lượnggiảng dạy là thực sự cần thiết
Phần Máy biến thế - Truyền tải điện năng đi xa trong chương trình Vật
lý lớp 9 giúp học sinh tìm hiểu về vai trò, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và ứngdụng của máy biến thế ở dạng đơn giản Các kiến thức phần liên quan đến máybiến áp này là những kiến thức rất gần gũi, thực tế với học sinh Tuy nhiên, họcsinh chỉ được nghiên cứu các kiến thức hàn lâm, tính toán các đại lượng thôngqua biến đổi toán học, tưởng tượng suy luận các quá trình diễn ra trong máybiến thế thực trạng dạy và học không có thực nghiệm như vậy làm cho học sinhrất thụ động, không có tính thực tế, chưa phát huy hết hứng thú của học sinh đốivới môn học Chính vì vậy, để nắm vững và làm thành thạo các dạng bài tập ởphần này một cách có hiệu quả, khai thác tốt hứng thú, đam mê của học sinh thìcần có một phương pháp dạy học thực sự phù hợp và khoa học
Trong quá trình dạy nhiều năm tôi nhận thấy để học sinh có thể phát hiệnhướng giải và giải thành thạo các bài tập dạng này, thì trong quá trình dạy ngườigiáo viên cần xây dựng lại kiến thức lý thuyết có hệ thống, phân dạng bài tập,bài tập có liên quan để cho học sinh suy luận có tính logic một vấn đề
2.2 Thực trạng:
2.2.1 Đối với học sinh:
Một số học sinh chưa nắm chắc được bản chất các hiện tượng vật lí
- Thụ động trong việc tiếp thu cách giải trong sách giáo khoa, sách bài tập và hướngdẫn giải có trên thị trường
- Học sinh còn lúng túng khi nhận diện được thể loại bài tập và do đó chưa địnhhướng nhanh cách giải Từ đó dẫn đến trong một khuôn khổ thời gian nhất định không hoàn thành đượcbài giải
3UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 4- Tuy nhiên học sinh có khả năng làm được các bài tập vận dụng, bài tập tổng hợp, bài tập phát triển và nâng cao khi được giáo viên gợi ý, hướng dẫn.
2.2.2 Đối với giáo viên:
- Thuận lợi: Đa số đều có trình độ chuẩn và trên chuẩn tâm huyết và có nhiều năm làm công tác dạy học
- Khó khăn: Do kiến thức khó, do đó có nhiều giáo viên còn đầu tư ít thời gian nênngại tìm tòi nghiên cứu nên khi dạy Máy biến thế – Truyền tải điện năng đi xacòn chưa sâu, rộng và đủ
độ để học sinh nắm chắc vấn đề
2.2.3 Kết quả của thực trạng:
Qua khảo sát khi chưa áp dụng đề tài, được điều tra như sau:
Khảo sát trước khi Tổng số áp dụng đề tài
2.3 GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ:
2.3.1 Các giải pháp:
* Giải pháp 1: Xây dựng lí thuyết về máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa,
công thức phân tích lí thuyết để xây dựng các dạng bài tập có liên quan
* Giải pháp 2: Chọn, phân loại, định hướng nguyên tắc phương pháp giải các dạng
bài tập về máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa và các dạng có liên quan
* Giải pháp 3 : Rèn kỹ năng nhận dạng và giải các bài tập về máy biến thế và
truyền tải điện năng đi xa và các dạng có liên quan
* Giải pháp 4: Kiểm tra, đánh giá rút kinh nghiệm tổng hợp thành bài học kinh
nghiệm
4UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 52.3.2 Tổ chức thực hiện:
2.3.2.1 Lí thuyết về máy biến thế - truyền tải điện năng đi xa:
2.3.2.1.1 Máy biến thế:
Nguyên tắc hoạt động
Mô hình máy biến thế
Từ thông cảm ứng trong lõi thép máy biến thế
Máy biến thế hoạt động tuân theo 2 hiện tượng vật lý:
Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường (từ trường)
Sự biến thiên từ trường trong cuộn dây tạo ra 1 hiệu điện thế cảm ứng (cảm ứng điện)
Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp,
và 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt Từ trường biến thiên này tạo ra trong mạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt
Cấu tạo: gồm 2 cuộn dây quấn chung một lõi có số vòng là n1 , n2. Cuộn sơ cấp
có n1 vòng, cuộn thứ cấp có n2 vòng
n1 < n2 → máy tăng thế
n1> n2→máy hạ thếNếu bỏ qua điện trở của 2 cuộn dây thì
k là hệ số biến đổi của biến thế: Vậy k<1 máy biến thế là máy tăng thế;
k>1 máy biến thế là máy giảm thếNếu bỏ qua sự hao phí năng lượng trong biến thế thì công suất truyền nguyênvẹn qua biến thế:
U1I1 = U2I2Vậy:
Trang 6Từ (1) và (2) ta thấy rằng: Khi tăng thế thì giảm dòng, vì vậy dòng điện trên dâycao thế rất nhỏ Khi hạ thế thì tăng dòng, nhờ đó khi hạ thế để sử dụng ta có thểcung cấp điện cho nhiều gia đình, với dòng điện tổng cộng rất lớn.
