Bài tập tìm công suất và hiệu điện thế tại nơi tiêu thụ và hiệu suất truyền tải điện

Một máy phát điện cung cấp cho mạch ngoài một công suất P1 = 200KW. Tỷ số vòng giây cuốn thứ cấp và cuộn sơ cấp của máy biến thế là n. a) Tìm công suất và hiệu điện thế tại nơi tiêu thụ[r]

(1)

1. Một máy phát điện cung cấp cho mạch ngồi cơng suất P1 = 200KW Hiệu điện hai cực máy phát U1 = 4KV Dòng điện đưa vào cuộn sơ cấp máy biến có hiệu suất H = 100% Tỷ số vòng giây thứ cấp cuộn sơ cấp máy biến n Dòng điện dẫn đến nơi tiêu thu hệ thống dây dẫn có điện trở Rd = 40 

a) Tìm cơng suất hiệu điện nơi tiêu thụ Tìm hiệu suất truyền tải điện Biết n =

b) Hiệu suất truyền tải điện thay đổi n tăng Từ có nhận xét cơng dụng máy biến

2. Một máy biến có số vịng giây sơ cấp N1 = 320 vòng giấy cuộn thứ cấp N2 = 4800 vòng giây Hiệu điện hiệu dụng hai đầu sơ cấp U1 = 50V công suất P1 = 1000 W Hiệu điện pha với dịng điên Máy biến có hiệu suất H = 90% Dòng điện dẫn đến nơi tiêu thu hệ thống dây dẫn có điện trở R = 20 Tìm cơng suất hao phí đường dây, công suất hiệu điên nơi tiêu thụ, hiệu suất truyền tải điện

3. Điện tải từ trạm tăng đến trạm hạ nhờ dây dẫn có điện trở tổng cộng R = 20W đầu cuộn thứ cấp máy hạ có hiệu điện 12 kW, cường độ dòng điện 100A Biết tỷ số số vòng giây cuộn sơ cấp thứ cấp máy tăng 10, máy hạ 0,1 hiệu suất 100%

a) Xác định hiệu điện hai đầu cuôn sơ cấp cường độ dịng điện cn sơ cấp máy tăng b) Nếu nơi máy hạ ta cần dịng điện cơng suất khơng dùng máy tăng hạ hiệu điện hiệu dụng nơi truyền phải bao nhiêu? Sự hao phí đường dây tăng lần so với không dùng hai máy biến

4. Hai thành phố A B cách 100 Km Điện truyền tải từ máy tăng nơi A tới máy hạ nơi B, hai ống giây đồng tiết diện trịn, đường kính d = 1cm Cường độ dòng điện đường dây tải I = 50A, công suất tiêu hao đường dây 5% công suất tiêu thụ B hiệu điện hai đầu cuộn thứ cấp máy hạ B U2B = 200V

a) Tính cơng suất tiêu thụ B

(2)

5 Có hai cụm dân cư sử dụng trạm điện dùng chung đường dây nối tới trạm Hiệu điện trạm không đổi 220V Tổng công suất tiêu thụ hiệu điện định mức 220V đồ dùng điện hai cụm P0 = 55kW Khi có cụm dùng điện thấy cơng suất tiêu thụ thực tế cụm P1 = 50,688 kW Hình 134

a) Tính cơng suất hao phí dây tải từ trạm tới cụm

b) Khi hai cụm dùng điện (cầu dao K đóng) cơng suất tiêu thụ thực tế cụm P2 = 44,55kW Hỏi hiệu điện thực tế cụm bao nhiêu? Biết điện trở dụng cụ điện dây nối không phụ thuộc vào công suất sử dụng

ĐÁP ÁN HƯỚNG DẪN

1 a)

Gọi P2, U2, I2 P3, U3, I3 cơng suất, hiệu điện thế, cường độ dịng điện cuộn thứ cấp nơi tiêu thụ

Tại cuôn sơ cấp:

3

1

200.10

I 50 (A)

U 4.10



P

Do hiệu suất máy biến 100% nên ta áp dụng công thưc máy biến thế:

2

1

1 2

U nU 4n (kV)

U I N

n I 5

U I N I A I I

n n

 

 

    

   

(3)

Cơng suất hao phí điện trở R là:

 

2

2 2

25 1000

I R 40 (W) kW

n n n



P

Độ sụt điện trở R là:

) kV ( n , ) V ( n 200 40 n IR

U   



Tại nơi tiêu thụ ta có công suất là:

3 2

1

200 kW

n

    

