Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.
TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU CỰC HAY TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Giáo viên: VŨ MẠNH HIẾU Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Giỏi Hàng Đầu Hà Nội Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội CHUYÊN ĐỀ 14: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG TRONG ĐIỆN XOAY CHIỀU Giáo Viên: VŨ MẠNH HIẾU ( Mr Bermuda ) Facebook: https://www.facebook.com/thayhieuvatly -Phone: 0981332584 ❖ Tóm tắt lý thuyết 𝑃 • Cường độ hiệu dụng chạy đường dây I = 𝑈 cos 𝜑 • Độ giảm đường dây 𝛥𝑈 = 𝐼𝑅 =𝑈 cos 𝜑 • Cơng suất hao phí đường dây ΔP =I2R = (𝑈 cos 𝜑) 𝑅 • • Điện hao phí đường dây sau thời gian t : ΔA =ΔP × 𝑡 𝛥𝑃 𝑃𝑅 Phần trăm hao phí : h = = (𝑈 • • Hiệu suất truyền tải H = – h 𝑙 Điện trở dây : R = 𝜌 𝑆 𝑃𝑅 𝑃 𝑃 cos 𝜑) Bài : Người ta cần truyền công suất điện 200kW từ nguồn điện có điện áp 5000V đường dây có điện trở tổng cộng 20Ω hệ số công suất 1.Độ giảm đường dây truyền tải : A 40 V B 400 V C 80V D 800 V Hướng dẫn giải P 200 103 ΔU = IR = R= 20 = 800 (V) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 U cos φ 5000.1 Bài : Một máy phát điện xoay chiều có cơng suất 1000KW Dòng điện phát sau tăng truyền xa dây dẫn có tổng chiều dài 200 km có đường kính 0,39 cm làm hợp kim có điện trở suất 1,8.10−8 (Ωm) Biết hệ số công suất dây Tính cơng suất hao phí đường dây điện áp đưa lên 50kV A 0,16 MW B 0,03 MW C 0,2 MW D 0,12 MW " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải 1 S πr2 Điện trở đường dây : R=ρ = ρ = 1,8 10−8 200.103 π(0,195.10−2 )2 ≈ 301 (𝛺) Công suất hao phí đường dây : 2 𝑃 1000 103 ) 𝑅=( ) 301 ≈ 0,12 106 (𝑊 ) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 𝛥𝑃 = ( 𝑈 cos 𝜑 50 103 Bài 3: Ở nơi phát người ta truyền công suất truyền tải điện 1,2 MW điện áp 6kW Điện trở đường dây truyền tải từ nơi phát đến nơi tiêu thụ 4,05Ω Hệ số công suất đoạn mạch 0,9 Giá điện 1000 đồng/kWh trung bình 30 ngày, số tiền khấu hao : A B C D 144 triệu đồng 734,4 triệu đồng 110,16 triệu đồng 152,55 triệu đồng Hướng dẫn giải Cơng suất hao phí đường dây : 2 𝑃 1,2 106 ) 𝑅=( ) 4,05 = 200 103 (𝑊) 𝛥𝑃 = ( 𝑈 cos 𝜑 10 0,9 Điện hao phí đường dây sau 30 ngày : 𝛥𝐴 = 𝛥𝑃𝑡 = 200(𝑘𝑊 ) × 30 × 24(ℎ) = 144 103 (𝑘𝑊ℎ) Tiền điện khấu hao : 144.103 × 1000 = 144 106 (𝑉𝑁𝐷) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐀 Bài 4: Bằng đường dây truyền tải, điện từ nhà máy phát điện nhỏ có cơng suất khơng đổi đưa đến xưởng sản xuất Nếu nhà máy điện, dùng máy biến áp có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp nơi sử dụng cung cấp đủ điện cho 80 máy hoạt động Nếu dùng máy biến áp có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp 10 nơi sử dụng cung cấp đủ điện cho 95 máy hoạt động Nếu đặt xưởng sản xuất nhà máy điện cung cấp đủ điện cho máy ? A B C D 90 100 85 105 Hướng dẫn giải Gọi P ,ΔP P1 cơng suất nhà máy điện , cơng suất hao phí đường dây chưa dùng đến máy biến công suất tiêu thụ máy xưởng sản xuất Theo { 𝑃− 𝑃− ∆P 25 ∆𝑃 100 = 80𝑃1 = 95𝑃1 ⇒ 𝑃 = 100𝑃1 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Bài 5: 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 đến 2U số hộ dân trạm cung cấp đủ điện tăng từ 120 lên 144 Cho tính đến hao phí đường dây, cơng suất tiêu thụ điện hộ dân nhau, công suất trạm phát không đổi hệ số công suất trường hợp Nếu điện áp truyền 4U trạm phát cung cấp đủ điện cho A B C D 168 hộ dân 150 hộ dân 504 hộ dân 192 hộ dân Hướng dẫn giải 𝑃 − ∆𝑃 = 120𝑃1 Cách 1: Theo :{ 𝑃 − 𝑃− ∆𝑃 ∆𝑃 16 = 144𝑃1 } ∆𝑃 = 32𝑃1 ⇒{ 𝑃 = 152𝑃1 = 𝑛𝑃1 ⇒ 𝑛𝑃1 = 152𝑃1 − 32 𝑃 16 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 = 150𝑃1 Cách 2: Khi U tăng gấp đơi hao phí giảm lần nghĩa phần điện có ích tăng thêm 3ΔP/4 = 144𝑃1 − 120𝑃1 ⇒ ∆𝑃 = 32𝑃1 Khi U tăng lên lần phần điện có ích tăng thêm 15ΔP/16 =30P1, tức đủ cho 120 +30 =150 hộ dân Bài : Một đường dây có điện trở tổng cộng 4Ω dẫn dòng điện xoay chiều pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu dùng Điện áp hiệu dụng nguồn điện lúc phát 10kV, công suất điện 400kW Hệ số công suất mạch điện cos𝜑=0,8 Có phần trăm công suất bị mát đường dây tỏa nhiệt ? A B C D 1,6% 2,5% 6,4% 10% Hướng dẫn giải 𝑃 ∆𝑃 𝑃𝑅 400 103 ) 𝑅⇒ℎ= ∆𝑃 = 𝐼2 𝑅 = ( = = = 0,025 = 2,5% ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 𝑈 cos 𝜑 𝑃 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 108 0,64 Bài 7: Truyền tải công suất điện (MW) đến nơi tiêu thụ đường dây pha, điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây 1-(kV) Mạch tải điện có hệ số cơng suất 0,8 Muốn cho tỉ lệ lượng mát đường dây không qua 10% cơng suất truyền điện trở đường dây phải có giá trị thỏa mãn A B C D 𝑅 𝑅 𝑅 𝑅 ≤ 6,4𝛺 ≤ 4,6𝛺 ≤ 3,2𝛺 ≤ 6,5𝛺 Hướng dẫn giải ℎ= ∆𝑃 𝑃𝑅 0,1 108 0,82 = ≤ 10% ⇒ 𝑅 ≤ = 6,4𝛺 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐀 𝑃 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 105 " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Bài 8: Một trạm phát điện xoay chiều có cơng suất khơng đổi, truyền điện xa với điện áp đưa lên đường dây 200kV tổn hao điện 30% Biết hệ số công suất đường dây Nếu tăng điện áp truyền tải lên 500kV tổn hao điện A B C D 12% 75% 24% 4,8% Hướng dẫn giải 𝑃𝑅 ∆𝑃 𝑃𝑅 𝑈12 𝑈12 ℎ= = 2⇒ ⇒ ℎ2 = ℎ1 = 4,8% ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 𝑃𝑅 𝑃 𝑈 𝑈2 ℎ2 = 𝑈2 { ℎ1 = Bài 9: Người ta truyền tải điện xoay chiều pha từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ dây dẫn có tổng chiều dài 20km Dây dẫn làm kim loại có điện trở suất 2,5.10-8Ωm, tiết diện 0,4 cm2, hệ số công suất mạch điện Điện áp hiệu dụng công suất truyền trạm phát điện 10 kV 500kW Hiệu suất truyền tải điện A B C D 93,75% 96,14% 97,41% 96,88% Hướng dẫn giải 2.10000 = 2,5 10−8 = 12,5(𝛺 ) 𝑆 0.4, 10−4 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐀 𝑃2𝑅 𝑃 − ∆𝑃 𝑃𝑅 500 103 12,5 ∆𝑃 = ⇒𝐻= =1− =1− = 93,75% 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 𝑃 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 100002 { 𝑅=𝜌 Chú ý : Khi cho hiệu suất truyền tải công suất nhận cuối đường dây tính cơng suất đưa lên đường dây, cơng suất hao phí đường dây: 𝐻= 𝑃′ 𝑃′ ⇒𝑃= 𝑃 𝐻 ∆𝑃 = (1 − 𝐻 ) = 𝑃2 𝑈 ∆𝑃 𝑅⇒𝑅= 𝑈2 𝑃2 Bài 10: Từ máy