2.3.2.1.2 Truyền tải điện năng đi xa:
a) Vận tải điện năng bằng đường dây tải điện:
truyền đi một công suất không đổi P0 với hiệu điệnthế đầu đường dây là U0 Do dây có điện trở Rđ nên
ở nơi tiêu thụ điện ta chỉ nhận được một công suất P U0, P0
Bởi vậy ta phải theo giải pháp thứ 2 Muốn vậy ta phải tăng thế lên caotrước lúc truyền đi và tất nhiên lại phải hạ thế trước lúc sử dụng Hai loại máy
ra đời: máy tăng thế và máy hạ thế, gọi chung là máy biến thế
2.3.2.3 Một số dạng bài tập cụ thể:
Phương pháp giải: Từ dữ kiện bài toán áp dụng công thức U1 =n1
+ Nếu U1>U2 hoặc n1 >n1 Thì máy biến thế gọi là máy tăng thế Ngược lại gọi là máy hạ thế
lấy ra) gọi là cuộn thứ cấp
2.3.2.3.1 Bài tập xác định số vòng dây trên mỗi cuộn sơ cấp và thứ cấp
Bài toán 1: Xác định hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn dây (thứ cấp hay sơ cấp)
Xác định số vòng dây trên mỗi cuộn sơ cấp và thứ cấpHướng dẫn: Gọi U1 , U2 lần lượt là hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp n1 , n2 lần lượt là số vòng dây trong cuộn sơ cấp và thứ cấp
Trang 7UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 8Bài toán 2:
Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 1000 vòng, cuộn thứ cấp
là 100 vòng
a Máy biến thế trên thuộc dạng nào?
b Nếu hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn sơ cấp là 80V, thì hiệu điện thế giữa đầu cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
Giải
a Ta có: U1 = n1 = 1000 = 10>1
Vậy máy biến thế trên là máy giảm thế
b Hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn thứ cấp:
1. Điện xoay chiều từ nhà máy sản xuất có hiệu điện thế U = 5000V muốn nâng lên
25000V để truyền tải đi xa, ta phải dùng loại máy biến thế nào? Tỉ số biến thế là bao nhiêu? Nếu cuộn sơ cấp có 8500V, thì cuộn thứ cấp có số vòng là bao nhiêu?
2 Ở cuối nguồn điện, để giảm hiệu điện thế từ 16000V xuống còn 220V ta phải dùng loại máy biến thế nào? Tỉ số biến thế là bao nhiêu? Nếu số vòng ở cuộn thứ cấp là 9240 vòng, thì số vòng ở cuộn sơ cấp là bao nhiêu?