P

Hiệu điện là: (kV)

n , n U U

U3  2   Áp dụng cho n = ta được:

3

1

200 199, 75 kW

  

P

4 ,

U3   Hiệu suất truyền tải điện năng:

2

200 1/ n

H 100% 100% 100 99, 97%

200 2n          

P

b) Hiệu suất truyền tải điên năng: % n

1 100

H 2

      

Khi tăng n hiệu suất truyền tải điện tăng Cơng dụng máy biến giảm hao phí điện ĐS: a) 199,75kW; 15,95kV; 99,97%; b) n tăng H tăng

2 Hình 201

Gọi

P

Tại cuôn sơ cấp: 1

1

1000

I 20 (A)

U 50



P

(4)

2 2

1

U N 4800

U 50 750 (V) U  N   320 

Và

P

2

2 900

I 1,2 (A) I I

U 750



P

Công suất hao phí điện trở R là:

2

I R 1, 20 28,8 (W)



P

Độ sụt điện trở R là:

) V ( 24 20 , IR

U  



Tại nơi tiêu thụ ta có cơng suất là:

3 2  900 28,8 871,2 (W) 

P

Hiệu điện là: U3U2  U 750 24 726 (V)

1

871,

H 100% 100% 87,12%

1000



P

Chú ý: Khi hiệu suất máy biến H < 100% có cơng thức hiệu điện đúng:

1 2

N N U U 

, cường độ dịng điện ta tìm qua cơng thức cơng suất

P

ĐS: 228,8W; 871,2W; 726V; 87,12%.

3 Hình 202

a) Gọi giá trị công suất, hiệu điện thế, cường độ dịng điện máy biến hình vẽ Theo ta có:

3

4

12.10

U 120 (V)

I 100



P

Do hiệu suất máy hạ 100% nên ta áp dụng công thưc máy biến thế:

3

U U 10 1200 (V)

U I N   

(5)

Và

P

2

I R 10 20 2000 (W) (kW)



P

Độ sụt điện trở R là: ) V ( 200 20 10 IR

U  



Tại cuộn dây thứ cấp máy tăng thế: 2 3    12 14 (kW)

P

2

U    U U 120 200 320 (V)

Do hiệu suất máy tăng 100% nên ta áp dụng công thưc máy biến thế:

1

2

1

U 0,1U 32 (V)

U I N

10

I 10I 100 (A)

U I N

 



    

 



b) Khi khơng có máy biến cơng suất hao phí đường dây:

2

P ' I' R 100 20 20000 W 20 (kW)

    

Do ' 20 10

2

  



P

Hiệu điện nơi truyền là: U'  U' U4 2120 (V) ĐS: a) 32V, 100A; b) 2120V, tăng 10 lần

4 Hình 203

a) Điện trở dây dẫn:

8

2

8 8.1,6.10 100.10

R 40 ( )

S d 3, 2.0,01  

     



Công suất hao phí điện trở R là:

2

I R 50 40 100000 W 100 (kW)



P

(6)

1B 2B 20 2000 (kW)

100 

 

P

b) Hiệu điện hai đầu cuộn sơ cấp máy hạ B 3 1B 1B 1B 2000.10

U 40.10 V 40 (kV)

I 50



P

Tỷ số vòng giây cuộn sơ cấp thứ cấp máy hạ B 200 200 10 40 U U N N B B B B

1   

c) Độ sụt điện trở R:

U I.R 50.40 2000 V (kV)

    

Hiệu điện hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng 1A 1B

U U   U 40 2 42 (kV) ĐS: a) 2000kW; b) 1B

2B N

200

N  ; c) 42kV 5. a) Điện trở tương đương cụm:

2

0

1

0

U 220

R R R 0,88 ( )

P 55.10

     

Khi có cụm cường độ dịng điện là:

1

P 50688

I I 240 (A)

R 0,88

   

Hiệu điện cụm 1: U1 I R1 1240.0,88211, (V) Điện trở dây dẫn:

0

U U

U 220 211,2 11

R ( )

I I 240 300



 

    

Công suất hao phí đường dây là:

2

0

11

I R 240 2112 (W) 300



P

(7)

Cường độ dòng điện:

' ' 1

1

U ' ' U ' 44550 25U '

I ' I I 225

R R 0,88 0,88 22

   

P

Mặt khác: U0 I'R0U'1 (2) Thay (1) vào (2) ta có: U'1

300 11 225 22

' U 25

220  

  



 

(8)

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng

I.

Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II.

Khoá Học Nâng Cao HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III.

Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia