Thông tin tài liệu
Chủ đề 13 MÁY ĐIỆN A TĨM TẮT LÍ THUYẾT I MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều a Nguyên tắc hoạt động loại máy phát điện xoay chiều dựa tượng cảm ứng điện từ: từ thơng qua vịng dây biến thiên điều hịa, vòng dây xuất suất điện động cảm ứng xoay chiều Nếu từ thơng qua vịng dây biến thiên theo quy luật 1 cos t cuộn dây là: Trong cuộn dây có N vịng giống nhau, suất điện động xoay chiều e N 0 d1 � � e N cos � t � 1 N sin t dt � 2� hay thông cực đại qua vòng dây E N Biên độ suất điện động là: (2) b Có hai cách tạo suất điện động xoay chiều thường dùng máy điện: − Từ trường cố định, vòng dây quay từ trường − Từ trường quay, vòng dây đặt cố định Máy phát điện xoay chiều pha a Các phận Mỗi máy phát điện xoay chiều có hai phận phần cảm phần ứng Phần cảm nam châm điện nam châm vĩnh cửu Đó phàn tạo từ trường Phần ứng cuộn dây, xuất suất điện động cảm ứng máy hoạt lộng Một hai phần đặt cố định, phần lại quay quanh trục Phần cố định gọi stato phần quay gọi rôto b Hoạt động Các máy phát điện xoay chiều pha cấu tạo theo hai cách: − Cách thứ nhất: phần ứng quay, phần cảm cố định − Cách thứ hai: phần cảm quay, phần ứng cố định Các máy cấu tạo theo cách thứ có stato nam châm đặt cố định, rơto khung dây quay quanh trục từ trường tạo stato Các máy cấu tạo theo cách thứ hai có rơto nam châm (gồm p cặp cực), thường nam châm điện ni dịng điện chiều; stato gồm nhiều cuộn dây có lõi sắt, xếp thành vòng tròn Các cuộn dây rơto có lõi sắt xếp thành vịng trịn, quay quanh trục qua tâm vòng tròn với tốc độ n vòng/giây Tần số dòng điện máy phát ra: f = np Máy phát điện xoay chiều ba pha a Dòng điện xoay chiều ba pha Dòng điện xoay chiều ba pha hệ thống ba dòng điện xoay chiều gây ba suất điện động xoay chiều có tần số, biên độ lệch pha đôi 2π/3 Nếu chọn gốc thời gian thích hợp biểu thức suất điện động là: � 2 � � 2 � e1 E cos t; e2 E cos � t � ;e3 E cos � t � � � � � b Cấu tạo hoạt động máy điện xoay chiều ba pha Máy phát điện xoay chiều ba pha cấu tạo gồm stato có ba cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống quấn ba lõi sắt đặt lệch 1200 vịng trịn, rơ to nam châm điện Khi rô to quay đều, suất điện động cảm ứng xuất ba cuộn dây có biên độ, tần số lệch pha 2π/3 Nếu nối đầu dây ba cuộn với ba mạch (ba tải tiêu thụ) giống ta có hệ ba dịng điện biên độ, tần số lệch pha 2π/3 II ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Nguyên tắc hoạt động động không đồng a Từ trường quay Sự đồng Khi nam châm quay quanh trục, từ trường nam châm gây có đường sức từ quy khơng gian Đó từ trường quay Nếu đặt hai cực nam châm hình chữ u kim nam châm (Hình 1) quay nam châm chữ U kim nam châm quay theo với tốc độ góc Ta nói kim nam châm quay đồng với từ trường b Sự quay không đồng thay kim nam châm khung dây dẫn kín Khung quay quanh trục xx’ trùng với trục quay nam châm (Hình 2) Nếu quay nam châm ta thấy khung dây quay theo chiều, đến lúc khung dây quay với tốc độ góc nhỏ tốc độ góc nam châm Do khung dây từ trường quay với tốc độ góc khác nhau, nên