2.3.2.3.2 Bài tập xác định hiệu điện thế cuộn sơ cấp, thứ cấp:
Bài toán 1: Một máy biến thế có số vòng trên 2 cuộn dây lần lượt là 50 vòng và
1000 vòng
7
UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 9a Nếu máy được dùng để tăng thế, biết hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn sơ cấp
là 220 V thì hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
b Thật ra máy trên là một máy giảm thế Nếu hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn sơcấp vẫn là U 1 = 220V, thì hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
Bài toán 2: Số vòng dây ở 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy biến thếlần lượt là
n1 = 2000 vòng, n2 = 100 vòng Nếu hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn sơ cấp là
U1 = 400V, thì hiệu điện thế ở 2 đầu cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
1 Trong một máy biến áp lý tưởng, đặt vào hai đầu của cuộn dây 1, dòng điện xoay chiều
có hiệu điện thế 80 V thì ở 2 đầu dây của cuộn dây thứ 2 có hiệu điện thế là 20 V Nếu hiệu điện thế ở cuộn dây thứ 2 là 80 V thì hiệu điện thế ở cuộn dây thứ nhất là bao nhiêu
2.3.2.3.3 Bài tập nâng cao của máy biến thế
Bài toán1: Một máy biến thế đang hoạt động ở chế độ hạ thế Hiệu điện thế của
nguồn là U1 không đổi Ban đầu, các cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có số vòng dây là n1 và n2 Người ta giảm bớt cùng một số vòng dây n ở cả hai cuộn (n<
n1 ; n2) Hỏi điện thế ở cuộn thứ cấp sẽ tăng hay giảm so với lúc đầu
Trang 108UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 11Bài toán 2: Cuộn sơ cấp của một máy biến thế được mắc nguồn U1 = 240
V Cuộn thứ cấp nối với 20 bóng đèn giống nhau loại (1,5V – 18W) mắcsong song Biết các bóng đèn sáng bình thường và máy biến thế xemnhư lý tưởng (Bỏ qua mọi hao phí)
a) Xác định hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp
❑ 1
a) Các bóng đèn m c song song vào 2 đ u cu n th c p và sáng bình th ầu cuộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ấp và sáng bình thường nên hiệu ường nên hiệu ng nên hi u ệu
đi n th đ nh m c m i bóng đèn chính là hi u đi n th 2 đ u cu n th c p ệu ịnh mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 đầu cuộn thứ cấp ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 đầu cuộn thứ cấp ệu ệu ầu cuộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ấp và sáng bình thường nên hiệu
+ Hi u đi n th đ nh m c c a bóng đèn: U ệu ệu ịnh mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 đầu cuộn thứ cấp ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ủa bóng đèn: U đ = P đ =
I đ + V y hi u đi n th hai đ u cu n th c p là U ậy hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp là U ệu ệu ầu cuộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ấp và sáng bình thường nên hiệu 2 = U đ =12V
b) C ường nên hiệu ng đ dòng đi n đ nh m c c a bóng đèn 1,5A Đèn sáng bình th ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ệu ịnh mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 đầu cuộn thứ cấp ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ủa bóng đèn: U ường nên hiệu ng nên c ường nên hiệu ng
đ dòng qua các bóng là 1,5A Các bóng nh nhau, m c song song nên dòng đi n ch y qua cu n th ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ư ệu ạy qua cuộn thứ ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu
c p là 1,5.20=30A ấp và sáng bình thường nên hiệu
L i có: ạy qua cuộn thứ U1 = I2 ⇒ I 1 = U2 I 2 =
12
30 = 1,5A
Bài t p v n d ng: ập vận dụng: ập vận dụng: ụng:
Bài 1 : M t máy bi n th đang ho t đ ng ch đ tăng th Hi u đi n th ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ạy qua cuộn thứ ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ệu ệu
c a ngu n là U ủa bóng đèn: U ồn là U 1 không đ i.Ban đ u, các cu n s c p và th c p có s vòng ổi.Ban đầu, các cuộn sơ cấp và thứ cấp có số vòng ầu cuộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ơ cấp và thứ cấp có số vòng ấp và sáng bình thường nên hiệu ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ấp và sáng bình thường nên hiệu ố vòng dây là N 1 và N 2. Ng ường nên hiệu i ta tăng cùng m t s vòng dây n c hai cu n (n<N ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ố vòng ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ả hai cuộn (n<N ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu 1 ;
N 2 ) H i hi u đi n th cu n th c p sẽ tăng hay gi m so v i lúc đ u ệu ệu ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ấp và sáng bình thường nên hiệu ả hai cuộn (n<N ới lúc đầu ầu cuộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu
Bài 2: M t máy bi n áp g m cu n s c p 10 vòng và cu n th c p 100 vòng. ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ồn là U ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ơ cấp và thứ cấp có số vòng ấp và sáng bình thường nên hiệu ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ấp và sáng bình thường nên hiệu
cu n th c p n i v i bóng đèn lo i 100W - 200V Bi t hao phí trong máy là ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ấp và sáng bình thường nên hiệu ố vòng ới lúc đầu ạy qua cuộn thứ không đáng k , và cho ể, và cho N1 = I2
v i N ới lúc đầu 1 và I 1 là s vòng dây và c ố vòng ường nên hiệu ng đ dòng ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu
N2 I1
đi n cu n s c p, N ệu ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ơ cấp và thứ cấp có số vòng ấp và sáng bình thường nên hiệu 2 và I 2 là s vòng dây và c ố vòng ường nên hiệu ng đ dòng đi n cu n ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ệu ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu
th c p Khi bóng đèn sáng bình th ứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ấp và sáng bình thường nên hiệu ường nên hiệu ng c ường nên hiệu ng đ dòng đi n qua cu n s ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ệu ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ơ cấp và thứ cấp có số vòng
c p là bao nhiêu? ấp và sáng bình thường nên hiệu
2.3.2.3.4 Bài tập liên quan đến truyền tải điện năng
Phương pháp giải:
Điện năng được truyền từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ bằng dây dẫn Vì vậy theo hiệu ứng Joule- Lenz, sẽ có một phần điện năng bị hao phí dưới dạng nhiệt
U0
9UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 12* Giảm R: Giảm R bao nhiêu lần thì công suất nhiệt giảm bấy nhiêu lần Biện pháp này không khả thi và tốn kém vật liệu làm dây dẫn (tăng tiết diện dây), vật liệu làm giá đỡ (cột điện).
lần Đây là biện pháp khả thi nhất nên được sủ dụng trong thực tế Để tăng hiệu điện thế lên cao, người tadùng máy biến thế
Bài toán 1: Để đưa điện năng từ nhà máy thủy điện Trị An về thành phố Hồ Chí
Minh Hãy so sánh công suất hao phí trên đường dây trong hai trường hợp hiệu điện thế lên 200KV và 100KV
Hướng dẫn: Gọi P'1 là công suất hao phí nếu hiệu điện thế truyền tải được nâng lên 200KW
P'2 là công suất hao phí nếu hiệu điện thếtruyền tải được nâng lên 100KW
Vậy nâng hiệu điện thếtruyền tải lên 200KW lợi hơn nâng 100KW gấp 4 lần
Bài toán 2: So sánh công suất hao phí trên đường dây tải điện nếu ta giảm điện
trởđường dây đi 10 lần và tăng hiệu điện thế đầu nguồn lên gấp 10 lần Để tải điện năng đi xa, ở 2 dầu đường dây (nơi sản xuất và nơi tiêu thụ) ta phải sử dụng những loại biến thế nào?
GiảiGọi P'1,P' 2 lần lượt là công suất hao phí trong hai trường hợp , ta có:
Bài tập luyện tập:
1 Trình bày các phương pháp truyền tải điện năng đi xa Phương pháp nào là tối ưu nhất?
Để giảm công suất nhiệt hao phí 10000 lần thì ta phải tăng hiệu điện thế đầu nguồn lên bao nhiêu lần?
2 Tại sao phương pháp giảm trực tiếp điện trở của dây dẫn là không tối ưu? Muốn công suất nhiệt hao phí giảm đi 10000 lần thì phải giảm điện trở đi bao nhiêu lần? Tiết diện dây dẫn số thay đổi ra sao?
10UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
Trang 132.3.2.3.5 Bài tập nâng cao liên quan đến truyền tải điện năng:
Bài toán 1: Từ một trạm thủy điện nhỏ cách trường 2,5km, người ta dùng dây
tải điện thường có đường kính 2mm, điện trở suất 1,57.10 −8Ω.m Nhà trường cần
lưới điện 200V, tiêu thụ công suất 10KW
a Tính điện trởcủa dây tải điện
b Tính hiệu điện thếđầu đường dây do máy cung cấp
c Tính độ sụt thế trên đường dây, công suất hao phí trên đường dây và hiệu suấtcủa đường dây
d Nếu muốn có hiệu suất 80% thì dây phải có tiết diện bằng bao nhiêu (giảthiết là các dụng cụ điện đều có tính chất điện trở)
đ nh v trí Q, tr ịnh mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 đầu cuộn thứ cấp ịnh mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 đầu cuộn thứ cấp ưới lúc đầu c tiên ng ường nên hiệu i ta ng t đ ường nên hiệu ng dây kh i máy phát và t i tiêu ả hai cuộn (n<N
th , sau đó dùng ngu n đi n ko đ i có su t đi n đ ng 12V, đi n tr trong ụ N, cách M 180km Biết đường dây có ồn là U ệu ổi.Ban đầu, các cuộn sơ cấp và thứ cấp có số vòng ấp và sáng bình thường nên hiệu ệu ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ệu ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế không đáng k , n i vào 2 đ u c a dây t i đi n t i M Khi 2 đ u dây t i N đ ể, và cho ố vòng ầu cuộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ủa bóng đèn: U ả hai cuộn (n<N ệu ạy qua cuộn thứ ầu cuộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ạy qua cuộn thứ ể, và cho
h thì c ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ường nên hiệu ng đ dòng đi n qua ngu n và 0,40A, còn khi 2 đ u t i N đ ộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ệu ồn là U ầu cuộn thứ cấp và sáng bình thường nên hiệu ạy qua cuộn thứ ư c n i ố vòng
t t b i 1 đo n ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ạy qua cuộn thứ
11UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com
