Bài Truyền tải điện năng đi xa

Lập được công thức tính điện năng hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện.. Nêu được hai cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do tại sao chọn cách tăng hiệu

GV: Trần Thanh Tùng

Ngày soạn: 10/ 01/2008

Ngày dạy: 24/ 01/2008

Tiết 2_ Lớp: 98_ Trường THCS Đinh Tiên Hoàng.

Tiết 40: Bài 36: Truyền Tải Điện Năng Đi Xa

I Mục tiêu:

1 Nhận biết được sự cần thiết phải dùng dây dẫn và trạm biến thế để truyền tải điện năng

2 Nhận biết được nguyên nhân chính của sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện

3 Lập được công thức tính điện năng hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện

4 Nêu được hai cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do tại sao chọn cách tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây

5 Có thái độ, ý thức vận dụng kiến thức vào cuộc sống

II Chuẩn bị:

1 Mô hình có nội dung như H37.2/SGK

2 Bảng phụ nhỏ và viết dạ để HS hoàn thành nội dung hoạt động nhóm, hình thành công thức công suất hao phí do toả nhiệt phụ thuộc vào P , R, U

3 Hình ảnh và thông tin một số nhà máy điện: Hoà Bình, Uông Bí, Sông Hinh, EA Krôngrou, Trị An,…

4 Thông tin về một số trạm biến áp tại địa phương

5 Bài tập trắc nghiệm củng cố kiến thức có nội dung:

Từ công thức Php= R 2

U

2

P có thể suy ra khi truyền tải một công suất điện P xác định, mà muốn

giảm hao phí do toả nhiệt trên đường dây dẫn, thì về nguyên tắc có thể có những cách làm nào?

A Giữ nguyên hiệu điện thế U, giảm điện trở R

B Giữ nguyên điện trở R, tăng hiệu điện thế U

C Vừa giảm điện trở R, vừa tăng hiệu điện thế

U

D Cả 3 cách A, B, C đều đúng

Hãy chon ý đúng nhất

6 Bảng phụ củng cố kiến thức:

7 Bảng phụ có nội dung hướng dẫn về nhà

III Phương pháp:

- Thảo luận

- Vấn đáp, gợi mở

IV.Tiến trình hoạt động:

1 Ổn định : (1’) Điểm danh, ổn định tổ chức lớp.

2 Kiểm tra bài cũ: (3’)

- Nhắc lại công thức tính công suất của dòng điện?

- Công thức tính điện năng theo công suất P và thời

gian t?

- Biểu thức của định luật Jun_Lenxơ?

Truyền tải điện năng đi xa

Hao phí điện năng ( Với= )

Giảm R: Rất khó

khăn và tốn kém, điện năng hao phí giảm ít

Tăng U: Dể dàng,

điện năng hao phí giảm nhiều

Cách tốt nhất: Tăng U

3 Bài mới:

HĐ1: ( 2’ ) Nhận biết sự cần thiết phải có đường dây cao thế và máy biến thế để truyền tải điện năng

* YC HS quan sát mô hình

* Theo các em mô hình này mô tả điều gì mà em thấy trong

đời sống hằng ngày?

* Như chúng ta đã biết không phải nơi nào cũng có thể làm

nhà máy điện Ví dụ: Nhà máy thuỷ điện thường đặt ở những

nơi có hồ chứa nước ở địa thế cao Nhà máy điện nguyên tử

phải đặt ở những nơi xa dân cư…Vì thế khoảng cách từ nhà

máy điện đến nơi tiêu thụ điện rất xa

* Vậy để vận chuyển điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu

thụ điện người ta dùng phương tiện gì?

* Ngoài đường dây tải điện ra, ở mỗi khu phố, mỗi cụm dân

cư đều có một trạm phân phối điện gọi là trạm biến thế Tuy

nhiên có vấn đề đặt ra ở đây là: Điện dùng trong gia đình chỉ

cần HĐT 220V, nhưng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường

dây cao thế và ở trạm biến thế lớn đến hàng trăm nghìn vôn,

rất nguy hiểm Vì sao lại làm như vậy? Làm như vậy có lợi

ích gì?=> Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta biết được điều

đó

HS quan sát mô hình

Đường dây dẫn điện từ nhà máy điện đến nơi dùng điện

Người ta dùng dây tải điện

Lắng nghe

Ghi nội dung đề bài vào vở

HĐ2: Tìm hiểu sự hao phí trên đường dây tải điện ( 3’ ) Tiết 40:

Truyền Tải Điện Năng Đi

Xa

I

Sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện:

Khi truyền tải điện năng đi

xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng toả nhiệt trên đường dây.

Để cung cấp điện năng cho nơi tiêu

thụ điện có hai cách:

+ Truyền tải điện từ nhà máy điện

đến nơi tiêu thụ điện

+ Vận chuyển nhiên liệu dự trữ năng

lượng đến nơi tiêu thụ điện để sản

xuất điện và cung cấp cho nơi đó

Theo em hai cách làm trên cách nào

thuận tiện hơn?

Mặc dù truyền tải điện năng đi xa

thuận tiện hơn nhưng khi truyền tải

điện năng đi xa như vậy có hao phí

không? Hao phí đó do nguyên nhân

nào?

Vậy chúng ta rút ra được kết luận gì

về sự hao phí điện năng trên đường

dây tải điện?

GV nhận xét, bổ sung, và cho HS ghi

nội dung vào vở học

Vậy cách tính điện năng hao phí như

thế nào, dựa vào yếu tố nào để tính

điện năng hao phí => Phần thứ nhất

Truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ điện thuận tiện hơn

Có hao phí, do sự toả nhiệt trên đường truyền

Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng toả nhiệt trên đường dây.

HS ghi nội dung vào vở học

HĐ 3: Cách tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện.( 12' ) 1 Tính điện năng hao phí

trên đường dây tải điện:

- Công suất toả nhiệt (hao phí): Php = RI2 (1)

- Công suất của dòng điện:

P = UI (2)

* Từ (1) và (2)

=> Php= R 2

U

2

P (3)

Hãy nhắc lại công thức tính điện năng?

Suy ra công thức tính điện năng hao phí

do toả nhiệt là: Ahp = Php t (*)

* Với thời gian truyền tải điện xác

định, muốn giảm điện năng hao phí do

toả nhiệt ta phải giảm công suất hao

phí do toả nhiệt Vậy nhiệm vụ của

chúng ta là xác định xem công suất hao

phí do toả nhiệt phụ thuộc vào những

yếu tố nào

* GV thông báo : Giả sử ta muốn

truyền tải một công suất điện P không

đổi từ nhà máy điện đến nơi dùng điện

với hiệu điện thế đặt vào hai đầu

đường dây tải điện là U, điện trở của

dây dẫn truyền tải là R Điện năng hao

phí chính là nhiệt lượng toả ra trên

đường dây

* Vậy A quan hệ như thế nào với Q?

* Mà theo định luật Jun_Lenxơ, thì Q

được xác định bằng biểu thức nào?

=> Ahp = Q = I2Rt (**)

Từ (*) và (**), hãy cho biết công suất

hao phí do toả nhiệt được tính bằng

công thức nào?

* Công suất của dòng điện được tính

bằng công thức nào?

* Từ công thức (1) và (2) hãy lập công

thức tính Php theo P , R và U

* Đề nghị các nhóm thảo luận trong

thời gian từ 2 đến 3 phút

* Theo dõi, giúp đỡ nhóm HS yếu

* YC đại diện nhóm báo cáo kết quả

* Thảo luận chung để tìm ra kết quả

đúng

* GV nhận xét, đánh giá

* Khẳng định lại: Công thức (3) chính

là công thức xác định sử phụ thuộc của

hp

P vào P , R, U

* Từ công thức (3), hãy cho biết Php

phụ thuộc như thế nào vào các yếu tố

P , R, U?

* Nhấn mạnh: Công suất hao phí do

toả nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ

nghịch với bình phương hiệu điện thế

HS: A = P t

* Quan sát

* Lắng nghe

A = Q Nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn:

Q = I2Rt

Công suất toả nhiệt (hao phí)

Php = RI2 (1) Công suất của dòng điện:

P = UI (2)

Đại diện nhóm báo cáo kết quả

Trình bày cách lập công trên bảng:

* Từ (2) => I

U

P

Thay I

U

P

vào (1)

Ta có: Php= RI2 = R 2

U

2 P

Php tỉ lệ thuận với P và R, tỉ lệ nghịch với U

đặt vào hai đầu đường dây

Ví dụ:

+ Tăng U 2 lần thì P giảm mấy lần?

+ Giảm U 3 lần thì P tăng mấy lần?

* Vậy để giảm công suất hao phí thì

phải dựa vào các yếu tố P , R, U Cụ

thể cách giảm hao phí như thế nào ta

tiếp tục tìm hiểu ở phần thứ 2

Giảm 4 lần Tăng 9 lần

HĐ 4: Tìm hiểu cách làm giảm hao phí ( 11' ) 2 Cách làm giảm hao phí:

C1:

+ Giảm điện trở R

+ Tăng hiệu điện thế U

C2: Dây dẫn có kích thước lớn, khó khăn, tốn kém, điện năng hao phí giảm ít

C3:

Tăng U: Dễ dàng, điện năng hao phí giảm nhiều Phải chế tạo máy biến thế

Từ công thức (3) có thể suy ra khi

truyền tải một công suất điện P xác

định mà muốn giảm hao phí do toả

nhiệt trên đường dây dẫn thì có thể có

những cách làm nào?

Chúng ta đi phân tích từng cách một

Cách 1: Nếu chúng ta giảm điện trở R

thì phải thay đổi yếu tố nào của dây?

GV gợi ý cho HS nhớ lại công thức

R = P s l

Chiều dài của dây có thay đổi được

không? Vì sao?

Điện trở suất có thay đổi được không?

Vì sao?

Vậy để giảm điện trở ta phải thay đổi

tiết diện như thế nào? Dây có kích

thước như thế nào?

Nếu vậy thì có bất lợi gì?

Nếu giảm R thì công suất hao phí giảm

đi nhiều hay ít?

Cách 2: Tăng hiệu điện thế U.

Nếu tăng hiệu điện thế U thì công suất

hao phí có giảm nhiều hơn so với khi

giảm R hay không? Vì sao?

Ví dụ: Hiệu điện thế U tăng 5 lần thì

công suất P giảm đi mấy lần?

Tuy nhiên để tăng hiệu điện thế thì ta

phải giải quyết vấn đề gì mới?

Thông báo: Máy biến thế là một dụng

cụ dùng để tăng hiệu điện thế hoặc

Muốn giảm Php ta có thể:

+ Giảm điện trở R

+ Tăng hiệu điện thế U

Thay đổi chiều dài, tiết diện và điện trở suất của dây

Không thay đổi được vì khoảng cách từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ điện không thay đổi được

Không thay đổi được vì trước khi truyền tải điện chúng ta đã chọn dây dẫn phù hợp

nhất,đảm bảo yêu cầu về mặt kinh tế, an toàn và tính dẫn điện

Tăng tiết diện của dây Có nghĩa là dây dẫn có kích thước lớn

Chi phí mua lớn, hệ thống cột chống đỡ lơn….tốn kém nhiều

Công suất hao phí giảm ít

Công suất hao phí giảm đi nhiều Vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế

Giảm đi 25 lần

Phải chế tạo máy biến thế

giảm hiệu điện thế Chúng ta sẽ tìm

hiểu ở bài sau

* Từ những nội dung chúng ta đã phân

tích như trên, hãy cho biết chúng ta nên

chọn cách nào để giảm hao phí là tốt

nhất

* Từ đó chúng ta rút ra được kết luận gì

về cách làm giảm hao phí

* GV nhận xét bổ sung và cho HS ghi

nội dung vào vở học

Lắng nghe

Ta chọn cách tăng hiệu điện thế U là tốt nhất

* Kết luận: Để giảm hao phí

điện năng do toả nhiệt trên đường dây tải điện thì tốt nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.

* Kết luận: Để giảm hao

phí điện năng do toả nhiệt trên đường dây tải điện thì tốt nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.

Mở rộng:

- Để giảm hao phí người ta đã tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây tải điện lên đến hàng chục nghìn, hàng trăm nghìn vôn, nhưng dây dẫn vẫn phải truyền đi dòng điện có cường độ hàng nghìn ampe Do đó vẫn phải dùng dây dẫn là những dây cáp bằng đồng gồm nhiều sợi nhỏ xoắn lại có đường kính đến vài xentimet hoặc đấu nhiều dây cáp đó thành một đường dây tải điện

- Dây dẫn truyền tải điện trên đường dây cao thế thường là dây cáp trần

* Giới thiệu một vài loại dây cáp điện

Chuyển ý:

- Để nắm vững hơn về những kiến thức trên, đồng thời kiểm tra lại khả năng tiếp thu kiến thức , chúng

ta hãy vận dụng nó để hoàn thành nội dung các câu C4, C5 trong phần II

HĐ 5: Vận dụng củng cố.(11’) II Vận dụng:

C4:

Cho: U1 = 500000V

U2 = 100000V

So sánh Php1 và Php2

Giải:

Ta có: U1 = 5U2

Nên Php1 = 251 Php2

C5:

* YC HS đọc và hoàn thành nội dung

câu C4

* YC 1 HS lên bảng hoàn thành câu

C4

* Nhận xét, bổ sung

* Hướng dẫn nhanh cách lập tỉ số Php1

và Php2 để về nhà HS tự làm

* YC HS vận dụng những kiến thức đã

học hãy trả lời câu hỏi nêu ra ở đầu

bài

Treo bảng phụ có nội dung câu hỏi trắc

nghiệm, củng cố kiến thức cho HS

YC HS đọc và hoàn thành

* Củng cố: Treo bảng phụ, đặt câu hỏi

chô HS hoàn thành

HS đọc

C4:

Cho: U1 = 500000V

U2 = 100000V

So sánh Php1 và Php2

Ta có: U1 = 5U2

Nên Php1 =

25

1

Php2

C5: Phải dùng máy biến thế tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây để giảm công suất hao phí, tiết kiệm, bớt khó khăn vì dây dẫn quá to và nặng…

HS đọc nội dung và chọn câu trả lời đúng

+ Khi truyền tải điện năng đi xa, thì có

hiện tượng gì xảy ra trên đường dây?

Công suất hao phí do toả nhiệt được

tính như thế nào?

+ Giảm hao phí điện năng bằng những

cách nào? Những thuận lợi và khó

khăn trong mỗi cách?

+ Cách làm giảm nào là tốt nhất?

Liên hệ thực tế:

- Đường dây cao thế có hiệu điện thế đến hàng trăm nghìn vôn, như thế sẽ rất nguy hiểm nếu ta đến gần Vì lúc đó có thể xảy ra hiện tượng phóng điện từ dây dẫn sang người Theo quy tắc an toàn điện, để đảm bảo cho con người, các công trình, nhà cửa phải cách đường dây cao thế ít nhất là 1,5m

- Ở nước ta hiện nay có nhiều nhà máy thuỷ điện và nhiệt điện:

+ Nhiệt điện: Uông Bí, Phả Lại, Bà Rịa, Phú Mỹ, Thủû Đức …

+ Thuỷ điện: Hoà Bình ( trên sông Đà) với công suất 1920MW; Sông Hinh ( Vĩnh Sơn, Phú Yên) với công suất 66MW;

- Ở tại địa phương Ninh Hoà chúng ta có nhà máy thuỷ điện mới được đưa vào hoạt động là nhà máy thuỷ điện Ea Krôngrou tại Ninh Tây với công suất 35MW

- Hiện nay nguồn điện mà Ninh Hoà chúng ta đang sử dụng là lấy từ các trạm biến áp E29 tại Vĩnh Phương_Nha Trang và trạm biến áp 110KV tại Ninh Phụng

HĐ 6: Hướng đẫn về nhà _ Kết thúc bài học (2’)

* Học thuộc phần ghi nhớ SGK

* Bài tập SBT

* Ôn lại nội dung: Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng

* YC HS quan sát mô hình:

Như đã giới thiệu ở đầu bài, để tăng hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tải điện, người ta phải dùng máy biến thế Vậy máy biến thế có cấu tạo như thế nào? Nguyên tắc hoạt động ra sao? Có những loại máy biến thế nào? => Các em về tìm hiểu trước bài “ Máy biến thế” để tiết sau học tốt hơn

* Nhận xét tiết học