BÀI TẬP MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

Lê huy Hoàng ĐẠI HỌC XÂY DỰNG lehuyhoang1402@yahoo.com ĐỀ BÀI TẬP MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Môn: VẬT LÝ Bài 1. Một người định cuốn một biến thế từ hiệu điên thế U 1 = 110V lên 220V với lõi không phân nhánh, không mất mát năng lượng và các cuộn dây có điện trở rất nhỏ , với số vòng các cuộn ứng với 1, 2 vòng/Vôn. Người đó cuốn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại cuốn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với nguồn thứ cấp đo được U 2 = 264 V so với cuộn sơ cấp đúng yêu cầu thiết kế, điện áp nguồn là U 1 = 110V . Số vòng dây bị cuốn ngược là: A.20. B.11. C.10. D.22. Lời giải : Gọi số vòng các cuộn dây của MBA theo đúng yêu cầu là N 1 và N 2 Ta có N 1 N 2 = 110 220 = 1 2 ⇒ N 2 = 2N 1 (1) Với N 1 = 110x1,2= 132 vòng Gọi n là số vòng dây bị cuốn ngược. Khi đó ta có N 1 − 2n N 2 = 110 264 ⇒ N 1 − 2n 2N 1 = 110 264 (2) Thay N 1 = 132 vòng ta tìm được n = 11 vòng  . Chọn đáp án B Chú ý: Khi cuộn sơ cấp bị cuốn ngược n vòng thì suất điện động cảm ứn xuất hiện ở các cuộn sơ cấp và thứ cấp lấn lượt là e 1 = (N 1 − n)e 0 –ne 0 = (N 1 –2n)e 0 với e 0 suất điện động cảm ứng xuất hiện ở mỗi vòng dây. e 2 = N 2 e 0 Do đó N 1 − 2n N 2 = e 1 e 2 = E 1 E 2 = U 1 U 2 ⇒ N 1 − 2n N 2 = 110 264 Bài 2. Một người định quấn một máy hạ áp từ điện áp U 1 = 220(V ) xuống U 2 = 110(V ) với lõi không phân nhánh, xem máy biến áp là lí tưởng, khi máy làm việc thì suất điện động hiệu dụng xuất hiện trên mỗi vòng dây là 1,25 Vôn/vòng. Người đó quấn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại quấn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với điện áp U 1 = 220V thì điện áp hai đầu cuộn thứ cấp đo được là 121(V ). Số vòng dây bị quấn ngược là: A.9. B.8. C.12. D.10. Lời giải : Gọi số vòng các cuộn dây của MBA theo đúng yêu cầu là N 1 và N 2 Ta có N 1 N 2 = 220 110 = 2 ⇒ N 1 = 2N 2 (1) Với N 1 = 220 1,25 = 176 vòng Gọi n là số vòng dây bị cuốn ngược. Khi đó ta có N 1−2n N 2 = 220 121 ⇒ N 1 − 2n N 1 2 = 220 121 (2)⇒ N 1 − 2n N 1 = 110 121 ⇔ 121(N 1 –2n)= 110N 1 ⇒ n = 8vòng . Chọn đáp án B . Chú ý: Khi cuộn sơ cấp bị cuốn ngược n vòng thì suất điện động cảm ứng xuất hiện ở các cuộn sơ cấp và thứ cấp lấn lượt là e 1 = (N 1 − n)e 0 –ne 0 = (N 1 –2n)e 0 với e 0 suất điện động cảm ứng xuất hiện ở mỗi vòng dây. e 2 = N 2e 0 Do đó N 1 − 2n N 2 = e 1 e 2 = E 1 E 2 = U 1 U 2 ⇒ N 1 − 2n N 2 = 220 121 Lê huy Hoàng Bài 3. Cần tăng hiêụ điên thế ở hai cực của máy phát điện lên bao nhiêu lần để công suất hao phí giảm 100 lần, coi công suất truyền đến tải tiêu thu không đổi. Biết rằng cosϕ = 1. va khi chưa tăng thi độ giảm điện thế trên