ta nói chúng quay khơng đồng với Sự quay khơng đơng thí nghiệm giải thích sau Từ trường quay làm từ thông qua khung dây biến thiên, khung dây xuất điện cảm ứng Cũng từ trường quay tác dụng lên dòng điện trong Theo định luật Len−xơ, khung dây quy theo chiều quay từ trường để làm giảm tốc độ biến thiên từ thong quay khung Tốc độ góc khung dây ln nhỏ tốc độ góc từ trường Thật vậy, tốc độ góc khung dây tăng đến giá trị tốc độ góc từ trường từ thơng qua khung khơng biến thiên nữa, dịng điện cảm ứng khơng cịn, momen lực từ 0, momen cản làm khung quay chậm lại Lúc lại có dịng cảm ứng có momen lực từ Mơmen có tồn có chuyến động tương đối nam châm khung dây, thay đổi có giá trị momen cản thỉ khung dây quay với tốc độ góc nhỏ tốc độ góc từ trường Như vậy, nhờ có tượng cảm ứng điện từ tác dụng từ trường quay mà khung dây quay sinh công học Động hoạt động dựa theo nguyên tắc nói gọi động không đồng (động cảm ứng) Các cách tạo từ trường quay + Bằng nam châm quay + Bằng dòng điện pha + Bằng dòng điện ba pha III MÁY BIẾN ÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN Máy biến áp Máy biến áp thiết bị hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số a Cấu tạo nguyên tắc hoạt động Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số vịng khác quấn lõi sắt kín (Hình 1) Lõi thường làm sắt thép pha silic, ghép cách điện với để giảm hao phí điện dịng Fu−cơ Các cuộn dây thường làm đồng, đặt cách điện với cách điện với lõi Hoạt động máy biến áp dựa tượng cảm ứng điện từ Một hai cuộn máy biến áp nối với nguồn điện xoay chiều, gọi cuộn sơ cấp Cuộn thứ hai nối với tải tiêu thụ điện năng, gọi cuộn thứ cấp Dòng điện xoay chiều chạy cuộn sơ cấp gây từ thông biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất cuộn thứ cấp suất điện động xoay chiều Nếu mạch thứ cấp kín có dịng điện chạy cuộn thứ cấp b Sự biến đổi điện áp cường độ dòng điện qua máy biến áp Với lõi sắt kín, đường sức từ chạy lõi sắt nên từ thông qua vòng dây hai cuộn nhau, suất điện động cảm ứng vòng dây băng Như e1 N1 1 e2 N2 suất điện động cảm ứng cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây N1, N2 chúng Tỉ số suất điện động tức thời không đổi nên tỉ số giá trị hiệu dụng tỉ số ấy: E1 N1 2 E2 N2 Trong công thức đây, đại lượng thông số đầu vào (nối với cuộn sơ cấp) ghi số 1, đầu (nối với cuộn thứ cấp) ghi bẳng số 2. Nếu bỏ qua điện trở dây quấn coi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn U1 N1 3 U2 N2 suất điện động hiệu dụng tương ứng cuộn: U1 = E1, U2 = E2 D đó: Nếu N2 > N1 U2 > U1, ta gọi máy biến áp máy tăng áp Nếu N < N1 U2 < U1, ta gọi máy biến áp máy hạ áp P U I cos 2 H 2 P1 U1I1 Hiệu suât máy biến áp: Hiệu suất máy biến áp thực tế có � thể đạt tới 98 99% Nếu hao phí điện máy biến áp khơng đáng kể cuộn thứ cấp nối với R cos 2 I1 U 4 I U1 U I U I2 H = nên 1 hay (4) Do đó, máy biến áp làm tăng điện áp lên lần làm giảm cường độ dịng điện nhiêu ngược lại Chú ý: Có thể thay cuộn sơ cấp thứ cấp cuộn dây có nhiều đầu (một cặp đầu dây nối với mạch sơ cấp, cặp khác nối với mạch thứ cấp) Đó biến áp tự ngẫu thường dùng đời sống, c Công dụng máy biến áp + Thay đổi điện áp dòng điện xoay chiều đến giá trị thích hợp + Sử dụng việc truyền tải điện để giảm hao phí đường dây truyền tải + Sử dụng máy hàn điện, nấu chảy kim loại Truyền tải điện Điện truyền tải xa thường bị tiêu hao đáng kể, chủ yếu tỏa nhiệt đường dây Gọi R điện trở đường dây P công suất truyền đi, U điện áp nơi phát, cosφ hệ số công suất P RI P 6 U cos mạch điện cơng suất hao phí dây là: Cơng thức chứng tỏ rằng, với công suất điện áp truyền đi, với điện trở đường dây xác định, mạch có hệ số cơng suất lớn cơng suất hao phí nhỏ Đối với hệ thống truyền tải điện với cosφ P xác định, có hai cách giảm P Cách thứ nhất: giảm điện trở R đường dây Đây cách làm tốn phải tăng tiết diện dây, tốn nhiều kim loại làm dây phải tăng sức chịu đựng cột điện Cách thứ hai: tăng điện áp U nơi phát điện giảm điện áp nơi tiêu thụ điện tới giá trị cần thiết Cách thực đơn giản máy biến áp, áp dụng rộng rãi Chú ý: Hiệu suất truyền tải điện đo tỉ số công suất điện nhận nơi tiêu thụ công suất điện truyền nơi phát điện Điện áp đầu nhà máy điện thường vào khoảng 10 � 25 kV Trước truyền điện xa, điện áp thường tăng đến giá trị khoảng 110 �500 kV máy tăng áp Ở gần nơi tiêu thụ, người ta dùng máy hạ áp để giảm điện áp xuống mức phù hợp với đường dây tải điện địa phương yêu cầu sử dụng Mức cuối dùng gia đình, cơng sở 220V (Hình 3) B PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TỐN Bài tốn liên quan đến máy phát điện xoay chiều pha Bài toán liên quan đến động điện xoay chiều Bài toán liên quan đến máy biến áp Bài toán liên quan đến truyền tải điện Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Máy phát điện xoay chiều pha Phương pháp giải: Nếu máy phát có p cặp cực nam châm rơto quay với tốc độ n vịng/s tần số dòng điện máy phát ra: f = np Nếu máy phát có p cặp cực nam châm rôto quay với tốc np f 60 độ n vịng/phút tần số dịng điện máy phát ra: r Nếu lúc đầu pháp tuyến khung dây n , hợp với cảm ứng ur BScos t từ B góc α thỉ biểu thức từ thơng gửi qua vịng dây Nếu cuộn dây có N vịng giống nhau, suất điện động xoay chiều cuộn dây là: d 1 e N NBSsin t dt BS Từ thông cực đại gửi qua vòng dây: E NBS Biên độ suất điện động là: E NBS E 2 Suất điện động hiệu dụng: Chú ý: r ur ur Nếu lúc đầu n hướng với B α = (mặt khung vng góc với B ) r ur ur Nếu lúc đầu n ngược hưởng với B α = π (mặt khung vng góc với B ) r ur Nếu lúc đầu n vng góc với B � / (mặt khung song song với B ) Ví dụ 1: (CĐ − 2010) Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm rơto quay với tốc độ 375 vịng/phút Tần số suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo 100 Hz Số cặp cực roto A 12 B C 16 D Hướng dẫn np 375p f � 100 � p 16 � 60 60 Từ cơng thức Chọn C Ví dụ 2: Hai máy phát điện xoay chiều pha phát dịng xoay chiều có tần số f Máy thứ có p cặp cực, rơ to quay với tốc độ 27 vịng/s Máy thứ hai có cặp cực quay với tốc độ n vòng /s (với 10 �n �20 ) Tính Hướng dẫn 27p 10 �n �20 f1 f � n1p1 n p � 27.p n.4 � n ���� �1, p 2,96 � f n1p1 27.2 54 Hz � Vì p số nguyên nên Chọn D Chú ý : Khi máy phát có số cặp cực thay đối Δp số vòng quay thay đối Δn (nên đổi đơn vị vịng/giây) tùy thuộc trường hợp đế lựa chọn dấu ' +’ hay dấu ‘− ' (vòng / s) công thức sau: � n vong / s � f � f1 n1p1 � n1 � p � � f n p n � n p1 �p � p1 ? 2 �2 Ví dụ 3: Một máy phát điện xoay chiều pha phát dịng điện có tần số 60 Hz Nếu thay roto roto khác có nhiều cặp cực, muốn tần số 60 Hz số vịng quay roto thay đối 7200 vịng Tính số cặp cực roto cũ A 10 B C 15 D Hướng dẫn 7200 vong 7200 vong n 2(vong / s) h 3600 s � 60 � f1 n1p1 60 � Hz � n1 � p1 � � Khi p2 = p1 + mà f2 = f1 nên tôc độ quay phải giảm tức f n p n1 p1 1 n n1 �60 � 60 � � p1 1 � p1 � p1 � � Thay f2 = 60 Hz ta được: Chọn D Ví dụ 4: Một khung dây dẹt hình vng cạnh 20 cm có 200 vịng dây quay từ trường khơng đổi, có cảm ứng 0,05 (T) với tốc độ 50 vòng/s, xung quanh trục nằm mặt phẳng khung dây vng góc với từ trường Tại thời điếm ban đầu pháp tuyến khung dây ngược hướng với từ trường Từ thông qua khung thời điểm t có biểu thức 0, 4sin10t Wb 0, cos100t Wb A B 0, cos 100t Wb 0, 04 cos100t Wb C D Hướng dẫn 2.50 100 rad / s ; NBScos 100t 200.0, 05.0, 2.cos 100t n1 60 p1 0, cos 100t Wb � Chọn C Ví dụ 5: (THPTQG − 2017) Một khung dây dẫn phẳng, dẹt có 200 vịng, vịng có diện tích 600 cm2 Khung dây quay quanh trục nằm mặt phẳng khung, từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với trục quay có độ lớn 4,5.10 −2T Suất điện động e khung có tần số 50 Hz Chọn gốc thời gian lúc pháp tuyến mặt phẳng khung hướng với vectơ cảm ứng từ Biểu thức e A e = 119,9cosl00πt (V) B e = 169,6cos(100πt − π/2) (V) C e = 169,6cosl00πt (V) D e = 119,9cos(100πt − π/2) (V) Hướng dẫn � � BScos100t � e N ' 100NBSsin100t 169, cos � 100t � 2� � * Từ � Chọn B Ví dụ 6: (ĐH−2011) Một khung dây dẫn phẳng quay với tốc độ góc ω quanh trục cố định nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có vectơ cảm ; từ vng góc với trục quay khung Suất điện động cảm ứng khung có biểu thức e = E 0cos(ωt + π/2) Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp tuyến mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc bằng? A 450 B 1800 C 900 D 1500 Hướng dẫn NBScos t � � e ' E55 NBSsin /F2 �� � � t E cos �t E5555 F 2 E0 / � � Chọn B Ví dụ 7: (THPTQG − 2017) Khi từ thơng qua khung dây dẫn có biểu thức cos t / e E cos t khung dây xuât suất điện động cảm ứng có biểu thức Biết 0 , E0 ω số dương Giá trị φ B rad C π/2rad D π rad Hướng dẫn � � e E cos t e ' sin � t � E cos t ������ 0� � � * Từ Chọn B Ví dụ 8: Một khung dâý dẹt hình chữ nhật có 200 vịng, diện tích vịng 300 cm 2, đặt từ trường đều, cảm ứng từ 0,015 T Khung dây quay quanh trục đối xứng nó, vng góc với từ trường Khi tốc độ quay ω suất điện động cực đại xuất khung dây 7,1 V Tính độ lớn suất điện động cuộn dây thời điểm 0,01 s kể từ lúc có vị trí vng góc với từ trường A V B 4,5 V C 5V D 0,1 V Hướng dẫn E E NBS � �79 rad.s NBS Lúc đầu khung dây vng góc với từ trường nên α = α = π Ta chọn α = thì: A − π/2 rad