Hướng dẫn học sinh khá, giỏi phương pháp giải các bài toán nâng cao về truyền tải điện năng đi xa

I MỞ ĐẦU: 1.1 Lý chọn đề tài: Vật lí mơn học khó trừu tượng, sở tốn học Bài tập vật lí đa dạng phong phú Trong phân phối chương trình số tiết tâp lại so với nhu cầu cần củng cố nâng cao kiến thức cho học sinh Chính thế, người giáo viên phải làm để tìm phương pháp tốt nhằm tạo cho học sinh niềm say mê yêu thích môn học Giúp học sinh việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải cần thiết Việc làm có lợi cho học sinh thời gian ngắn nắm dạng tập, nắm phương pháp giải từ phát triển hướng tìm tòi lời giải cho dạng tương tự Trong yêu cầu đổi giáo dục việc đánh giá học sinh phương pháp trắc nghiệm khách quan nắm dạng phương pháp giải giúp cho học sinh nhanh chóng trả Trong chương trình Vật lí lớp 12, chương “Dòng điện xoay chiều” có nhiều dạng tập phức tạp khó Nhóm toán truyền tải điện xa nhóm tập phức tạp khó chương (bởi lẽ nhiều tập không theo quy luật chung cả), học sinh thường lúng túng gặp câu trắc nghiệm phần này, phần lớn em bỏ qua câu chọn bừa đáp án Có nhiều em thường sợ đề thi có câu trắc nghiệm phần Qua trình nghiên cứu nhiều tài liệu từ nhiều tác giả, qua nhiều kênh thông tin (như: sách tham khảo, Internet ), thấy tác giả chưa thực sâu vào tính tổng quát loại tốn Cho đến chưa có tác giả phân dạng tìm quy luật giải cho dạng toán phần này, thường đưa cách giải phức tạp khơng có tính tổng quát gây hoang mang cho học sinh Xuất phát từ thực trạng mạnh dạn đề xuất đề tài “ Hướng dẫn học sinh khá, giỏi phương pháp giải toán nâng cao truyền tải điện xa” nhằm góp ích vào nâng cao hiệu giảng dạy cho mơn học 1.2 Mục đích nghiên cứu: 1.2.1 Đối với giáo viên Nhằm xây dựng chuyên đề sâu, chi tiết làm tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp ôn thi THPT Quốc Gia 1.2.2 Đối với học sinh Đề tài nhằm giúp học sinh khá, giỏi khắc sâu kiến thức lí thuyết, có hệ thống tập phương pháp giải chúng, giúp em nắm cách giải từ chủ động vận dụng phương pháp làm tập có liên quan Từ học sinh có thêm kỹ cách giải tập Vật lí, nhanh chóng giải tốn trắc nghiệm dòng điện xoay chiều phong phú đa dạng 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Tôi thực dạy đề tài lớp 12A3 năm học 2017 – 2018, so sánh với lớp 12A4 đối tượng 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Trong q trình nghiên cứu tơi sử dụng số phương pháp sau : - Nghiên cứu lí thuyết dòng điện xoay chiều nói chung sâu vào phần truyền tải điện nói riêng chương trình vật lí lớp 12 từ xây dựng sở lí thuyết cho loại tập - Phân tích giải tập phần truyền tải điện xa - Sử dụng phương pháp hoạt động nhóm động não dạy tập phần cho học sinh - Phương pháp khảo sát thực tế thu thập thông tin II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Đối với mơn vật lí trường phổ thơng, tập vật lí đóng vai trò quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm tập vật lí hoạt động dạy học, cơng việc khó khăn, bộc lộ rõ trình độ người giáo viên vật lí việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ học sinh, đòi hỏi người giáo viên học sinh phải học tập lao động không ngừng Bài tập vật lí giúp học sinh hiểu sâu qui luật vật lí, tượng vật lí Thơng qua tập dạng khác tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt kiến thức để tự lực giải thành cơng tình cụ thể khác kiến thức trở nên sâu sắc hồn thiện trở thành vốn riêng học sinh Trong trình giải vấn đề, tình cụ thể tập đề học sinh phải vận dụng thao tác tư so sánh, phân tích, tổng hợp khái qt hố để giải vấn đề, từ giúp phát triển tư sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập suy nghĩ, suy luận Nên tập Vật lí gây hứng thú học tập cho học sinh Đối với phần kiến thức “truyền tải điện xa” thấy việc phân dạng, rõ điểm mấu chốt vấn đề giúp học sinh, đặc biệt học sinh giỏi không nắm vững kiến thức phần học mà vận dụng sáng tạo vào giải tốt toán tương tự 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Thuận lợi Trong trình giảng dạy, tìm hiểu tâm tư nguyện vọng số học sinh lớp 12 tơi biết có nhiều học sinh thích học mơn vật lí, nhiều học sinh có nguyện vọng thi vào đại học khối A khối A1 2.2.2 Khó khăn: Là giáo viên dạy tập phần truyền tải điện xa, thấy sách giáo khoa đề cập đến vấn đề truyền tải điện xa (Như: Tìm cơng suất hao phí đường dây truyền tải, hiệu suất truyền tải điện xa) với số lượng tập khơng nhiều đơn giản tập phần đa dạng thường xuất nhiều đề thi THPT Quốc Gia, đề thi thử THPT Quốc Gia trường nước Khi gặp toán thuộc dạng nâng cao truyền tải điện xa học sinh thường lúng túng khơng biết cách giải phải nhiều thời gian cho bài, thời gian dành cho câu đề thi trắc nghiệm lại ngắn Thực tế phần tập truyền tải điện xa dành cho đối tượng học sinh giỏi có tài liệu hướng dẫn cách hệ thống, qúa trình giảng dạy việc tổng hợp kiến thức, phân chia dạng toán, hướng dẫn cụ thể việc làm vô quan trọng người giáo viên; có làm giúp học sinh hiểu rõ chất vấn đề vận dụng làm tập cách có hiệu Qua thực tế giảng dạy nhận thấy đa số học sinh học đến phần truyền tải điện xa tỏ khơng hứng thú, nhiều em thiếu tự tin vào thân tham gia phát biểu ý kiến xây dựng Khi làm đề kiểm tra chất lượng ôn thi cho kì thi Quốc Gia em thường bỏ qua câu hỏi phần này, đánh bừa đáp án Từ dẫn đến kết việc dạy học phần không cao Bằng khảo sát nhỏ thu thập ý kiến đánh giá em phần sau: Ý kiến Lớp 12A3 12A4 Khó 80% 85% Vừa 20% 15% Dễ 0% 0% 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Từ thực tế đề số biện pháp khắc phục sau: 2.3.1 Các yêu cầu chung: Trước giảng dạy phần tập nâng cao truyền tải điện xa, yêu cầu học sinh phải nắm kiến thức dạng tập dòng điện xoay chiều, máy biến áp truyền tải điện năng, bao gồm: - Xác định hệ số máy biến áp, số vòng dây cuộn dây máy biến áp, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây sơ cấp thứ cấp - Xác định công suất hao phí đường dây truyền tải - Xác định độ sụt áp đường dây truyền tải - Xác định độ chênh lệch số công tơ điện trạm phát điện nơi tiêu thụ - Các tập đơn giản hiệu suất truyền tải điện xa Mặt khác tiến hành nghiên cứu, phân loại dạng tập truyền tải điện xa, thiết lập số công thức tổng quát; đồng thời yêu cầu học sinh thiết lập công thức hệ cho loại tốn qua học sinh nắm vững chất loại toán 2.3.2 Biện pháp phân loại tập thiết lập công thức tổng quát theo dạng Để học sinh nắm vững phần kiến thức cần tiếp nhận thực theo quy trình sau: Bước 1: Hệ thống lại kiến thức phần dòng điện xoay chiều, máy biến áp truyền tải điện xa Bước 2: Ôn lại số kiến thức liên quan mà em học chương trình vật lí lớp 11 Bước 3: Phân loại dạng tập truyền tải điện xa (nêu rõ kiến thức trọng tâm dạng toán) Đối với truyền tải điện xa, phân làm hai mảng tập (mảng tập mảng tập nâng cao), với mảng tập tơi lại phân theo dạng tập Bước 4: Hướng dẫn học sinh làm số tập ví dụ cụ thể dạng tốn Bước 5: Sau dạng toán rút lưu ý cho học sinh cần ghi nhớ chỗ mà học sinh thường hay mắc phải nhầm lẫn Bước 6: Đưa toán để học sinh tự rèn luyện thêm nhằm nâng cao kĩ giải toán Lõi biến áp a Kiến thức dòng điện xoay chiều a.1 Công suất, hệ số công suất [ 4] - Công suất : P = UIcosϕ - Hệ số công suất: cosϕ = R Z U1 N1 U2 N2 a.2 Máy biến áp [ 4] - Cơng dụng, cấu tạo kí hiệu máy biến áp Hình + Cơng dụng máy biến áp: làm biến đổi điện áp xoay chiều + Cấu tạo máy biến áp (như hình vẽ 1): Gồm hai phận lõi biến áp hai cuộn dây dẫn có điện trở nhỏ độ tự cảm lớn Cuộn sơ cấp có N1 vòng nối vào nguồn phát điện, cuộn thứ cấp có N vòng nối với tải tiêu thụ điện + Kí hiệu máy biến áp sơ đồ mạch điện (Như hình vẽ 2) - Cơng thức máy biến áp: Hình N2 U = N1 U1 Trong đó: N1 N số vòng dây cuộn dây sơ cấp cuộn dây thứ cấp U1 U điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây sơ cấp thứ cấp a.3 Truyền tải điện [ 4] - Cơ chế truyền tải điện xa Gọi U điện áp hai đầu nguồn; P điện áp cần truyền tải; R điện trở dây tải điện cường độ hiệu dụng dòng điện dây tải điện I= P Ucosϕ Nhà máy điện Cơng suất hao phí đường dây tải điện P ∆P = RI = R 2 U cos ϕ l với R = ρ S R U R Nơi tiêu ' U thụ Hình Từ cơng thức ta thấy: Để giảm hao phí đường dây tải điện ta có thể: • • Giảm điện trở dây dẫn điện cách tăng đường kính dây: Điều khơng có lợi phải tăng đồng thời kích thước dây dẫn trụ điện Tăng U biến áp tăng áp: Cách dùng rộng rãi Ở nơi tiêu thụ điện người ta dùng máy hạ áp để đưa điện áp mức thường dùng (thường 220 V Việt Nam) - Các công thức truyền tải điện xa: + Công suất truyền tải: P = = Ptt + ∆P = Ptt + R P2 U cos 2ϕ + Cơng suất hao phí đường dây truyền tải: ∆P = RI = R P2 ∆A = ∆UI = 2 U cos ϕ t + Công thức độ sụt áp (Độ giảm điện áp nơi tiêu thụ trạm phát điện): ∆U = U − U ' = RI = ∆P I P tt + Hiệu suất truyền tải điện năng: H = P = P − ∆P ∆P P = 1− = 1− R 2 P P U cos ϕ + Độ chênh lệch số công tơ điện trạm phát điện so với nơi tiêu thụ: ∆A = ∆P.t Trong đó: P, U cơng suất truyền tải điện áp truyền tải Ptt công suất nơi tiêu thụ điện ∆P công suất hao phí đường dây truyền tải R điện trở dây truyền tải điện cosϕ hệ số công suất mạch truyền tải điện I cường độ dòng điện chạy mạch truyền tải điện ∆U độ sụt áp trạm phát nơi tiêu thụ ∆A độ chênh lệch số công tơ trạm phát điện nơi tiêu thụ U ' điện áp đầu tiêu thụ H hiệu suất truyền tải điện t thời gian l chiều dài dây truyền tải điện S tiết diện dây truyền tải điện ρ điện trở suất vật liệu làm dây truyền tải điện b Ơn lại kiến thức có liên quan mà em học chương trình vật lí lớp 11 [ 4] Cơng thức liên hệ điện trở điện trở suất R=ρ l S c Các dạng tốn Trong q trình giảng dạy phần này, trước cụ thể loại tập định hướng học sinh cách tổng quát nhất, kĩ phân tích đề Đối với tốn phần cần chia làm phần (phần chất Vật lý, phần kĩ biến đổi toán học lưu ý cách hiểu khác làm bài) Về phần chất vật lý : Cần phải giúp học sinh nhận diện loại toán truyền tải điện xa cách phân loại tập phần dấu hiệu cụ thể mà đề thường đề cập tới Sau xin đưa cách giải số loại tập nâng cao phần sau: Dạng 1: Thay đổi điện áp truyền tải, giữ cố định công suất truyền tải Trước đưa phương pháp giải dạng tập giáo viên cần lưu ý học sinh số dấu hiệu để nhận diện dạng tập sau : - Thứ nhất: Đối với loại tập dạng đề nói rõ cơng suất truyền tải khơng đổi, thay đổi điện áp truyền tải - Thứ hai: Điều kiện tốn cho “cơng suất tiêu thụ máy móc hộ dân nơi tiêu thụ giống hệt nhau” - Thứ ba: Đề thường u cầu tìm số máy móc (số hộ dân) tiêu thụ điện nơi tiêu thụ, tìm số lần điện áp truyền tải tăng lên hay giảm Các bước thông thường để giải tập dạng sau: - Bước 1: Tìm cơng thức chủ đạo cho dạng tốn P = ∆P + Ptt (1) - Bước 2: Áp dụng công thức (1) cho lần thay đổi điện áp truyền tải: Chú ý ∆P = R P2 , nên P khơng đổi U tăng lên n lần ∆P U cos 2ϕ giảm n lần ∆P Lần đầu: U1 = n1U ⇒ P = ∆P1 + Ptt1 = n + m1 ptt Lần 2: U = n2U ⇒ P = ∆P2 + Ptt = Lần 3: U = n3U ⇒ P = ∆P3 + Ptt = ∆P + m2 ptt n22 ∆P + m3 ptt n32 Trong ptt cơng suất tiêu thụ máy móc hộ dân, m số máy móc (hoặc số hộ dân) tiêu thụ điện Ta viết gọn lại sau: P= ∆P + m1 ptt n12 P= ∆P + m2 ptt n22 P= ∆P + m3 ptt n32 - Bước 3: Sử dụng kĩ toán học để giải (đề cho giá trị n hai ba giá trị m , ta tìm m lại Hoặc ngược lại đề cho giá trị m hai ba giá trị n , ta tìm giá trị n lại) Dạng : Thay đổi cơng suất truyền tải, giữ cố định điện áp truyền tải Trước đưa phương pháp giải dạng toán giáo viên cần lưu ý học sinh dấu hiệu để nhận biết dạng toán sau : - Thứ nhất: Đối với loại tập dạng có trường hợp đề nói rõ điện áp truyền tải không đổi, thay đổi công suất truyền tải điện; có trường hợp đề nói trạm phát điện có tổ máy hoạt động (khi số tổ máy thay đổi cơng suất truyền tải rõ ràng phải thay đổi) - Thứ hai: Đề đề cập đến hiệu suất truyền tải điện tương ứng lần thay đổi công suất truyền tải - Thứ ba: Nếu đề cho công suất truyền tải tăng giảm số lần tốn thường u cầu tìm số lần tăng giảm đó, tìm hiệu suất chưa biết Nếu công suất truyền tải thay đổi số tổ máy thay đổi thơng thường đề yêu cầu xác định số tổ máy tăng thêm giảm đi, tìm hiệu suất chưa biết Phương pháp thơng thường để làm dạng tốn sau : - Bước : Tìm cơng thức chủ đạo có liên quan trực tiếp đến đại lượng mà tốn đề cập tới Từ cơng thức hiệu suất truyền tải điện ta có: H = 1− R ⇒ R P U cos 2ϕ P = 1− H U cos 2ϕ (2) - Bước : Áp dụng công thức chủ đạo cho lần thay đổi công suất truyền tải P P np 1 Lần đầu: R U 2cos 2ϕ = − H1 ⇒ R U 2cos 2ϕ = − H1 P n p P n p 2 Lần 2: R U 2cos 2ϕ = − H ⇒ R U cos 2ϕ = − H 3 Lần 3: R U 2cos 2ϕ = − H ⇒ R U cos 2ϕ = − H Trong đó: n1 , n2 , n3 số lần tăng lên giảm xuống (hoặc số tổ máy tương ứng lần thay đổi); p công suất tổ máy - Bước : Làm gọn công thức Đặt R p = a ta có U cos 2ϕ an1 = − H1 an2 = − H an3 = − H - Bước : Sử dụng kĩ toán học để giải (với toán dạng đề cho giá trị hiệu suất truyền tải cho liên hệ giá trị n , giải ta tìm giá trị n ; ngược lại cho giá trị n ta tìm giá trị hiệu suất chưa biết) Dạng : Thay đổi công suất truyền tải, giữ cố định công suất nơi tiêu thụ Trước đưa phương pháp giải dạng toán giáo viên cần lưu ý học sinh dấu hiệu để nhận biết dạng toán sau : - Thứ nhất: Đối với loại tập đề nói rõ “cơng suất tiêu thụ khơng đổi” - Thứ hai: Đề thường cho tăng giảm hiệu suất (hoặc cho tăng giảm cơng suất hao phí) - Thứ ba: Đề thường yêu cầu tính điện áp đưa lên hai đầu đường dây tải điện lúc ban đầu lúc sau Cụ thể phương pháp chung để làm dạng toán sau : - Bước : Áp dụng công thức chủ đạo P = ∆P + Ptt - Bước : Là bước suy luận logic Do Ptt không đổi nên ta viết tất đại lượng P ∆P theo Ptt cho lần thay đổi Lần đầu: Ptt a P1 = ∆P1 = Lần 2: P2 = (3) Ptt b (4) Ptt c ∆P2 = (5) Ptt d (6) Lưu ý : a, b, c, d số tìm từ bước suy luận - Bước 3: Lập tỉ lệ (4) (6) để tìm tỉ lệ I ∆P1 RI12 I12 d = = = ∆P2 RI 22 I 22 b ⇒ I1 d = I2 b (7) - Bước : Lập tỉ lệ (3) (5) để tìm tỉ lệ U P1 U1 I1cosϕ U1 I1 c = = = P2 U I cosϕ U I a (8) - Bước : Thay (7) vào (8) ta có U1 U2 d c U c b = ⇒ = b a U2 a d Lưu ý: Đối với dạng tốn cần phân tích rõ cho học sinh cách suy luận logic (do P = ∆P + Ptt nên ∆P chiếm n −1 P) P Ptt chiếm n n d Các ví dụ cụ thể dạng tốn nêu trên: Sau xin đưa số tốn ví dụ cụ thể mà tơi nghĩ cần cho vấn đề nâng cao chất lượng ôn thi THPT Quốc Gia Bài [ 1] : Điện từ trạm phát điện đưa đến khu tái định cư đường dây truyền tải pha Cho biết, điện áp đầu truyền tăng từ U lên 2U số hộ dân trạm cung cấp đủ điện tăng từ 120 lên 144 Cho tính đến hao phí đường dây, công suất tiêu thụ điện hộ dân nhau, công suất trạm phát không đổi hệ số công suất 10 ur F trường hợp Nếu điện áp truyền 4U trạm phát điện cung cấp đủ điện cho A 168 hộ dân B 150 hộ dân C 504 hộ dân D 192 hộ dân Giải : + Áp dụng công thức (1) dạng cho lần thay đổi điện áp ta có: (Với n1 = 1, n2 = 2, n3 = 4, m1 = 120, m2 = 144, m3 giá trị cần tìm) Lần đầu: P = ∆P + 120 ptt (9) Lần 2: P = ∆P + 144 ptt (10) Lần 3: P = ∆P + m3 ptt 16 (11) Trong đó: ptt cơng suất tiêu thụ điện hộ dân Từ (9) (10) ta có: ∆P = 24 ptt (12) Từ (9) (11) ta có: 15 ∆P = (m3 − 120) ptt 16 (13) Lấy (13) chia cho (12) vế theo vế ta có: m3 − 120 ⇒ m3 = 150 = 24 Kết luận: Như điện áp truyền 4U trạm phát điện cung cấp đủ điện cho 150 hộ dân (chọn đáp án B) Bài [ 2] : Điện truyền từ nhà máy điện A có cơng suất không đổi tới nơi tiêu thụ B đường dây pha Nếu điện áp truyền U B lắp máy hạ áp với tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp k1 = 30 đáp ứng 20 nhu cầu điện B Bây muốn cung cấp đủ điện cho B với 21 điện áp truyền 2U B phải dùng máy hạ áp có k2 A 63 B 58 C 53 D 44 Giải : - Gọi nhu cầu sử dụng điện B 21 p0 + Ban đầu điện áp truyền U điện đáp ứng cho B Ptt1 = 20 21 p0 = 20 p0 21 + Khi điện áp truyền 2U điện đáp ứng cho B Ptt = 21 p0 Gọi điện áp hai đầu cuộn thứ cấp máy biến áp B U0 Áp dụng công thức (1) dạng cho lần thay đổi điện áp ta có: (Với n1 = 1, n2 = 2, m1 = 20, m2 = 21 ) Lần đầu: P = ∆P + Ptt1 = ∆P + 20 p0 11 P = Lần 2: ∆P ∆P + Ptt = + 21 p0 4 Ta viết gọn lại sau: P = ∆P + 20 p0 (14) ∆P + 21 p0 (15) P= Từ (14) (15) ta tìm được: ∆P = p0 , Nhà máy điện A P= 64 p0 B USC1 U U0 Hình Nhà máy điện A B USC2 2U U0 Hình + Gọi U SC1 ,U SC , PSC1 , PSC điện áp tương ứng đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp công suất cuộn sơ cấp lần đầu lần Ta có hiệu suất truyền tải điện hai lần là: 20 p0 20 Ptt1 PSC1 U SC1 = = = = 64 64 Lần đầu: H1 = p0 P P U 3 (16) 21 p0 21 Ptt PSC U SC = = = = 64 64 Lần 2: H = p0 P P 2U 3 (17) Lấy (16) chia cho (17) vế theo vế ta có: U SC1 = U SC1 10 U SC 10 10 = ⇒ k1 = k2 U SC ⇒ U0 21 U 21 21 ⇒ k2 = 21 k1 = 63 10 Kết luận: Vậy muốn cung cấp đủ điện cho B điện áp truyền U B phải dùng máy hạ áp có k2 = 63 Vậy ta chọn đáp án A Bài [ 3] : Một nhà máy phát điện gồm nhiều tổ máy có cơng suất hoạt động đồng thời, điện sản xuất đưa lên đường dây pha truyền tới nơi tiêu thụ Coi điện áp nơi truyền không đổi Khi cho tất tổ máy hoạt động đồng thời hiệu suất truyền tải 80%; giảm bớt ba tổ máy hoạt 12 động hiệu suất truyền tải 85% Để hiệu suất truyền tải đạt 95% số tổ máy phải giảm bớt tiếp A B C D Giải: + Gọi: n tổng số tổ máy, p công suất tổ máy, ∆n số tổ máy phải giảm bớt tiếp Khi số tổ máy thay đổi cơng suất truyền tải thay đổi Cơng suất truyền tải lần là: Lần đầu: P1 = np Lần 2: P2 = (n − 3) p Lần 3: P3 = ( n − − ∆n) p + Áp dụng công thức (2) cho lần, ta có: np np Lần đầu: R U 2cos 2ϕ = − H1 ⇒ R U 2cos 2ϕ = − 0,8 = 0, ⇒ an = 0, (n − 3) p (18) (n − 3) p Lần 2: R U 2cos 2ϕ = − H ⇒ R U cos 2ϕ = − 0,85 = 0,15 ⇒ a (n − 3) = 0,15 ( n − − ∆n) p Lần 3: R U 2cos 2ϕ = − H3 ⇒ R (19) ( n − − ∆n) p = − 0,95 = 0, 05 U cos 2ϕ ⇒ a (n − − ∆n) = 0, 05 + Lấy (19) chia cho (18) vế theo vế ta có: Lấy (20) chia cho (18) vế theo vế ta có: (20) n − 0,15 = = ⇒ n = 12 n 0, n − − ∆n 0, 05 = = n 0, (21) Thay n = 12 vào (21) ta tìm ∆n = Kết luận: Vậy để hiệu suất truyền tải đạt 95% số tổ máy phải giảm bớt tiếp Vậy ta chọn đáp án D Bài [ 3] : Điện truyền từ nơi phát đến khu dân cư đường dây pha với hiệu suất truyền tải 90% Nếu tăng công suất nơi phát lên lần giữ nguyên điện áp nơi phát hiệu suất truyền tải điện đường dây A 92,5% B 95% C 90% D 80% 13 Giải: + Gọi công suất truyền tải lúc ban đầu p , công suất truyền tải lúc sau p + Áp dụng công thức (2) cho lần, ta có: p p Lần đầu: R U 2cos 2ϕ = − H1 ⇒ R U 2cos 2ϕ = − 0,9 = 0,1 ⇒ a = 0,1 2p (22) 2p Lần sau: R U 2cos 2ϕ = − H ⇒ R U cos 2ϕ = − H ⇒ 2a = − H (23) Thay (22) vào (23) ta tìm H = 80 % Kết luận: Vậy tăng công suất nơi phát lên lần giữ nguyên điện áp nơi phát hiệu suất truyền tải điện đường dây 80% Chọn đáp án D Bài [ 2] : Người ta truyền tải điện đến nơi tiêu thụ đường dây pha có điện trở R Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây 220V hiệu suất truyền tải điện 75% Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90% mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ khơng thay đổi điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây bao nhiêu? A 319,16V B 312,74V C 317,54V D 226,95V Giải: + Ta có P = ∆P + Ptt + Viết tất đại lượng P ∆P theo Ptt cho lần thay đổi: P tt Lúc ban đầu ta có: Ptt = 0, 75 P1 ⇒ P1 = 0, 75 (24) ⇒ ∆P1 = 0, 25 P1 = Lúc sau ta có: Ptt = 0,9 P2 ⇒ P2 = Ptt Ptt 0,9 ⇒ ∆P2 = 0,1P2 = (25) (26) Ptt I ∆P1 RI12 I12 = = =3 ⇒ = Lấy (25) chia cho (27) vế theo vế ta có: I2 ∆P2 RI I (27) (28) 14 P UI 1 Lấy (24) chia cho (26) vế theo vế ta có: P = U I = 2 U U (29) 1 ⇒ U2 = U1 ≈ 317,54 V Thay (28) vào (29) ta có: U = ⇒ U = 2 Kết luận: Vậy để hiệu suất truyền tải tăng đến 90% mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ khơng thay đổi điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây gần 317,54 V Chọn đáp án C Bài [ 3] : Từ trạm điện, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ ln khơng đổi, điện áp cường độ dòng điện pha Ban đầu, trạm điện chưa sử dụng máy biến áp điện áp hiệu dụng trạm điện 1,2375 lần điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ Để cơng suất hao phí đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc ban đầu trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số vòng dây cuộn thứ cấp với cuộn sơ cấp A 8,1 B 6,5 C 7,6 D 10 Giải: + Ban đầu trạm điện chưa sử dụng máy biến áp thì: U1 = 1, 2375U tt ⇒ P1 = 1, 2375Ptt ⇒ Ptt = (30) 80 P1 = P1 1, 2375 99 ⇒ ∆P1 = 19 19 19 P1 = 1, 2375 Ptt = Ptt 99 99 80 + Lúc sau, để cơng suất hao phí đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc đầu ta có: ∆P2 = ∆P1 19 = Ptt 100 8000 ⇒ P2 = ∆P2 + Ptt = + Do ∆P2 = ⇒ 19 8019 Ptt + Ptt = Ptt 8000 8000 (31) ∆P1 ∆P ⇒ = 100 100 ∆P2 ∆P1 RI12 I12 I = = = 100 ⇒ = ∆P2 RI I I1 10 (32) Lấy (31) chia cho (30) vế theo vế ta có: 8019 P2 U I = = 8000 = 0,81 P1 U1 I1 1, 2375 (33) 15 Thay (32) vào (33) ta có: U2 U N U = 0,81 ⇒ = 8,1 ⇒ = = 8,1 U1 10 U1 N1 U1 Kết luận: Để cơng suất hao phí đường dây truyền tải giảm 100 lần so với lúc đầu trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số vòng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp 8,1 Chọn đáp án A Bài [ 3] : Điện áp hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm cơng suất hao phí đường dây tải điện 25 lần, với điều kiện công suất đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp, độ giảm điện áp đường dây tải điện 20% điện áp hai cực trạm phát điện Coi cường độ dòng điện mạch ln pha với điện áp A 4,04 lần B 5,04 lần C 6,04 lần D 7,04 lần Giải: + Ban đầu chưa tăng điện áp, độ giảm điện áp đường dây tải điện 20% điện áp hai cực trạm phát điện, nghĩa ta có: ∆U1 = 0, 2U1 ⇒ + Ta lại có: ∆U1 = 0, U1 ∆P1 ∆U1 I1 ∆U1 = = (với cosφ = 1) P1 U1 I1cosϕ U1 (34) (35) ∆P Thay (34) vào (35) ta có: P = 0, P  ∆P1 = 0, tt = Ptt  ∆P = 0, P1  0,8 ⇒ ⇒  Ptt = 0,8 P1  P = Ptt  0,8 (36) (37) + Lúc sau, tăng điện áp hai cực trạm phát điện ta có: Ptt 1 Ptt   ∆P2 = 25 ∆P1 = 25 = 100   P = ∆P + P = Ptt + P = 101 P tt tt tt  100 100 + Do ∆P2 = ∆P1 ∆P ∆P1 RI12 I12 I ⇒ = 25 ⇒ = = = 25 ⇒ = 25 ∆P2 ∆P2 RI I I1 (38) (39) (40) 16 Lấy (39) chia cho (37) vế theo vế ta có: U 101 P2 U I 100 = = = 0,808 P1 U1 I1 0,8 (41) U 2 Thay (40) vào (41) ta có: U = 0,808 ⇒ U = 4, 04 ⇒ U = 4, 04U1 1 Kết luận: Vậy công suất tiêu thụ không đổi điện áp hai cực trạm phát điện cần tăng lên 4,04 lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện 25 lần Chọn đáp án A Bài [ 1] : Điện truyền từ nơi phát đến khu dân cư đường dây pha với hiệu suất truyền tải 90% Coi hao phí điện tỏa nhiệt đường dây không vượt 20% Nếu công suất sử dụng điện khu dân cư tăng 20% giữ nguyên điện áp nơi phát hiệu suất truyền tải điện đường dây A 87,7% B 89,2% C 92,8% Giải: Trước hết ta ý đến điều kiện toán cho D 85,8% ∆P ≤ 20% P ⇒ H > 80%  Ptt1 = 0,9 P1  ∆P1 = 0,1P1 - Lúc đầu ta có: H1 = 90% ⇒  - Lúc sau: Ptt = 1, Ptt1 = 1, 2.0,9 P1 = 1, 08 P1 - Do U không đổi nên:  P2   UI cosϕ  I 22 = =  ÷  ÷ I12  P1   UI1cosϕ  2 P  P −P ∆P RI  P  ⇒ = 22 =  ÷ ⇒ tt =  ÷ ∆P1 RI1  P1  P1 − Ptt1  P1  2 P − 1, 08 P1  P2  P − 1, 08 P1  P2  ⇒ = ÷ ⇒ = ÷ P1 − 0,9 P1  P1  0,1P1  P1  P  P ⇒ 10 − 10,8 =  ÷ P1  P1  Giải phương trình ta tìm nghiệm P2 ≈ 8, 768 P1 P2 ≈ 1, 232 P1 17 - Nếu công suất sử dụng điện khu dân cư tăng 20% giữ nguyên điện áp nơi phát hiệu suất truyền tải điện đường dây là: H2 = P Ptt 1, 08 P1 1, 08 = = P2 P2 P2 P1 1, 08 Ứng với nghiệm P ≈ 8, 768 ⇒ H ≈ 8, 768 100% ≈ 12,32% < 80% (loại) P 1, 08 Ứng với nghiệm P ≈ 1, 232 ⇒ H ≈ 1, 232 100% ≈ 87, 7% > 80% (Thỏa mãn với điều kiện toán cho) Kết luận: Nếu công suất sử dụng điện khu dân cư tăng 20% giữ nguyên điện áp nơi phát hiệu suất truyền tải điện đường dây gần 87,7% Chọn đáp án A 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 2.4.1 Đối với học sinh hoạt động giáo dục nhà trường Qua trình nghiên cứu đưa thử nghiệm, nhận thấy học sinh có tiến rõ rệt giải toán truyền tải điện Điều thể rõ qua thái độ học sinh môn học; đặc biệt làm tập Trước học làm tập phần truyền tải điện năng, thường diễn trầm nặng nề Nhưng thực nhận thấy hứng khởi, tích cực học sinh, em tỏ hăng hái ln có ý thức tự tìm tòi chiếm lĩnh kiến thức Trong năm học 2017 – 2018 tham gia giảng dạy hai lớp 12 (12A3 12A4: hai lớp có khả học tập nhau) Tôi tiến hành thử nghịêm lớp 12A3 kết đạt sau: Về mặt ý thức học tập: + Lớp 12A4: Hầu hết em tỏ khơng tích cực học, tham gia phát biểu ý kiến xây dựng bài, không mạnh dạn, thiếu tự tin làm tập + Lớp 12A3: Nhìn chung phong trào học lớp sơi hẳn lên, em tích cực xây dựng bài, say mê học hỏi, khơng cảm giác sợ sệt e dè trước Kết thu từ kiểm tra 15 phút sau: Chất lượng Điểm loại Điểm loại Điểm loại yếu Lớp khá, giỏi trunh bình 12A3 80% 15% 5% 12A4 55% 35% 10% 18 Đặc biệt nhận thấy kết lần kiểm tra chất lượng ôn thi cho kì thi trung học phổ thông quốc gia có nâng lên rõ rệt 2.4.2 Đối với thân Bản thân sau thực sáng kiến việc ôn luyện THPT Quốc Gia cho học sinh lớp 12 cảm thấy tự tin hơn, tiết học trở nên sôi động hiệu 2.4.3 Đối với đồng nghiệp: Khi đồng nghiệp thực sáng kiến vào việc ôn luyện THPT Quốc Gia thấy tiến triển rõ rệt tiết học, thắp sáng lên tia hi vọng cho học sinh III KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ: 3.1 Kết luận: Qua thực tiễn ôn luyện, bồi dưỡng học sinh nhận thấy : - Nếu học sinh có kiến thức tốt, có tố chất thông minh mà không bồi dưỡng nâng cao tốt; khơng rèn luyện cách hiệu khơng có hiệu Để bồi dưỡng học sinh đạt hiệu giáo viên cần phải soạn thảo chương trình bồi dưỡng cách hợp lý, khoa học, sáng tạo, phù hợp với đối tượng để cung cấp kiến thức cho học sinh cách hệ thống, quán; đồng thời cần tập cho em có phương pháp tự học, tự đọc tự nghiên cứu tài liệu nhà để vận dụng tự làm tập - Việc chủ động tự soạn thảo chương trình bồi dưỡng (hệ thống kiến thức tập với phân dạng cụ thể kèm theo phương pháp giải cho loại tập khác nhau) việc làm quan trọng cần thiết người giáo viên việc đào tạo, bồi dưỡng học sinh giỏi trường phổ thông - Mặc dù cố gắng đúc rút kinh nghiệm trình dạy học, khai thác triển khai nội dung đề tài để giới thiệu với em học sinh đồng nghiệp, xong chuẩn bị có nhiều hạn chế, chắn khơng tránh khỏi có sai sót Rất mong trao đổi, góp ý chia sẻ kinh nghiệm quý đồng nghiệp để đề tài hoàn chỉnh 3.2 Kiến nghị: Do tính chất thi trắc nghiệm, nên hầu hết học sinh dường tải với việc học Vì trình giảng dạy giáo viên nên người định hướng giúp em học sinh phát vấn đề giải vấn đề hướng dẫn thầy Làm vừa giải tỏa áp lực cho em, vừa tạo hứng thú cho em say mê học tập Qua tìm hiểu, tơi biết ngành giáo dục tỉnh có nhiều thầy giáo có nhiều kinh nghiệm, sáng tạo dạy học, có nhiều đề tài sáng kiến kinh nghiệm có tính thực tiễn cao Tơi mong muốn Sở GD&ĐT tuyển tập đề tài sáng kiến 19 kinh nghiệm hay để tạo thành tập san chuyên môn cho toàn thể giáo viên học sinh vận dụng trình dạy học XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, tháng năm 2019 CAM KẾT KHÔNG COPY (Tác giả ký ghi rõ họ tên) Trần Thị Duyên 20 ... Truyền tải đi n [ 4] - Cơ chế truyền tải đi n xa Gọi U đi n áp hai đầu nguồn; P đi n áp cần truyền tải; R đi n trở dây tải đi n cường độ hiệu dụng dòng đi n dây tải đi n I= P Ucosϕ Nhà máy đi n. .. cơng suất truyền tải đi n áp truyền tải Ptt công suất nơi tiêu thụ đi n ∆P công suất hao phí đường dây truyền tải R đi n trở dây truyền tải đi n cosϕ hệ số công suất mạch truyền tải đi n I cường... đường dây tải đi n 25 lần, với đi u kiện công suất đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng đi n áp, độ giảm đi n áp đường dây tải đi n 20% đi n áp hai cực trạm phát đi n Coi cường độ dòng đi n