đường dây là 15 A.8,515. B.8,744. C.9,852. D.7, 484. Lời giải : Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp ∆P 1 = P 2 1 R U 2 1 Với P 1 = P + ∆P 1 ;P 1 = I 1 .U 1 ∆P 2 = P 2 2 R U 2 2 Với P 2 = P + ∆P 2 . Độ giảm điện thế trên đường dây khi chưa tăng điện áp ∆U = I 1 R = 0, 15U 1 ⇒ ∆R = 0,15U 2 1 P 1 ∆P 1 ∆P 2 = P 2 1 P 2 2 U 2 2 U 2 1 = 100 ⇒ U 2 U 1 = 10 P 2 P 1  P 2 = P + ∆P 2 = P + 0,01∆P 1 = P + ∆P 1 − 0, 99∆P 1 = P 1 -0,99∆P 1 P 1 = P + ∆P 1 Mặt khác ∆P 1 = 0, 15P 1 vì ∆P 1 = P 2 1 R U 2 1 = P 2 1 0,15U 2 1 P 1 U 2 1 = 0, 15P 1 Do đó: U 2 U 1 = 10 P 2 P 1 = 10 P 1 − 0, 99∆P 1 P 1 = 10 P 1 − 0, 99.0, 15P 1 P 1 = 8, 515 Vậy U 2 = 8, 515U 1  Bài 4. Một máy phát điện gồm n tổ máy có cùng côn suất P. Điên sản xuất ra được truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất H Hỏi nếu khi chỉ còn một tổ máy thì hiệu suất H’ bằng bao nhiêu (tính theo n và H) A. H n . B.H. C. n+ H − 1 n . D.nH . Lời giải : Hiệu suất: H = nP − ∆P nP = 1− ∆P nP ⇒ ∆P P = n ( 1− H )( 1 ) ∆P = n 2 P 2 R (U cos ϕ) 2 ( 2 ) H  = P − ∆P  P = 1− ∆P  P ⇒ ∆P  P = 1− H  (3) ∆P  = P 2 R (U cos φ) 2 (4) Từ (1) và (3) ta có: ∆P  ∆P = 1− H  n ( 1− H ) (5) Từ (2) và (4) ta có: ∆P  ∆P = 1 n 2 (6) Từ (5) và (6) ta có 1− H  n ( 1− H ) = 1 n 2 ⇒ 1− H  = 1− H n ⇒ H  = 1− 1− H n = n+ H − 1 n Đáp số: H  = 1− 1− H n = n+ H − 1 n  Chọn đáp án C 2 Lê huy Hoàng Bài 5. Một máy biến áp, cuộn sơ cấp có 500 vòng dây, cuộn thứ cấp có 50 vòng dây. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp là 100V. Hiệu suất của máy biến áp là 95%. Mạch thứ cấp là một bóng đèn dây tóc tiêu thụ công suất 25W. Cường độ dòng điện qua đèn bằng: A.2,5. B.3,5. C.1, 5. D.3. Lời giải : Ta có. N 1 N 2 = U 1 U 2 = 500 50 ⇒ U 2 = 10V Do mạch thứ cấp là một bóng đèn như điện trở nên cosϕ 2 = 1. Dó đó I 2 = P 2 U 2 = 2.5A Bài 6. Trong giờ thực hành , một học sinh muốn tạo ra một máy biến áp với số vòng dây cuộn sơ cấp gấp bốn lần cuộn thứ câp . Do xảy ra sự cố nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây . Muốn xác định số vòng dây thiếu để quán tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ với dự định ban đầu , Học sinh này dùng ampe kế và đo được tỉ số cường độ dòng điện hiệu dụng ở cuộn thứ cấp và sơ cấp là 200 43 . Sau đó học sinh quấn thêm vào cuộn thứ cấp 48 vòng nữa thì tỉ số đó là 40 9 . Bỏ qua hao phí của máy biến áp . Để được máy biến áp có số vòng dây đúng như dự định , thì số vòng dây học sinh cần quấn thêm tiếp là bao nhiêu ? A.168 vòng. B.120 vòng. C.60 vòng. D.50 vòng. Lời giải : Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp là N 1 , số vòng dây cuộn thứ cấp ban đầu là N 2 , số vòng dây cần tìm là x, ta có: N 1 = N 2 0,215 = N 2 + 48 0,225 = N 2 + 48+ x 0,25 ⇒    0,225N 2 = 0, 215N 2 + 10, 32 0,25N 2 = 0, 215N 2 + 10, 32+ 0, 215x ⇔    N 2 = 1032 x = 120  Bài 7. Điện năng ở một trạm điện được di chuyển dưới một hiệu điện thế U 1 . Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng đi là H 1 %. Biết rằng công suất truyền đi là không đổi. Muốn hiệu suất quá trình truyền tải điện năng là H 2 % thì U 2 có giá trị là : A.2 H 1 H 2 U 1 . B. H 2 H 1 U 1 . C.  (1− H 1 ) (1− H 2 ) .U 1 . D.  (1− H 2 ) (1− H 1 ) .U 1 . Lời giải : Ta có: H = W i W t p = P − ∆P P Với: ∆P = p 2 U 2 .cos 2 ϕ .R Suy ra:      P = ∆P 1 1− H 1 P = ∆P 2 1− H 2 ⇔ ∆P 1 (1− H 1 ) = ∆P 2 (1− H 2 ) ⇔ U 2 2 U 2 1 = (1− H 1 ) (1− H 2 ) ⇔ U 2 =  (1− H 1 ) (1− H 2 ) .U 1  Bài 7.1. Người ta sử dụng máy tăng áp để truyền một công suất điện P đến nơi tiêu thụ. Gọi k (hệ số tăng áp) là tỉ số giữa số vòng dây của cuộn thứ cấp với số vòng dây cuộn sơ cấp; nếu k = n(n > 1) thì hiệu suất truyền tải là 91%; Nếu k = 3n thì hiệu suất truyền tải là 99%. Vậy khi sử dụng máy biến áp có k = 2n thì hiệu suất truyền tải đạt được là A.H = 93, 50%. B.H = 98, 25%. C.H = 96, 00%. D.H = 97,75%. 3 Lê huy Hoàng Bài 8. Điện năng ở một trạm điện được di chuyển dưới một hiệu điện thế U 1 . Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng đi là H 1 %. Biết rằng công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi. Muốn hiệu suất quá trình truyền tải điện năng là H 2 % thì phải: A . Tăng hiệu điện thế đến:  H 1 (1− H 2 ) H 2 (1− H 1 ) .U 1 B.Thay đổi đến giá trị:  H 1 (1− H 1 ) H 2 (1− H 2 ) .U 1 . C.Tăng hiệu điện thế đến:  H 2 H 1 .U 1 . D. Giảm hiệu điện thế đến:  H 2 H 1 .U 1 . Lời giải : Ta có: H = W i W t p = P − ∆P P Với: ∆P = p 2 U 2 .cos 2 ϕ .R Suy ra:      P 1 = ∆P 1 1− H 1 P 2 = ∆P 2 1− H 2 ⇒ ∆P 1 (1− H 1 )H 1 = ∆P 2 (1− H 2 )H 2 Công suất tại nơi tiêu thụ không đổi. P = P 1 .H 1 = P 2 .H 2 Nên ta có: U 2 2 U 2 1 = (1− H 1 )H 1 (1− H 2 )H 2 ⇒ U 2 =  (1− H 1 )H 1 (1− H 2 )H 2 .U 1  Bài 9. Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc hình sao có điện áp pha là 220V, tần số 60H z. Một cơ sở sản xuất dùng nguồn điện này mỗi ngày 8h cho ba tải tiêu thụ giống nhau mắc hình tam giác, mỗi tải là một cuộn dây gồm điện trở R = 300Ω , và độ tự cảm L = 0, 6187(H). Giá điện nhà nước đối với khu vực sản xuất là 1000 đồng cho mỗi kW h tiêu thụ. Chi phí mà cơ sở sản xuất này phải thanh toán cho nhà máy điện hàng tháng (30 ngày) là: A.183600 đồng. B.22950 đồng. C.216000 đồng. D.20400 đồng. Lời giải : Ta có f = 60H z ⇒ ω= 120πL = 0.6187⇒ Z L = 233, 244ΩZ =  Z 2 L + R 2 = 380Ω Vì các dây mắc hình sao nên ta có U d =  3U p Vì tải mắc hình tam giác nên U t = U d Ta có tổng trở là 380Ω I = U d Z = 1A ⇒ P b = 3I 2 R = 900W Trong một tháng cơ sở đó dùng 30.8.900= 216000W h = 216kW h Số tiền phải trả là 216000 đồng  Bài 10. Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa độ giảm điện áp trên đường dây một pha bằng n lần điện áp còn lại ở cuối đoạn dây này. Coi dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp .Để công suất hao phí trên đường dây giảm a lần nhưng vẫn đảm bảo công suất tới nơi tiêu thụ không đổi thì phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần? A. n+ a  n(n + a) . B. n+ 1  n(n + a) . C. n+  a  n(n + a) . D. n  a(n + 1) . Lời giải : Gọi U , ∆U 1 ,U 1 là điện áp nguồn độ sụt áp trên đường dây và điện áp nơi tiêu thụ trước khi thay đổi và U  , ∆U 2 là điện áp nguồn sau khi thay đổi và độ sụt áp trên đường dây sau khi thay đổi. 4 Lê huy Hoàng Theo giả thiết ta có :P hp 1 = nP hp 2 ⇒ I 1 I 2 =  n(1) Độ giảm thế trên đường dây tải điện bằng a lần điện áp giữa hai cực của trạm phát điện:    ∆U 1 = aU 1 U = U 1 + ∆U 1 ⇒ ∆U 1 = a a+ 1 U ∆U 1 = I 1 .R = a a+ 1 U ∆U 2 = I 2 .R = I 2 I 1 .I 1 .R = a  n  a+ 1  U Công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi ⇔ P 1 = P 2 ⇔  U − ∆U 1  I 1 =  U  − ∆U 2  I 2 ⇒  U − a a+ 1 .U  I 1 I 2 = U  − a  n  a+ 1  U ⇒ U  = n+ a  n  a+ 1  U  Bài 10.2. Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa độ giảm điện áp trên đường dây một pha bằng n 2 lần điện áp nguồn. Coi dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp .Để công suất hao phí trên đường dây giảm a lần nhưng vẫn đảm bảo công suất tới nơi tiêu thụ không đổi thì phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần? A. n 2 (1− a)+ a n . B. n+ 1  n(n + a) . C. n 2 − a n . D. n  a(n + 1) . Bài 11. Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn dùng máy hạ thế có tỉ số vòng dây là 2,cần phải tăng điện áp nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây giảm 100 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất tiêu thụ nhận được là không đổi.Biết điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm thế trên đường dây bằng 15% điện áp của tải tiêu thụ. A.10. B.7,5. C.8,7. D.9, 3. Lời giải : Ta có: N 2 N 1 = U 2 U 1 = 2 - Độ giảm thế trên đường dây: ∆U = 0, 15U 2 = 0, 075U 1 = 0, 075(U − ∆U ) ⇒ ∆U = 3 43 U Công suất hao phí trên đường dây: ∆P = I 2 .R = ∆U .I = 3 43 U .I Công suất nhận được cuối đường dây là: P = 40 43 U I Khi công suất hao phí giảm 100 lần nên ∆P  = 3 4300 U I và cường độ giảm 10 lần nên I  = 0, 1I nên công suất nhận được cuối đường dây là : U  .0,1I − 3 4300 U I = 3 43 U .I ⇒ U  = 9, 3U  Bài 11. Một máy hạ thế có tỉ số N 1 N 2 =k.Điện trở của cuộn sơ cấp là r 1 , điện trở của cuộn thứ cấp là r 2 mạch ngoài của cuộn thứ cấp chỉ có điện trở thuần R. Xem như từ là khép kín vì hao phí do dòng điện phuco là không đáng kể. Hiệu suất của máy biến thế được xác định bằng biểu thức? A.H = k 2 .R k 2 (R + r 1 )+ r 1 . B.H = k 2 .R k 2 (R + r 1 )+ r 2 . C.H = k 2 .R k 2 (R + r 2 )+ r 1 . D.H = k 2 .R k 2 (R + r 2 )+ r 2 . Lời giải : Ta có U 1 .I 1 = r 1 .I 2 1 + r 2 .I 2 2 +U 2 .I 2 .cosϕ với U 2 .I 2 .cosϕ = I 2 2 .R(1) Và N 1 N 2 = I 2 I 1 = k(2) Suy ra k.I 1 = I 2 Và H = I 2 2 R U 1 I 1 (3) Thế (1) và (2) vào (3) Ta suy ra H = k 2 .R k 2 (R + r 2 )+ r 1  5 Lê huy Hoàng Bài 12. Một máy biến áp lí tưởng có hiệu suất bằng một được nối vào nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 5V. Biết số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 100 vòng và 150 vòng. Do cuộn sơ cấp có 10 vòng bị quấn ngược nên điện áp thu được ở cuộn thứ cấp là: A.7,5 V. B.9,37 V. C.8,33 V. D.7,78 V. Lời giải : Ta có: U 1 = 5(V ) U 1 U 2 = N 1 − 2n N 2  Bài 13. ột máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U 1 , khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U 2 . Nếu tăng thêm n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở bây giờ là U 3 . Số vòng dây của cuộn sơ cấp bằng A. nU 1 U 3 +U 2 . B. U 3 +U 2 nU 1 . C. nU 1 U 3 −U 2 . D. U 3 −U 2 nU 1 . Lời giải : Theo công thức máy biên áp: U 2 U 1 = N 2 N 1 ; (1) Khi thêm n vòng: U 3 U 1 = N 2 + n N 1 ; (2) Từ (1);(2) ⇒ N 2 = U 2 n U 3 −U 2 ⇒ N 1 = U 1 n U 3 −U 2  Bài 14. Phần cảm của một máy phát điện xoay chiều có 2 cặp cực và 25váng /s tạo ra ở hai đầu một điện áp có giá trị hiệu dụng U = 120V. Dùng nguồn điện này mắc vào hai đầu của một đoạn mạch điện gồm cuộn dây có điện trở hoạt động R = 10Ω, độ tự cảm L = 0.159H mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C = 159µF. Công suất tiêu thụ của mạch điện bằng: A.144W. B.14.4W. C.200W. D.288W. Lời giải : Ta có f = p.n ⇒ ω= 2πp.n = 100π.Và    Z L = Lω= 50Ω Z C = 1 Cω = 20Ω ⇒ P = U 2 Z 2 R = 144W  Bài 15. Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng máy hạ thế. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi. Biết điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ A. 9,1 lần. B.  10 lần. C. 10 lần. D. 9,78 lần. A B C D Lời giải : Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp và khi tăng điện áp ∆P 1 = P 2 1 R U 2 1 Với P 1 = P + ∆P1;P 1 = I 1 .U 1 ∆P 2 = P 2 2 R U 2 2 Với P 2 = P + ∆P 2 . Độ giảm điện áp trên đường dây khi chưa tăng điện áp ∆U = 0,1(U 1− ∆U )⇒ ∆1, 1∆U = 0, 1U 1 ∆U = I 1 R = U 1 11 ⇒ R = U 1 11I 1 = U 2 1 11P 1 6 Lê huy Hoàng ∆P 1 ∆P 2 = P 2 1 P 2 2 U 2 2 U 2 1 = 100 ⇒ U 2 U 1 = 10 P 2 P 1 P 1 = P + ∆P 1 P 2 = P + ∆P 2 = P + 0,01∆P 1 = P + ∆P 1 − 0, 99∆P 1 = P 1 –0,99∆P 1 Mặt khác ∆P1= P 2 1 R U 2 1 = P 2 1 U 2 1 11P 1 U 2 1 = P 1 11 Do đó: U 2 U 1 = 10 P 2 P 1 = 10 P 1 − 0, 99∆P 1 P 1 = 10 P 1 − 0, 99. P 1 11 P 1 = 9, 1 Bài 16. Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một quạt điện loại 180 V - 120W hoạt động bình thường dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở. Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá trị 70 Ω thì đo thấy cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,75A và công suất của quạt điện đạt 92,8%. Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào? A.giảm đi 20Ω. B.tăng thêm 12Ω. C.giảm đi12Ω. D.tăng thêm 20Ω. Lời giải : Gọi R 0 , Z L , Z C là điện trở thuần, cảm kháng và dung kháng của quạt điện. Công suấ định mức của quạt P = 120W ; dòng điện định mức của quạt I. Gọi R 2 là giá trị của biến trở khi quạt hoạt động bình thường khi điện áp U = 220V Khi biến trở có giá tri R 1 = 70Ω thì I 1 = 0, 75A,P 1 = 0, 928P = 111, 36W P 1 = I 2 1 R 0 (1)⇒ R 0 = P 1 I 2 1 ≈ 198Ω(2) I 1 = U Z 1 = U  (R 0 + R 1 ) 2 + (Z L − Z C ) 2 = 220  268 2 + (Z L − Z C ) 2 Suy ra ( Z L –Z C ) 2 =  220 0,75  2 –268 2 ⇒|Z L –Z C |≈ 119Ω(3) Ta có P = I 2 R 0 (4) Với I = U Z = U  (R 0 + R 2 ) 2 + (Z L − Z C ) 2 (5) P = U 2 R 0 (R 0 + R 2 ) 2 + ( Z L − Z C ) 2 ⇒ R 0 + R 2 Ω256Ω⇒ R 2 ≈ 58Ω R 2 < R 1 ⇒ ∆R = R 2 –R 1 =−12Ω Phải giảm 12Ω. Bài 17. Bằng đương dây truyền tải 1 pha điện năng từ 1 nhà may phát điện được truyền đếnn nơi tieu thụ la 1 khu chung cư người ta thấy nếu tăng điện áp nơi phát từ U lên 2U thì số hộ dân có đủ điện để thiêu thụ tăng từ 80 lên 95 hộ.biết chỉ có hao phí trên đường truyền là đáng kể các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau.nếu thay thế sợi dây trên bằng sợi siêu dẫn để tải điện thì số hộ dân co đủ điện tiêu thụ là bao nhiêu.công suất nơi phát ko đổi A.100. B.162. C.160. D.175. 7 Lê huy Hoàng Lời giải : Gọi công suất điện của nhà máy là P, công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là P0.; điện trở đường dây tải là R và n là số hộ dân được cung cấp điện khi dùng dây siêu dẫn Công suất hao phí trên đường dây : ∆P = P 2 R U 2 Theo bài ra ta có P = 80P 0 + P 2 R U 2 (1) P = 95P 0 + P 2 R 4U 2 (2) P = nP 0 (3) Nhân (2) với 4 trừ đi (1) 3P = 300P 0 (4) ⇒ P = 100P 0 ⇒ n = 100 Chọn đáp án A Bài 17.1. Điện năng được đưa từ trạm phát điện đến khu trung cư bằng đường dây truyền tải một pha. Cho biết nếu điện áp hai đầu truyền đi giảm từ 2U xuống U thì số hộ dân được trạm cung cấp đủ điện năng giảm từ 140 xuóng còn 128 hộ dân. Cho rằng chỉ tính đến hao phí trên đườn dây, công suất tiêu thụ của cá hộ đều như nhau, Công suất của trạm phát không đổi và hệ số công suất của các trường hợp đều bằng nhau. Nếu điện áp truyền đi là 4U thì trạm phát điện này cung cấp đủ điện