Nâng cao chất lượng học sinh giỏi qua việc việc khai thác các bài toán về lực đẩy ác si mét

Vì vậy người giáo viên cần giúp học sinh nắm vững kiến thức vật lí, biết khai thác, vận dụng kiến thức để giải quyết được các vấn đề trong thực tiễn cũng như khi học tập bộ môn là nhiệm

1 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 quá trình hội nhập quốc tế đã dẫn đến nền kinh tế nước ta trở thành nền kinh tế - tri thức Trong nền kinh tế - tri thức, kiến thức và kĩ năng của con người là nhân tố quyết định sự phát triển của xã hội Nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho nền giáo dục là ngoài việc trang bị cho học sinh những kiến thức tối thiểu, cần thiết, các môn học cần tạo ra cho học sinh các năng lực nhất định để khi đi vào cuộc sống các 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 từ lớp

7 các em đã làm quen với điện học, đó chỉ là cách làm quen và tiếp cận các khái 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 công thức

và kinh nghiệm thực tế Vì vậy người giáo viên cần giúp học sinh nắm vững kiến thức vật lí, biết khai thác, vận dụng kiến thức để giải quyết được các vấn đề trong thực tiễn cũng như khi học tập bộ môn là nhiệm vụ quan trọng và thường xuyên trong quá trình giảng dạy nói chung và các môn học khác nói riêng Từ những kiến thức đã học, cần giúp học sinh nắm vững thực tiễn khách quan, có cách nhìn một cách khoa học để nhận biết sự vật, hiện tượng một cách lôgic, có

hệ thống

Để đạt được mục đích trên, trong quá trình giảng dạy cần chú ý giúp học sinh phương pháp tự nghiên cứu, tự học để học sinh biết vận dụng kiến thức đã học trong những trường hợp cụ thể mà áp dụng cho những trường hợp khác tương tự Trong công tác rèn luyện kỹ năng làm bài tập vật lí THCS thường gặp các mảng kiến thức có thể gây khó khăn cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học Điều quan trọng, giáo viên phải định hướng được cho học sinh nhận 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 điện năng đi xa phần điện học Vật lí 9 Từ những khó khăn và vướng mắc trong quá trình hướng dẫn giải bài tập dạng này tôi đã tìm tòi, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân 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, giải quyết vấn đề nhanh, chính xác, đầy đủ và gọn gàng hơn, đồng thời rèn luyện khả năng tư duy độc lập trong quá trình học tập cho học sinh tôi đã chọn đề tài:

“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 biến thế và truyền tải điện năng đi xa phần điện học Bổ sung và phát triển cơ sở lí luận của dạy học làm cơ sở cho việc vận dụng trong dạy học kiến thức về Máy biến thế- Truyền tải điện năng

Đề xuất một số biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức, năng lựcgiải quyết vấn đề, vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế, năng lực trải nghiệm sáng 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 với hành, chủ động chiếm lĩnh tri thức, phát huy tính hứng thú học tập của học sinh

1.3 Nhiệm vụ đề tài:

- Xây dựng cách tư duy những phần lí thuyết có liên quan Từ đó xây dựng lí thuyết nâng cao

- Phân tích một số bài tập điển hình về máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa phần điện học

+ Từ đó học sinh rèn luyện kĩ năng nhận dạng bài tập, hình thành cách giải

+ Giúp học sinh tự nghiên cứu, tìm tòi và đưa ra cách giải cho bài toán tương tự

1.4 Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng là tác động của giáo viên đến việc hình thành một đơn vị kiến thức nâng cao về máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa phần điện học cho học sinh lớp 9 đồng thời phân tích hướng dẫn học sinh giải được một số dạng bài 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 tài đối với học sinh trong khối 9 thành 2 lớp: một lớp áp dụng đề tài và một lớp không thực hiện, khái quát thành bài học kinh nghiệm

- Tổng hợp nhận dạng các thể loại bài tập

- Phỏng vấn

2 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 những yêu 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 thực tiễn cao Trong khi đó việc thực hiện công tác giảng dạy Vật Lý của các trường phổ thông cũng còn nhiều hạn chế Kiến thức được giảng dạy mới chỉ dừng lại ở nguyên lí sách vở, liên hệ vật lý với thực nghiệm, khoa học công nghệ rất ít và lạc hậu Các kiến thức vật lý chỉ mang tính chất biến đổi toán học mà thiếu tính liên hệ thực tiễn, do đó học sinh không có hứng thú nhiều với môn học Đặc biệt các thầy cô trong quá trình giảng dạy phần nhiều chỉ tập trung vào kiến thức mà không chú ý đến phát triển năng lực học sinh Vì vậy, nghiên cứu các phương pháp dạy học mới để phát triển năng lực học sinh, góp phần nâng cao chất lượng giảng 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 ứng dụng của máy biến thế ở dạng đơn giản Các kiến thức phần liên quan đến máy biến áp này là những kiến thức rất gần gũi, thực tế với học sinh Tuy nhiên, học sinh chỉ được nghiên cứu các kiến thức hàn lâm, tính toán các đại lượng thông qua biến đổi toán học, tưởng tượng suy luận các quá trình diễn ra trong máy biến thế thực trạng dạy và học không có thực nghiệm như vậy làm cho học sinh rất thụ động, không có tính thực tế, chưa phát huy hết hứng thú của học sinh đối với môn học Chính vì vậy, để nắm vững và làm thành thạo các dạng bài tập ở phần này một cách có hiệu quả, khai thác tốt hứng thú, đam mê của học sinh thì cần

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 hiện hướng giải và giải thành thạo các bài tập dạng này, thì trong quá trình dạy người giáo 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 hướng dẫn giải có trên thị trường

- Học sinh còn lúng túng khi nhận diện được thể loại bài tập và do đó chưa định hướng nhanh cách giải Từ đó dẫn đến trong một khuôn khổ thời gian nhất định không hoàn thành được bài giải

- 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 nên ngại 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:

Năm học Tổng số

HS

Khảo sát trước khi

áp dụng đề tài Làm được

bài tập

Không làm được bài tập

Từ thực trạng trên, với những kinh nghiệm đúc rút được trong quá trình rèn kĩ năng làm bài tập nhiều năm, tôi viết sáng kiến kinh nghiệm này mong được góp phần nhỏ bé cho các đồng nghiệp, học sinh có tư liệu tham khảo

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

2.3.2 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

có n1 vòng, cuộn thứ cấp có n2 vòng

n1 < n2 → máy tăng thế

n1> n2→máy hạ thế

Nếu bỏ qua điện trở của 2 cuộn dây thì

k = n1

n2 = U1

U2 (1)

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 thế

Nếu bỏ qua sự hao phí năng lượng trong biến thế thì công suất truyền nguyên vẹn qua biến thế:

U1I1 = U2I2

Vậy: I2

I1 = U1

U2 = k (2)

Rđ

U1.P

I

I

Rđ

U1, P

I

U0, P0

Từ (1) và (2) ta thấy rằng: Khi tăng thế thì giảm dòng, vì vậy dòng điện trên dây cao thế rất nhỏ Khi hạ thế thì tăng dòng, nhờ đó khi hạ thế để sử dụng ta có thể cung 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:

Từ nguồn sản xuất điện năng người ta

ở nơi tiêu thụ điện ta chỉ nhận được một công suất P

với hiệu điện thế U Ta có:

P0 = P +∆P

U0 = U + ∆U

tải

∆P = I2Rđ; ∆U = IRđ

P0ta có:

∆P =P2 R đ

U20

truyền đi

lượng vật liệu quá lớn mà không thể đáp ứng được Ngoài ra tăng tiết diện sẽ làm tăng trọng lượng dây làm cho các cột điện không thể chịu được

Bởi vậy ta phải theo giải pháp thứ 2 Muốn vậy ta phải tăng thế lên cao trước 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 U U1

2

=n1

n2 + Nếu U1>U2 hoặc n1>n1 Thì máy biến thế gọi là máy tăng thế Ngược lại gọi là máy hạ thế

+ Cuộn nối với nguồn (dòng điện đi vào) gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối với tải (dòng điện 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 cấp

cấp n1 , n2 lần lượt là số vòng dây trong cuộn sơ cấp và thứ cấp

Áp dụng công thức:

U1

U2 = n1

n2

❑⇒U1= n1

n2U2; n1 = U1

U2 n2

U2 = n2

n1 U1 ; n2 = U2

U1 n1

U1

U2 = n1

n2 = k

k>1 : Máy giảm thế

k<1 : Máy tăng thế

Bài 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

U2 = n1

n2 = 1000100 = 10>1 Vậy máy biến thế trên là máy giảm thế

b Hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn thứ cấp:

U2 = n2

n1 U1 = 1000100 80 = 8V

Bài toán 3:

Để giảm hiệu điện thế từ 220V xuống còn 12V để sử dụng cho máy hát đĩa, người ta phải dùng máy giảm thế của hệ số biến thế là bao nhiêu ? Nếu cuộn sơ cấp có 660 vòng dây, thì cuộn thứ cấp có bao nhiêu vòng dây?

Giải

Hệ số biến thế của máy biến thế

U1

U2 = 22012 = 553

Số vòng cuộn thứ cấp:

n2 = U2

U1 n1= = 553 660 = 36 (Vòng)

Bài tập luyện tập:

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

a 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 sơ

Hướng dẫn :

a Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng thế là

Từ công thức : U1

U2= n1

n2 => U2 = n2

n1 U1 = 100050 220 = 4400 V

b Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp máy hạ thế là

Từ công thức : U1

U2= n1

n2 => U2 = n2

n1 U1 = 100050 220 = 11 V

Bài toán 2: Số vòng dây ở 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy biến thếlần lượt là

Hướng dẫn :

Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng thế là

Từ công thức : U1

U2= n1

n2 => U2 = n2

n1 U1 = 2000100 400 = 20 V

Bài tập luyện tập:

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

dây là n1 và n2 Người ta giảm bớt cùng một số vòng dây n ở cả hai cuộn (n< n 1 ;

Hướng dẫn :

* Máy hạ thế có n2< n1, ban đầu có U1

U2

=n1

n2 => U2= n2

n1U1

+ Sau khi giảm bớt cùng số vòng dây n ở cả hai cuộn dây :

U2,

U1=

n 2−n

n 1−n =>U2,= n 2−n

n 1−nU1

U2,

U2=(

n 2−n

n 1−n)

n1

n2= n1n2−n❑n1

n1n 2−n n2 Hay: U2

,

U2=

1− n

n2

1− n

n1

+ Vì n2< n1 nên n n

2

> n

n1=¿1−

n

n2<1−

n

n1 =>U2,

U2<1

Tức là hiệu điện thế trên cuộn thứ cấp giảm so với lúc đầu

Bài 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) mắc song song Biết các bóng đèn sáng bình thường và máy biến thế xem như

lý tưởng (Bỏ qua mọi hao phí)

a) Xác định hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp

b) Xác định cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp Biết U1

❑

U2=

I2

I1 với U1 và I1

là hiệu điện thế và cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp, U2 và I2là hiệu điện thế và cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp

H ướng dẫn: ng d n: ẫn:

a) Các bóng đèn m c song song vào 2 đ u cu n th c p và sáng bình ắc song song vào 2 đầu cuộn thứ cấp và sáng bình ầu cuộn thứ cấp và sáng bình ộn thứ cấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình

thư ng nên hi u đi n th đ nh m c m i bóng đèn chính là hi u đi n th 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ịnh mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ứ cấp và sáng bình ỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2

đ u cu n th c p.ầu cuộn thứ cấp và sáng bình ộn thứ cấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình

+ Hi u đi n th đ nh m c c a bóng đèn: Uệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ịnh mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ứ cấp và sáng bình ủa bóng đèn: U đ = P đ

I đ = 1,518 = 12V + V y hi u đi n th hai đ u cu n th c p là Uậy hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp là U ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ầu cuộn thứ cấp và sáng bình ộn thứ cấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình 2 = Uđ =12V

b) Cư ng đ dòng đi n đ nh m c c a bóng đèn 1,5A Đèn sáng bình thộn thứ cấp và sáng bình ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ịnh mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ứ cấp và sáng bình ủa bóng đèn: U ư ng nên cư ng đ dòng qua các bóng là 1,5A Các bóng nh nhau, m c song ộn thứ cấp và sáng bình ư ắc song song vào 2 đầu cuộn thứ cấp và sáng bình song nên dòng đi n ch y qua cu n th c p là 1,5.20=30A.ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ạy qua cuộn thứ cấp là 1,5.20=30A ộn thứ cấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình

L i có: ạy qua cuộn thứ cấp là 1,5.20=30A U1

U2 = I2

I1

⇒I1 = U2

U1I2 = 12

24030 = 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 ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ạy qua cuộn thứ cấp là 1,5.20=30A ộn thứ cấp và sáng bình ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ộn thứ cấp và sáng bình ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2

c a ngu n là Uủa 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 ộn thứ cấp và sáng bình ơ cấp và thứ cấp có số vòng ấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình ố vòng dây là N1 và N2. Ngư i ta tăng cùng m t s vòng dây n c hai cu n (n<Nộn thứ cấp và sáng bình ố vòng ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ả hai cuộn (n<N ộn thứ cấp và sáng bình 1;

N2) H i hi u đi n th cu n th c p sẽ tăng hay gi m so v i lúc đ u.ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ộn thứ cấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình ả hai cuộn (n<N ới lúc đầu ầu cuộn thứ cấp và sáng bình

Bài 2: M t máy bi n áp g m cu n s c p 10 vòng và cu n th c p 100 ộn thứ cấp và sáng bình ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ồn là U ộn thứ cấp và sáng bình ơ cấp và thứ cấp có số vòng ấp và sáng bình ộn thứ cấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình vòng cu n th c p n i v i bóng đèn lo i 100W - 200V Bi t hao phí trong ộn thứ cấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình ố vòng ới lúc đầu ạy qua cuộn thứ cấp là 1,5.20=30A ế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 máy là không đáng k , và cho ể, và cho N1

N2 = I2

I1 v i Nới lúc đầu 1 và I1 là s vòng dây và cố vòng ư ng

đ dòng đi n cu n s c p, Nộn thứ cấp và sáng bình ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2 ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ộn thứ cấp và sáng bình ơ cấp và thứ cấp có số vòng ấp và sáng bình 2 và I2 là s vòng dây và cố vòng ư ng đ dòng đi n ộn thứ cấp và sáng bình ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2

ở chế độ tăng thế Hiệu điện thế ộn thứ cấp và sáng bình ứ cấp và sáng bình ấp và sáng bình ư ư ộn thứ cấp và sáng bình ệu điện thế định mức mỗi bóng đèn chính là hiệu điện thế 2

cu n s c p là bao nhiêu?ộn thứ cấp và sáng bình ơ cấp và thứ cấp có số vòng ấp và sáng bình

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

Php= R.I2 với I = P0

U0 =>P hp=R P02

U20

P0 : Công suất dòng điện

U0 : Hiệu điện thế đầu nguồn

* 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)

* Tăng điện thế đầu nguồn: Nếu tăng hiệu điện thế lên n lần, công suất hao phí giảm n2 lần Đây là biện pháp khả thi nhất nên được sủ dụng trong thực tế Để tăng hiệu điện thế lên cao, người ta dùng 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

P1'

=R P0

2

U012

P2'

=R P0

2

U022 } Lập tỉ số: P '1

P '2 = U02

2

U012 = 14

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?

Giải

Gọi P'1,P' 2 lần lượt là công suất hao phí trong hai trường hợp , ta có:

¿Lập tỉ số: P '1

P '2 = 10

Vậy phương pháp tăng hiệu điện thếcó lợi hơn phương pháp giảm điện trở đường dây 10 lần

*Chú ý: Để truyền tải điện năng đi xa, ở đầu đường dây tải điện người ta dùng hai máy biến thế

Nơi sản xuất: Máy tăng thế

Nơi tiêu thụ: Máy giảm thế

(Không phải chỉ dùng hai máy biến thếở đầu nguồn và cuối nguồn, mà người ta dùng rất nhiều máy biến thế Hiệu điện thế được tăng lên dần dần đồng thời cũng giảm đi dần dần khi gần đến nơi tiêu thụ)

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?