phát điện người ta muốn truyền tới nơi tiêu thụ đường dây tải điện có điện trở 40Ω hệ số cơng suất Biết hiệu suất truyền tải 98% nơi tiêu thụ nhận công suất điện 196kW Điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây A B C D 10kV 20kV 40kV 30kV " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải { ∆𝑃 = 𝐻= 𝑃′ 196 ⇒ 0,98 = ⇒ 𝑃 = 200(𝑘𝑊) 𝑃 𝑃 ∆𝑃 = (1 − 𝐻 )𝑃 = 4(𝑘𝑊) (200 103 )2 40 𝑃2 𝑅 ⇒ 10 = ⇒ 𝑈 = 20 103 (𝑉) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 2 𝑈 𝑈 Bài 11: Người ta cần tải công suất MW từ nhà máy điện nơi tiêu thụ Dùng hai công tơ điện đặt biến đầu nơi tiêu thụ thấy số chúng chênh lệch ngày đêm 216kWh Tỷ lệ hao phí truyền tải điện A B C D 0,8% 0,85% 0,9% 0,95% Hướng dẫn giải ∆𝑃 = ∆𝐴 216𝑘𝑊ℎ ∆𝑃 9𝑘𝑊 = = 9(𝑘𝑊 ) ⇒ ℎ = = = 0,9% ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐂 ∆𝑡 24ℎ 𝑃 1000𝑘𝑊 Bài 12: Điện trạm phát điện đước truyền điện áp Kv công suất 200Kw Hiệu số công tơ trạm phát công tơ tổng nơi tiêu thụ sau ngày đêm chênh lệch 480kWh Cơng suất hao phí đường dây hiệu suất trình truyền tải điện lần lượ A B C D 100kW; 80% 83 kW;85% 20kW; 90% 40 kW;95% Hướng dẫn giải ∆𝑃 = ∆𝐴 480𝑘𝑊ℎ 𝑃 − ∆𝑃 200 − 20 = = 20(𝑘𝑊 ) ⇒ 𝐻 = = = 90% ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐂 ∆𝑡 24ℎ 𝑃 200 Chú ý : Hiệu suất truyền tải ℎ = − 𝐻 = 𝑃𝑅 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 thay đổi thay đổi điện áp, điện trở , công suất truyền tải 𝑃𝑅 𝑈1 𝑈12 𝑐𝑜𝑠 𝜑 − 𝐻2 𝑇ℎ𝑎𝑦 đổ𝑖 𝑈: ⇒ =( ) 𝑃𝑅 − 𝐻1 𝑈2 ℎ2 = − 𝐻2 = 𝑈2 𝑐𝑜𝑠 𝜑 { ℎ1 = − 𝐻1 = ℎ1 = − 𝐻1 = 𝑇ℎ𝑎𝑦 đổ𝑖 𝑃: 𝑃1 𝑅 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 ⇒ − 𝐻2 𝑃2 = − 𝐻1 𝑃1 𝑃2 𝑅 ℎ2 = − 𝐻2 = { 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội ℎ1 = − 𝐻1 = 𝑇ℎ𝑎𝑦 đổ𝑖 𝑅: 𝑃𝑅1 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 𝑃𝑅2 ℎ2 = − 𝐻2 = { 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 − 𝐻2 𝑅2 𝑑1 ⇒ = =( ) − 𝐻1 𝑅1 𝑑2 Bài 13 : Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều pha từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ Khi điện áp nhà máy điện 6kV hiệu suất truyền tải 73% Để hiệu suất truyền tải 97% điện áp nhà máy điện A B C D 24kV 54 kV 16kV 18kV Hướng dẫn giải h1 = − H1 = PR U12 cos φ PR h2 = − H2 = 2 U2 cos φ { ⇒ − H2 U1 − 0,97 =( ) ⇒ = ( ) ⇒ U2 = 18(kV) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 − H1 U2 − 0,73 U2 Bài 14: Xét truyền tải điện đường dây định Nếu điện áp truyền tải điện 2kV hiệu suất truyền tải 80% Nếu tăng điện áp truyền tải lên 4kV hiệu suất truyền tải đạt A B C D 95% 90% 97% 85% Hướng dẫn giải ℎ1 = − 𝐻1 = 𝑃𝑅 𝑈12 𝑐𝑜𝑠 𝜑 𝑃𝑅 ℎ2 = − 𝐻2 = 𝑈2 𝑐𝑜𝑠 𝜑 { ⇒ − 𝐻2 𝑈1 − 𝐻2 2 =( ) ⇒ = ( ) ⇒ 𝐻2 = 0,95 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐀 − 𝐻1 𝑈2 − 0,8 Bài 15: Hiệu suất truyền tải điện công suất P từ máy phát đến nơi tiêu thụ 35% Dùng máy biến áp lí tưởng có tỉ số cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp N2/N1=5 để tăng điện áp truyền tải Hiệu suất truyền tải sau sử dụng máy biến áp A B C D 99,2% 97,4% 45,7% 32,8% " Cứ có cố gắng có thành công ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải 𝑇heo U2 U1 = N2 N1 h1 = − H1 = = PR U12 cos φ PR h2 = − H2 = 2 U2 cos φ { − H2 U1 − H2 ( ) ( ⇒ = ⇒ = ) ⇒ H2 = 0,974 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 − H1 U2 − 0,35 Bài 16: Cần truyền tải công suất điện điện áp định từ nhà máy đến nơi tiêu thụ dây dẫn có đường kinh dây d Thay dây truyền tải điện dây khác chất liệu có đường kính 2d hiệu suất tải điện 91% Hỏi thay dây truyền tải loại dây chất liệu có đường kính 3d hiệu suất truyền tải điện ? A B C D 96% 94% 92% 95% Hướng dẫn giải 1 R2 d1 2 R=ρ =ρ ⇒ =( ) =( ) S π(0,5d)2 R1 d2 h1 = − H1 = PR1 U cos φ PR h2 = − H2 = 2 { U cos φ ⇒ − H2 R − H2 2 = ⇒ = ( ) ⇒ H2 = 0,96 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐀 − H1 R1 − 0,91 Bài 17 : Một nhà máy phát điện gồm tổ máy có cơng suất P hoạt động đồng thời Điện sản xuất đưa lên đường dây truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải 80% Khi tổ máy ngừng hoạt động hiệu suất truyền tải A B C D 90% 85% 75% 87,5% Hướng dẫn giải P1 R − H2 U2 cos φ − H2 P2 ⇒ = ⇒ = ⇒ H2 = 0,85 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 P2 R − H1 P1 − 0,8 h = − H2 = 2 { U cos φ h1 = − H1 = " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Chú ý: Phân biệt hai trường hợp : Công suất đưa lên đường dây không đổi (P=const) khác với trường hợp công suất nhận cuối đường dây không đổi (P’=const) Bài 18 : Điện cần truyền tải từ nơi phát điện đến nơi tiêu thụ điện Coi đường dây truyền tải có điện trở R khơng đổi, coi dòng điện mạch pha với điện áp Lần lượt điện áp đưa lên U1 U2 hiệu suát truyền tải tương úng H1 H2 Tìm tỉ số U2/U1 hai trường hợp a) Công suất đưa lên đường dây không đổi b) Công suất nhận cuối đường dây không đổi Hướng dẫn giải Áp dụng công thức h =1 – H = a) h = − H = PR U2 cos2 φ ∆𝑃 ⇒ 𝑃 1−H2 1−H1 = PR U2 cos φ PR U2 cos φ b) Thay P = P’/H vào công thức h = – H = ′ U = ( 1) ⇒ U2 𝑃𝑅 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 (1 − 𝐻2 )𝐻2 𝑃𝑅 ⇒ (1 − 𝐻 )𝐻 = ⇒ = 𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 (1 − 𝐻1 )𝐻1 U2 U1 1−H1 =√ 1−H2 ta đước : – H = 𝑃′ 𝑅 𝑈22 𝑐𝑜𝑠 𝜑 𝑃′ 𝑅 𝑈12 𝑐𝑜𝑠 𝜑 𝑃′ 𝑅 𝐻𝑈 𝑐𝑜𝑠 𝜑 (1 − 𝐻1 )𝐻1 𝑈1 𝑈2 =( ) ⇒ =√ (1 − 𝐻2 )𝐻2 𝑈2 𝑈1 Bài 19 : Cần truyền tải điện từ nhà máy đến nơi tiêu thụ cho công suất điên nơi tiêu thụ không đổi, đường dây định Nếu điện áp đưa lên đường dây kV hiệu suất tải điện 75% Để hiệu suất tải điện 95% điện áp đưa lên A B C D 3kV 5,96kV 3√5 kV 15kV Hướng dẫn giải Áp dụng (1 − H1 )H1 U2 (1 − 0,75)0,75 U2 =√ ⇒ =√ ⇒ U2 ≈ 5,96(V) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 (1 − H2 )H2 (1 − 0,95)0,95 U1 Bài 20 : Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện 100 lần , với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện đường dây tải điện 5% điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện Coi cường độ dòng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây A B C D 8,515 lần 9,01 lần 10 lần 9,505 lần " Cứ có cố gắng có thành công ! " Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải Hiệu suất truyền tải điện trường hợp đầu : P′ P = H1 P = 0,95P ⇒ P = ∆U 0,95 − H1 = ⇒ − H1 = 0,05 ⇒ H1 = 0,95 U P′ ∆P = h1 P = 