Một nhà máy điện phát ra công suất điện P = 100 MW. Điện trở tổng cộng của đường dây dẫn điện là 5Ω. Công suất điện hao phí trên đường dây dẫn là ΔP.. Đường dây dẫn điện làm bằng đồng có[r]
Trang 1KHỐI 9
III Vận dụng:
HĐ5/SGK-153: Để dùng nguồn điện xoay chiều 240V
thắp sáng bình thường một bóng đèn sợi đốt 12V, ta cần phải sử dụng một máy biến thế tăng thế hay giảm thế ? Số vòng dây của cuộn sơ cấp máy biến thế này lớn hay nhỏ hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp bao nhiêu lần ?
Lời giải :
Ta dùng máy hạ thế Áp dụng công thức máy biến thế :
U1/U2=n1/n2
=> 240/12=n1/n2
=>n1/n2=20 Vậy số vòng dây cuộn sơ cấp gấp 20 lần số vòng dây cuộn thứ cấp
HĐ6/SGK-153: Em hãy giải thích vì sao trong sự tryền
tải điện năng đi xa, dòng điện xoay chiều lại có ưu điểm hơn hẳn so với dòng điện một chiều ?
Lời giải : Khi truyền tải dòng điện đi xa, nhờ có thể tăng
hiệu điện thế nên hao phí do tỏa nhiệt giảm đáng kể Đó là lợi thế của dòng điện xoay chiều so với dòng điện một chiều
HĐ7/SGK-153: Hiệu điện thế phát ra từ một nhà máy
điện là 25000V Nếu hiệu điện thế này được nối trực tiếp vào đường dây tải điện thì công suất hao phí do tỏa nhiệt
trên đường dây là P1 Nếu dùng máy biến thế để tăng hiệu điện thế này lên đến 500000V rồi mới vào đường dây tải
điện thì công suất hao phí trên đường dây là P2 Hỏi P2 lớn
hơn hay nhỏ hơn P1 bao nhiêu lần ?
Lời giải :
Trang 2=> P1/ P2= (U2)2/(U1)2=5000002/250002= 400
Công suất hao phí trên đường dây P2 nhỏ hơn 400 lần
IV Luyện tập
Bài 3/ SGK- 155: Chọn A
Bài 4/ SGK- 155: Một máy biến thế có số vòng dây của
cuộn sơ cấp là 1200 vòng Cho biết khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp là 240V thì hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp là 12V Số vòng dây của cuộn thứ cấp là:
Lời giải :
Áp dụng công thức máy biến thế: U1/U2=n1/n2
=>240/12=1200/n2
=>n2=60 (vòng)
Bài 5/ SGK- 155: Chọn B
Bài 6/ SGK- 155: Chọn D
CHỦ ĐỀ 23: BÀI TẬP TỔNG HỢP PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC
Câu 1: Trong sự truyền tải điện năng đi xa, vì sao dây dẫn điện cần có điện trở nhỏ?
Lời giải :
Trang 3Trong sự truyền tải điện năng, công suất tỏa nhiệt trên dây dẫn có công thức:
ΔP=R.PP=R.P2/U2
Vì vậy muốn giảm hao phí ta cần những dây dẫn có điện trở nhỏ
Câu 2:
Đường dây dẫn điện có điện trở càng nhỏ khi với một chiều dài nhất định và
A tiết diện dây xác định, điện trở suất của vật liệu làm dây càng nhỏ.
B điện trở suất xác định, tiết diện dây càng nhỏ.
C điện trở suất xác định, đường kính tiết diện dây càng nhỏ.
D điện trở suất xác định, khối lượng dây càng nhỏ Lời giải :
Từ công thức của điện trở R=ρl/S, điện trở càng nhỏ nếu l/S, điện trở càng nhỏ nếu điện trở suất ρl/S, điện trở càng nhỏ nếu càng nhỏ
Chọn A
Câu 3:
Hãy sắp xếp các vật liệu dẫn điện sau theo thứ tự dẫn điện từ tốt nhất đến dẫn điện kém nhất:
Vàng, bạc, nhôm, đồng, sắt.
Trong đời sống, dây dẫn điện thông thường có được làm bằng vật liệu dẫn điện tốt nhất hay không? Em hãy giải thích vì sao.
Lời giải:
Vật liệu dẫn điện càng tốt khi điện trở suất càng nhỏ
Trang 4Thứ tự các chất dẫn điện tốt đến các chất dẫn điện kém: Bạc, đồng, vàng, nhôm, sắt
Thông thường dây dẫn điện không được làm bằng vật liệu dẫn điện tốt nhất (ví dụ bạc) vì giá thành quá cao và hiệu quả không lớn
Câu 4:
Một nhà máy điện phát ra công suất điện P = 100 MW Hiệu điện thế ở đầu đường dây dẫn điện là U = 25 000
V Điện trở tổng cộng của đường dây dẫn điện là 5Ω Công suất điện hao phí trên đường dây dẫn là ΔP P Tính tỉ số ΔP P/P(%).
Lời giải:
Trong sự truyền tải điện năng, công suất tỏa nhiệt trên dây dẫn có công thức:
ΔP=R.PP=R.P2/U2
=5.(100.106)2/250002=80.106(W)
Ta có tỉ số:ΔP=R.PP/P=(80.106/100.106)100%=80%
Câu 5:
Người ta dùng một máy biến thế để làm tăng hiệu điện thế ở đầu đường dây dẫn điện nêu trong câu 4 lên đến giá trị U’ = 250 000 V Tính tỉ số mới ΔP P/P(%)
Lời giải :
Tương tự câu 4: ΔP=R.PP=R.P2/U2
=5.(100.106)2/2500002=80.104(W)
Ta có tỉ số:ΔP=R.PP/P=(80.104/100.106)100%=0,8%
Câu 6:
Trang 5Đường dây dẫn điện làm bằng đồng có điện trở R=5Ω Chiều dài tổng cộng của đường dây là l=100km Khối lượng riêng của đồng là D=8900kg/m3 Hãy tìm đường kính tiết diện của dây dẫn Cho rằng giá kim loại đồng nguyên liệu là 150000 đồng/ kg.
Lời giải :
Từ công thức tính điện trở:
R=ρl/S, điện trở càng nhỏ nếu l/S=ρl/S, điện trở càng nhỏ nếu l/(πdd2/4)
→d= 2(cm)
Tiết diện S=3,4.10-4 m2
Thể tích của dây là V=S.l=3,4.10-4.100.103=34m3
Khối lượng dây: m=D.V=8900.34=302600kg
Tiền dây là: 302600.150000= 45 tỉ đồng
Câu 7:
Người ta thay dây đồng nói trên bằng dây nhôm có cùng điện trở R=5Ω và chiều dài l=100km Khối lượng riêng của nhôm là D 2 =2700kg/m3 Hãy tìm lại đường kính tiết diện dây, khối lượng nhôm làm dây và giá tiền của dây Cho rằng giá kim loại nhôm nguyên liệu
là 50000 đồng/ kg.
Lời giải :
Từ công thức tính điện trở:
R=ρl/S, điện trở càng nhỏ nếu l/S=ρl/S, điện trở càng nhỏ nếu l/(πdd2/4)
→d= 2,67(cm)
Tiết diện S=5,6.10-4 m2
Thể tích của dây là V=S.l=5,6.10-4.100.103=56m3
Khối lượng dây: m=D.V=2700.56=151200kg
Trang 6Tiền dây là: 151200.50000= 7,56 tỉ đồng.
Câu 8:
Những lí do nào sau đây đúng để giải thích vì sao khi truyền tải điện năng đi xa, người ta lại dùng dây dẫn nhôm có cùng điện trở thay cho dây dẫn đồng?
a) Dây dẫn nhôm nhẹ hơn dây dẫn đồng.
b) Dây dẫn nhôm có kích thước nhỏ gọn hơn dây dẫn đồng.
c) Dây dẫn nhôm rẻ hơn dây dẫn đồng.
d) Dây dẫn nhôm có độ bền cao hơn (lực kéo đứt lớn hơn) dây dẫn đồng.
e) Trụ đỡ dây dẫn nhôm rẻ hơn trụ đỡ dây dẫn đồng
vì chịu tải ít hơn.
Để trả lời, học sinh vẽ bảng sau vào vào giấy và đánh dấu vào ô chọn lựa
L
í
d
o
Đ ú n g
S a i
a
)
X
b
c
d
Trang 7Câu 9: Khi có dòng điện qua dây dẫn và dây tỏa nhiệt
ra môi trường xung quanh, nhiệt độ của dây cao hơn nhiệt độ môi trường một giá trị là ΔP t Cho biết ΔP t tỉ lệ nghịch với đường kính tiết diện d của dây.
Dây dẫn nhôm và dây dẫn đồng có cùng điện trở, cùng chiều dài dây, cùng cường độ dòng điện chạy qua dây Khi nhiệt độ của dây đồng cao hơn nhiệt độ của môi trường một giá trị là ΔP t=15 o C thì nhiệt độ của dây nhôm cao hơn nhiệt độ môi trường một giá trị ΔP t′ là bao nhiêu?
Lời giải :
Vì R=R′ nên (d′/d)2=ρl/S, điện trở càng nhỏ nếu ′/ρl/S, điện trở càng nhỏ nếu => d’/d=1,28
Vì đề cho biết ΔP=R.Pt tỉ lệ nghịch với đường kính tiết diện d của dây nên ta có:
Vậy ΔP=R.Pt/ΔP=R.Pt′=d′/d=>ΔP=R.Pt′=11,7oC