năng cho A.168 hộ dân. B.150 hộ dân. C.143 hộ dân. D. hộ dân146. Lời giải : Ta có: Gọi công suất nơi truyền đi là: P, công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là: P  Công suất hao phí khi dùng điện áp U là: ∆P thì 2U là: ∆P 4 còn 4U là: ∆P 16 thì: P = 140P  + ∆P 4 (1) P = 128P  + ∆P (2) Từ (1) và (2) nên ∆P = 16P  Gọi số dân khi điện áp 4U là :n thì: P = n.P  + ∆P 16 Từ đó nên n = 143 Bài 18. Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) cuộn sơ cấp có cùng số vòng dây nhưng cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau. Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp của máy đó là 1,5. Khi đặt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2. Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên của hai máy là bằng nhau. Số vòng dây của cuộn sơ cấp của mỗi máy là A.200 vòng. B.100 vòng. C.150 vòng. D.250 vòng. Lời giải : Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp là N, cuộn thứ cấp làN 1 và N 2 Theo bài ra ta có U U 11 = N 1 N = 1, 5⇒ N 1 = 1, 5N U 22 U = N 2 N = 2 ⇒ N 2 = 2N Để hai tỉ số trên bằng nhau ta phải tăng N 1 và giảm N 2 Do đó N 1 + 50 N = N 2 − 50 N ⇒ N 1 + 50= N 2 –50 8 Lê huy Hoàng ⇒ 1, 5N + 50= 2N − 50 ⇒ N = 200 vòng. Chọn đáp án A Bài 19. Một học sinh quấn một máy biến áp có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,92U Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 40 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong đó. Bỏ qua mọi hao phí máy biến thế. Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là A.2000 vòng. B.3000 vòng. C.1500 vòng. D.6000 vòng. Lời giải : Gọi N 1 là số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đó số vòng dây cuộn thứ cấp N 2 = 2N 1 Tổng số vòng dây của máy biến thế là 3N 1 Theo bài ra ta có: U 1,92U = N 1 N 2 − 80 ⇒ 1, 92N 1 = 2N 1 –80⇒ N 1 = 1000 vòng  Bài 20. Điện năng được truyền tải từ trạm tăng thế tới trạm hạ thế bằng đường dây có điện trở 25Ω. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp của hạ thế lần lượt là 2500V và 220V. Cường độ dòng điện chạy trong mạch thứ cấp máy hạ thế là 125A. Hiệu suất truyền tải điện là: A.85,3%. B.91,0%. C.80,5%. D.90, 1%. Lời giải : Xét máy hạ thế: U 1 U 2 = I 1 I 2 ⇒ I 1 = 11A. ∆U = I 1 .R = 275V ⇒ U t t = ∆U +U 1 = 2775V ⇒ P =U I = 30525W ; ∆P = I 2 R = 3025W ⇒ H = 1− ∆P P = 0, 9009= 90, 09% Bài 21. Điện năng truyền tải từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ. Nếu dùng lần lượt máy tăng áp có tỉ số vòng dây N 2 N 1 = 4 và N 2 N 1 = 8 thì nơi tiêu thụ đủ điện năng lần lượt cho 192 và 198 máy hoạt động. Nếu đặt các máy tại nhà máy điện thì cung cấp đủ điện năng cho bao nhiêu máy? A.280. B.220. C.250. D.200. Lời giải : Gọi P 1 , ∆P 1 ,P 2 , ∆P 2 lần lượt là công suất toàn phần và công suất hao phí lúc tỉ số vòng dây là 4 và 8. Ta có ∆P 1 ∆P 2 = U 2 2 U 2 1 = N 2 2 N 2 2 = 4 Mặt khác P − ∆P 1 P − ∆P 2 = P i 1 P i 2 = 192 198 Suy ra P − 4∆P 2 P − ∆P 2 = 192 198 Giải ra ta được P = 100∆P 2 mà đặt tại nhà máy điện thì ∆P = 0 nên n = 100 99 .n 2 = 200 Bài 22. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có điện trở không đáng kể, được mắc mạch ngoài là một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn cảm thuần L. Khi tốc độ quay của roto là n 1 và n 2 thì cường độ hiệu dụng trong mạch có giá trị bằng nhau. Khi tốc độ quay của roto là n 0 thì cường độ hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại. Mối liên hệ giữa n 0 , n 1 , n 2 là A.n 2 0 = 2  n 2 1 + n 2 2  . B.n 2 0 = 1 2  n 2 1 + n 2 2  . C. 1 n 2 1 + 1 n 2 2 = 2 n 2 0 . D. 1 n 2 0 = 1 2  1 n 2 1 + 1 n 2 2  . 9 Lê huy Hoàng Lời giải : I = ωN B S  R 2 + (Z L − Z C ) 2 = NBS  R 2 ω 2 + L 2 + 1 C 2 ω 4 − 2L Cω 2 = NBS  f (x) f (x)mi n khi I max => x 0 = −b 2a = 1 ω 2 0 Gọi x 1 , x 2 là hai nghiệm của phương trình: x 0 = x 1 + x 2 2 = −b 2a Vậy ta có hệ thức: 1 ω 2 1 + 1 ω 2 2 = 2 ω 2 0 ⇒ 1 n 2 1 + 1 n 2 2 = 2 n 2 0 Kết luận : Mối liên hệ giữa n 0 , n 1 , n 2 là: 1 n 2 1 + 1 n 2 2 = 2 n 2 0  Bài 23. Một mạch điện tiêu thụ điện là cuộn dây có điện trở thuần r = 8Ω, tiêu thụ công suất P = 32W với hệ số công suất cosϕ = 0, 8. Điện năng được đưa từ máy phát điện xoay chiều một pha nhờ dây dẫn có điện trở R = 4Ω. Điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây nơi máy phát là: A.10  5V. B.28V. C.12  5V. D.24V. Lời giải : Ta có    P = r I 2 cosϕ= r Z ⇔          I =  P r Z = r cosϕ ⇒ U =  P r · r cosϕ =  Pr cosϕ . Độ giảm thế I R =U p −U → U p = U + IR → U p =  Pr cosϕ +  P r R Thay số, có U p = 28 V.  Bài 24. Điện năng được truyền từ trạm phát đến tải tiêu thụ bằng đường day một pha . Để giẳm hao phí trên đường dây từ 25% đến 1% thì cần phải tăng điện áp truyền tải lên bao nhiêu lần ? Biết công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi : Hệ số công suất là 1 A.4.35. B.4.15. C.5. D.5.15. Lời giải : Ta có: ∆p 1 = 25 100 P = 25 100 (P t + ∆p 1 ) ⇒ ∆p 1 = 25 75 P t Tượng tự: ⇒ ∆p 2 = 1 99 P t ⇒ ∆p 1 ∆p 2 = 99.25 75 ⇒ I 1 : I 2 =  99.25 75 Mặt khác ta có : H 1 H 2 = U 2 .I 2 U 1 .I 1 .⇒ 75 99 = U 2 U 1 .  75 99.25 Vậy: ⇒  75.25 99 = U 2 U 1 = 4, 35 10 . DỰNG lehuyhoang1402@yahoo.com ĐỀ BÀI TẬP MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Môn: VẬT LÝ Bài 1. Một người định cuốn một biến thế từ hiệu điên thế U 1 =. 1 là điện áp nguồn độ sụt áp trên đường dây và điện áp nơi tiêu thụ trước khi thay đổi và U  , ∆U 2 là điện áp nguồn sau khi thay đổi và độ sụt áp trên