0,05P = 19 { ′ Hiệu suất truyền tải điện sau (P’ giữ ngun ΔP’=P’= H2 = P′ P′ = P′ + ∆P′ P′ + ∆P 100 = P′ = P′ 1900 ): 1900 1901 1900 Áp dụng : (1 − H1 )H1 (1 − 0.95)0,95 U2 =√ =√ = 9,505 ⇒ U2 = 9,505U1 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 1900 1900 (1 − H2 )H2 U1 (1 − ) 1901 1901 Bài 21 : Điện áp hiêu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ khơng đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện đường dây tải điện xU ( Với U điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện ) Coi cường độ dòng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây Hướng dẫn giải Hiệu suất truyền tải điện trường hợp đầu: 𝑃; 𝑃 = 𝐻1 𝑃 = (1 − 𝑥)𝑃 ⇒ 𝑃 = ∆𝑈 (1 − 𝑥) ℎ1 = − 𝐻1 = =𝑥 { 𝑥 𝑈 ∆𝑃 = ℎ1 𝑃 = 𝑃′ 1−𝑥 ′ Hiệu suất truyền tải điện sau (P’ giữ nguyên ΔP’= 𝑃′ 𝑃′ 𝐻2 = ′ = 𝑃 + ∆𝑃 ′ 𝑃 ′ + 𝑥 𝑛(1−𝑥) Áp dụng ∶ 𝑈2 (1 − 𝐻1 )𝐻1 =√ = 𝑈1 (1 − 𝐻2 )𝐻2 √(1 − ∆𝑃 𝑛 𝑃′ = = 𝑥 𝑛(1−𝑥) 𝑃 ′ ): 𝑛(1 − 𝑥) 𝑛(1 − 𝑥) + 𝑥 𝑥(1 − 𝑥) 𝑛(1−𝑥) ) 𝑛(1−𝑥) 𝑛(1−𝑥)+𝑥 𝑛(1−𝑥)+𝑥 = 𝑛(1 − 𝑥) + 𝑥 √𝑛 Bài 22 Điện áp hiêu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ khơng đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện đường dây tải điện xU’ ( Với U’ " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 10 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội điện áp hiệu dụng nơi tải tiêu thụ ) Coi cường độ dòng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây Hướng dẫn giải Hiệu xuất truyền tải điện trường hợp đầu: ∆𝑈 ∆𝑈 𝑥 𝑃 ′ = 𝐻1 𝑃 = 𝑃 ⇒ 𝑃 = (𝑥 + 1)𝑃 ′ { ℎ1 = − 𝐻1 = = ′ = 𝑥+1 𝑈 𝑈 + ∆𝑈 𝑥 + ∆𝑃 = ℎ1 𝑃 = 𝑥𝑃 ′ Hiệu suất truyền tải điện sau (P’ giữ nguyên ΔP’= ∆𝑃 𝑛 𝑥 = 𝑃 ′ ): 𝑛 𝑃′ 𝑃′ 𝑛 𝐻2 = ′ = = 𝑥 𝑃 + ∆𝑃 ′ 𝑃 ′ + 𝑃 ′ 𝑛 + 𝑥 𝑛 𝑥 𝑈2 (1 − 𝐻1 )𝐻1 Áp dụng ∶ =√ = √ 1+𝑥𝑛1+𝑥 𝑈1 (1 − 𝐻2 )𝐻2 (1 − ) 𝑛 = 𝑛+𝑥 𝑛+𝑥 𝑛+𝑥 (1 + 𝑥)√𝑛 Bài 23 : Trong trình truyền tải điện từ máy phát điện đến nơi tiêu thụ , công suất nơi tiêu thụ (tải ) giữ không đổi Khi hiệu điện hiệu dụng hai đầu tải U độ giảm đường dây 0,1U Giả sử hệ số công suất nơi tiêu thụ Để hao phí truyền tải giảm 100 lần so với trường hợp đầu điện áp đưa lên đường dây A B C D 20,01U 10,01U 9,1U 100U Hướng dẫn giải Á𝑝 𝑑ụ𝑛𝑔 ∶ 𝑈2 𝑛+𝑥 = 𝑣ớ𝑖 𝑛 = 100, 𝑥 = 0,1 𝑡𝑎 đượ𝑐 𝑈2 = 9𝑈1 𝑈1 (1 + 𝑥)√𝑛 𝑀à 𝑈1 = 𝑈 + 0,1𝑈 = 1,1𝑈 𝑛ê𝑛 𝑈2 = 10,01𝑈 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 Bài 24 : Trong trình truyền tải điện xa , cuối đường dây dùng máy hạ lí tưởng có tỉ số vòng dây N1/N2 =k cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện đường dây tải điện xU tải (với U tải điện áp hiệu dụng tải tiêu thụ) Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp đặt lên đường dây Hướng dẫn giải Hiệu xuất truyền tải điện trường hợp đầu: " Cứ có cố gắng có thành công ! " 11 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội ℎ1 = − 𝐻1 = ∆𝑈 ∆𝑈 ∆𝑈 𝑥 = ′ = = 𝑈 𝑈 + ∆𝑈 𝑘𝑈𝑡ả𝑖 + ∆𝑈 𝑥 + 𝑘 𝑘 𝑥+𝑘 ′ 𝑃 ′ = 𝐻1 𝑃 = 𝑃⇒𝑃= 𝑃 𝑥+𝑘 𝑘 { 𝑥 ∆𝑃 = ℎ1 𝑃 = 𝑃 ′ 𝑘 Hiệu suất truyền tải điện sau (P’ giữ ngun ΔP’= 𝐻2 = ∆𝑃 𝑛 = 𝑥 𝑘𝑛 𝑃 ′ ): 𝑃′ 𝑃′ 𝑘𝑛 = = 𝑥 ′ ′ 𝑃 + ∆𝑃 𝑃 ′ + 𝑃 ′ 𝑘𝑛 + 𝑥 𝑘𝑛 𝑘 𝑘 (1 − ) 𝑈2 (1 − 𝐻1 )𝐻1 𝑘𝑛 + 𝑥 𝑘+𝑥 𝑘+𝑥 √ Á𝑝 𝑑ụ𝑛𝑔 ∶ =√ =√ = 𝑘𝑛 𝑘𝑛 𝑈1 (1 − 𝐻2 )𝐻2 (𝑘 + 𝑥) 𝑛 (1 − ) 𝑘𝑛+𝑥 𝑘𝑛+𝑥 Bài 25 : Trong trình truyền tải điện xa, cuối đường dây dùng máy hạ thê lí tưởng có tỉ số vòng dây Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm cơng suất hao phí đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện đường dây tải điện 10% điện áp hiệu dụng tải tiêu thụ Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp đặt lên đường dây A B C D 10 lần 9,5 lần 8,7 lần 9,3 lần Hướng dẫn giải Á𝑝 𝑑ụ𝑛𝑔 ∶ 𝑈2 𝑘𝑛 + 𝑥 2.100 + 0,1 √ = √ = ≈ 9,5 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 𝑈2 (𝑘 + 𝑥) 𝑛 + 0,1 100 Chú ý: Khi động điện mắc sau cơng tơ số cơng tơ điện mà động tiêu thụ Bài 26: Một đường dây dẫn gồm hai dây có tổng điện trở R= 5Ω dẫn dòng điện xoay chiều đến công tơ điện Một động điện có cơng suất học 1,469kW có hệ số cơng suất 0,85 hiệu suất 80% mắc sau công tơ Biết động hoạt động bình thường điện áp hiệu dụng hai đầu cơng tơ 220V Tính cường độ hiệu dụng dòng điện đường dây tải điện Động hoạt động thờ gian 5h cơng tơ kW? Tìm điện hao phí đường dây tải 5h Hướng dẫn giải Công suất tiêu thụ điện: 𝑃= 𝑃𝑖 𝑃𝑖 1,496 103 ⇒ 𝑈𝐼𝑐𝑜𝑠𝜑 = ⇒ 220 𝐼 0,85 = ⇒ 𝐼 = 10(𝐴) 𝐻 𝐻 0,8 " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 12 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Số cơng tơ điện mà động tiêu thụ : 𝑃𝑖 1,496 103 (𝑊 )5(ℎ) = 9350(𝑊ℎ) = 9,35(𝑘𝑊ℎ) 𝐴 = 𝑃𝑡 = 𝑡 = 𝐻 0,8 Điện hao phí đường dây sau 5h : ∆𝐴 = ∆𝑃𝑡 = 𝐼2 𝑅𝑡 = 102 5.5 (ℎ) = 2500(𝑊ℎ) = 2,5(𝑘𝑊ℎ) Bài 27 : Một máy phát điện xoay chiều công suất 10(MW), điện áp hai cực máy phát 10(KV) Truyền tải điện từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ dây dẫn có tổng điện trở 40 (Ω) Nối hai cực máy phát với cuộn sơ cấp máy tăng nối hai đầu cuộn thứ cấp với đường dây Số vòng dây cuộn sơ cấp Hiệu suất máy biến áp 90% Biết hệ số công suất đường dây Xác định cơng suất hao phí đường dây A B C D 20,05kW 20,15kW 20,25kW 20,35kW Hướng dẫn giải 𝑁2 𝑃2 = 10.103 40 = 4.105 (𝑉) { 𝑁1 ⇒ ∆𝑃 = 𝑅 ≈ 20,25(𝑘𝑊 ) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐂 𝑈 𝑃 = 𝑃𝑀𝑃 𝐻 = 10 106 90% = 106 (𝑉) 𝑈 = 𝑈𝑀𝑃 Bài 28: Một trạm phát điện truyền cơng suất 1000kW dây dẫn có điện trở tổng cộng 8Ω, điện áp hai cực máy 1000V Hai cực máy nối với hai đầu cuộn sơ cấp máy tăng áp lí tưởng mà số vòng dây cuộn thứ cấp gấp 10 lần số vòng dây cuộn sơ cấp Biết hệ số công suất đường dây Hiệu suất trình truyền tải : A B C D 80% 87% 92% 95% Hướng dẫn giải 𝑁2 𝑃𝑅 106 = 1000.10 = 104 (𝑉) 𝑁1 ⇒𝐻 =1−ℎ=1− = = 92% ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐂 𝑈 108 𝑃 = 𝑃𝑚𝑝 𝐻 = 10 (𝑊) 𝑈 = 𝑈𝑚𝑝 Chú ý : 1) Nếu cho biết công suất hao phí đường dây a% cơng suất đưa lên đường dây ∆𝑃 = 𝑎%𝑃 ⇒ 𝐼2 𝑅 = 𝑎%𝑈𝐼𝑐𝑜𝑠𝜑 ⇒ 𝐼𝑅 = 𝑎%𝑈𝑐𝑜𝑠𝜑 ⇒ ∆𝑈 = 𝑎%𝑈𝑐𝑜𝑠𝜑 2) Nếu cho biết cơng suất hao phí đường dây a% công suất nhận cuối đường dây ∆𝑃 = 𝑎%𝑃 ′ " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 13 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Bài 29 : Điện truyền tải từ A đến B hai dây đồng có điện trở tổng cộng 40Ω Cường độ hiệu dụng đường dây tải điện 50 A, công suất tiêu hao dây tải điện 5% công suất đưa lên đường dây A Công suất đưa lên A A B C D 20kW 200kW 2MW 2000W Hướng dẫn giải Theo : ∆𝑃 = 5%𝑃 ⇒ 𝐼2 𝑅 = 0,05𝑃 ⇒ 502 40 = 0,05𝑃 ⇒ 𝑃 = 106 (𝑊 ) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐂 Bài 30 : Điện truyền tải từ A đến B hai dây có hệ số cơng suất 0,96 Công suất tiêu hao dây tải điện 5% công suất đưa lên đường dây A Nếu điện áp đưa lên đường dây 4000V độ giảm đường A B C D 20kV 200kV 2MV 192V Hướng dẫn giải Theo : ∆𝑃 = 𝑎%𝑈𝐼𝑐𝑜𝑠𝜑 ⇔ 𝐼2 𝑅 = 𝑎%𝑈𝐼𝑐𝑜𝑠𝜑 ⇔ 𝐼𝑅 = 𝑎%𝑈𝑐𝑜𝑠𝜑 ⇔ ∆𝑈 = 𝑎%𝑈𝑐𝑜𝑠𝜑 ⇒ ∆𝑈 = 0,05.4000.0,96 = 192(𝑉) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 Bài 31: Điện truyền tải từ A đến B hai dây đồng có điện trở tổng cộng 5Ω Cường độ hiệu dụng đường dây tải điện 100A, công suất tiêu hao dây tải điện 2,5% công suất tiêu thụ B Tìm cơng suất tiêu thụ B A B C D 20 kW 200 kW MW 2000W Hướng dẫn giải 𝐼2 𝑅 = 0,05𝑃𝐵 ⇒ 1002 = 0,05𝑃𝐵 ⇒ 𝑃𝐵 = 106 ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐂 Bài 32 : Người ta truyền tải điện từ A đến B hệ thống dây dẫn từ có điện trở 5Ω cường độ dòng điện hiệu dụng dây 60A Tại B dùng máy hạ lí tưởng Cơng suất hao phí dây 5% công suất tiêu thụ B điện áp cuộn thứ cấp máy hạ có giá trị hiệu dụng 300V ln pha với dòng điện qua cuộn thứ cấp Tỉ số số vòng dây cuộn thứ cấp sơ cấp máy hạ A B C D 0,01 0,004 0,005 0,05 " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 14 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội Hướng dẫn giải Theo : 𝐼12 𝑅 = 𝑎%𝑈2 𝐼2 𝑐𝑜𝑠𝜑2 ⇒ 602 = 0,05.300 𝐼2 ⇒ 𝐼2 = 1200(𝐴) 𝑁2 𝑈2 𝐼1 𝑁2 60 { ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 = = ⇒ = = 0,05 𝑁1 𝑈1 𝐼2 cos 𝜑2 𝑁1 1200.1 Bài 33 : Điện tải từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp đường dây tải điện pha có điện trở R=30Ω.Biết điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp thứ cấp máy hạ áp 2200V 220 V, cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp máy hạ áp 100 A Bỏ qua tổn hao lượng máy biến áp Coi hệ số công suất Điện áp hiệu dung hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng áp : A B C D 2200V 2500 V 4400 V 2420 V Hướng dẫn giải 𝑈2 𝐼1 220 𝐼1 = ⇒ = ⇒ 𝐼1 = 10(𝐴) { ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 𝑈1 𝐼2 2200 100 𝑈 = 𝑈1 + ∆𝑈 = 𝑈1 + 𝐼1 𝑅 = 2200 + 10.30 = 2500(𝑉) Bài 34 : Cuộn sơ cấp máy tăng A nối với nguồn B máy hạ có cuộn sơ cấp nối với đầu máy tăng A Điện trở tổng cộng dây nối từ A đến B 100Ω Máy B có số vòng dây cuộn sơ cấp gấp 10 số vòng dây cuộn thứu cấp Mạch thứ cấp máy B tiêu thụ công suất 100kW cường độ hiệu dụng mạch thứ cấp 100 A Giả sử tổn hao máy biến A B không đáng kể Hệ số công suất mạch Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp máy A A B C D 11000 V 10000 V 9000 V 12000 V Hướng dẫn giải 𝑁2 𝐼1 𝑁2 = ⇒ 𝐼1 = 𝐼2 = 100 = 10 (𝐴) 𝑁1 𝐼2 𝑁1 10 𝑀á𝑦 𝐵: { 𝑃1 = 𝑃2 ⇒ 𝐼1 𝑈1 = 𝑃2 ⇒ 𝑈1 10 = 100 103 ⇒ 𝑈1 = 104 (𝑉) 𝑈 = 𝑈1 + ∆𝑈 = 𝑈1 + 𝐼1 𝑅 = 104 + 10 100 = 11000(𝑉) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐁 Bài 35 : Điện truyền từ máy tăng áp đặt A tới máy hạ áp đặt B dây đồng có tiết điện tròn đường kính cm với tổng chiều dia 200 km Cường độ dòng điện dây tải 100 A , công suất hao phí đường dây tải 5% cơng suất tiêu thụ B Bỏ qua hao phí máy biến áp, coi hệ số công suất mạch sơ cấp thứ cấp 1, điện trở suất đồng 1,6.10-8 Ωm Điện áp hiệu dụng máy thứ cấp máy tăng áp A A 43 kV " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 15 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội B 42 kV C 40 kV D 86 kV Hướng dẫn giải 𝑅=𝜌 1 200 103 −8 =𝜌 = 1,6 10 ≈ 41 (𝛺 ) 𝑆 𝜋(0,5𝑑)2 𝜋(0,5.0,01)2 ∆𝑃 = 5%𝑃𝐵 ⇔ 𝐼12 𝑅 = 0,05𝑈1 𝐼1 ⇒ 𝑈1 = 𝐼1 𝑅 100 41 = = 8200( 𝑉) 0,05 0,05 Điện áp hiệu dụng máy thứ cấp máy tăng áp A : 𝑈 = 𝑈1 + 𝐼1 𝑅 = 82 103 + 100.41 ≈ 86 (𝑘𝑉) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 Bài 36 : Từ trạm phát điện xoay chiều pha đặt vị trí M, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180km Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 Ω ( coi dây tải điện đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài dây ) Do cố, đường dây bị rò điện điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt vật có điện trở có giá trị xác định R) Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát tải tiêu thụ, sau dùng nguồn điện khơng đổi 12 V, điện trở không dáng kể, nối vào hai đầu dây tải điện M Khi hai đầu dây N để hở cường độ dòng điện qua nguồn 0,4A, hai đầu dây N nối tắt đoạn dây có điện trở khơng đáng kể cường độ dòng điện qua nguồn 0,42 A Khoảng cách MQ A B C D 135kđim 167 km 45 km 90 km Hướng dẫn giải Khi đầu N để hở, điện trở mạch : 2𝑥 + 𝑅 = 𝑈 𝐼 = 30 (𝛺 ) ⇒ 𝑅 = 30 − 2𝑥 Khi đầu N nối tắt, điện trở mạch 2𝑥 + 𝑅 (80 − 2𝑥) 𝑈 200 = = 𝑅 + (80 − 2𝑥) 𝐼 2𝑥 + (30 − 2𝑥)(80 − 2𝑥) 200 = 110 − 4𝑥 ⇒ 𝑥 = 10 (𝛺 ) ⇒ 𝑀𝑄 = : 𝑥 𝑀𝑁 = 45 (𝑘𝑚) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐂 40 Bài 37 : Một đường dây tải điện hai điểm A, B cách 100km Điện trở tổng cộng đường dây 120 Ω Do dây cách điện không tốt nên điểm C đường dây có tượng rò điện Để phát vị trí điểm C người ta dùng nguồn điện có suất điện động 41 V, điện trở Ω Khi làm đoản mạch đầu B cường độ dòng điện qua nguồn 1,025A Khi đầu B hở cường độ dòng điện qua nguồn A Điểm C cách đầu A đoạn " Cứ có cố gắng có thành cơng ! " 16 Chinh Phục Điện Xoay Chiều Hay Khó - Thầy Vũ Mạnh Hiếu - Chuyên Gia Luyện Thi Vật Lý Hàng Đầu Hà Nội A B C D 50 km 30 km 75 km 60.km Hướng dẫn giải Để ℎở đầ𝑢 𝐵 ∶ 2𝑥 + 𝑅 + 𝑟 = 𝐸 = 41(𝛺 ) 𝐼 ⇒ 𝑅 = 40 − 2𝑥 Đ𝑜ả𝑛 𝑚ạ𝑐ℎ đầ𝑢 𝐵 : 2𝑥 + 𝑅 (120 − 2𝑥) 𝐸 +𝑟 = 𝑅 + (120 − 2𝑥) 𝐼 = 40𝛺 (40 − 2𝑥)(100 − 2𝑥) 160 − 4𝑥 = 40 𝑥 ⇒ 𝑥 = 15𝛺 ⇒ 𝐴𝐶 = 𝐴𝐵 60 = 30(𝑘𝑚) ⇒ 𝐂𝐡ọ𝐧 𝐃 ⇒ 2𝑥 + "Chúc Các Em Đỗ Đại Học ! " " Cứ có cố gắng có thành công ! " 17 ... − H1 U2 − 0,73 U2 Bài 14: Xét truyền tải điện đường dây định Nếu điện áp truyền tải điện 2kV hiệu suất truyền tải 80% Nếu tăng điện áp truyền tải lên 4kV hiệu suất truyền tải đạt A B C D 95%... 13 : Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều pha từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ Khi điện áp nhà máy điện 6kV hiệu suất truyền tải 73% Để hiệu suất truyền tải 97% điện áp nhà máy điện A B C D... đổi (P’=const) Bài 18 : Điện cần truyền tải từ nơi phát điện đến nơi tiêu thụ điện Coi đường dây truyền tải có điện trở R khơng đổi, coi dòng điện mạch pha với điện áp Lần lượt điện áp đưa lên