e E sin t ���� � e 7,1sin 79.0, 01 �5 V � t 0,01 s Chọn C Lưu ý: Nếu máy tính để chế độ D ừùng với đáp số sai 0,1 V! Ví dụ 9: (CĐ − 2010) Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vịng dây, diện tích vịng 220 cm2 Khung quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục đối xứng nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với trục quay có độ lớn 0,1 / (T) Suất điện động cực đại khung dây A 110 V B 220 V C 110V.D 220 V Hướng dẫn Một từ trường nên p f = np = 50 (Hz) 0,1 220.104 110 V � Chọn A Ví dụ 10: Một khung dây dẫn dẹt hình trịn bán kính cm gồm có 1000 vòng, quay với tốc độ 1500 (vòng/phút) quanh trục nằm mặt phẳng khung dây, từ trường có cảm ứng từ 0,2 T có hướng vng góc với trục quay Tính suất điện động hiệu dụng khung dây A (V) B (V) C (V) D (V) Hướng dẫn � E N.2f.BS 500.2.50 f E np 25 Hz 60 N.2 f BS N.2f Br 100.2.25.0, 2.10 4 �7 V � Chọn C Ví dụ 11: Phần cảm máy phát điện xoay chiều pha có hai cặp cực Các cuộn dây phần ứng mắc nối tiếp vào có số vịng tổng cộng 240 vịng Từ thơng cực đại qua vịng dây có tốc độ quay rơto phải có giá trị để suất điện động có giá trị hiệu dụng 220 V tần số 50 Hz? A (mWb); 30 (vòng/s) B (mWb); 30 (vòng/s) C (mWb); 80 (vòng/s) D (mWb); 25 (vòng/s) Hướng dẫn f f np � n 25 p (vòng/s) E0 N2f 2 E 220 �4.10 3 Wb � N2f 240.2.50 2 Chọn D Chú ý: Nếu mạch nối kín tổng điện trở mạch R cường độ hiệu dụng, E � 0 E NBS ;I E ; P I R; Q Pt I Rt R công suất tỏa nhiệt nhiệt lượng tỏa là: Ví dụ 12: Phần ứng máy phát điện xoay chiều pha có 200 vịng dây Từ thơng qua vịng dây có giá trị cực đại mWb biến thiên điều hòa với tần số 50 Hz Hai đầu khung dây nối với điện trở R = 1000 Ω Tính nhiệt lượng tỏa R thời gian phút A 417J B 474 J C 465 J D 470 J Hướng dẫn 2f 100 rad / s E t NBS t 200.100.0, 002 60 Q I Rt �474 J 2R 2R 2.1000 � Chọn B Ví dụ 13: Một vịng dây có diện tích S = 0,01 m2 điện trở R = 0,45 Ω, quay với tốc độ góc ω = 100 rad/s từ trường có cảm ứng từ B = 0,1T xung quanh trục nằm mặt phẳng vịng dây vng góc với đường sức từ Nhiệt lượng tỏa vòng dây quay 1000 vịng A 1,39 J B 0,35 J C 2,19 J D 0,7 J Hướng dẫn 2 2 � t n n 1000 20 s � 100 � � NBS 1.100.0,1.0, 01 � I0 A � R 0, 45 � 2 2 �2 � I0 Rt � �.0, 45.20 �0, J 2 �9 � � Chọn D Ví dụ 14: Một máy dao điện có rơto cực quay với tốc độ 25 vòng/s Stato phần ứng gồm 100 vòng dây dẫn diện tích vịng 6.10−2 m2, Cảm ứng từ B = 5.10−2 T Hai cực máy phát � Q I Rt nối với điện trở R, nhúng vào kg nước Nhiệt độ nước sau phút tăng thêm 1,9° Tổng trở phần ứng máy dao điện bỏ qua Nhiệt dung riêng nước 4186 J/kg.độ Tính R A R = 35,3 Ω B R = 33,5 Ω C R = 45,3 Ω D R = 35,0 Ω Hướng dẫn f np 25.2 50 Hz � 2f 100 rad / s E E0 NBS 100.100.5.10 2.6.10 2 �66, 64 V E2 t 66,642.60 E2 cm t � R �33,5 � t cmt 4186.1.1,9 Qtỏa R Qthu Chọn B � f1 np � �n ? � �� � f n n p � � p? � � f n n ' p ? Chú ý: �3 2f1 N � E1 � � E 2fN � 2f N E �� E2 2 � � 2f N E3 � � Suất điện động hiệu dụng tương ứng: E E E E E1 � f1 f2 f3 f f1 Ví dụ 15: Nếu tốc độ quay roto tăng thêm vịng/s tần số dịng điện máy phát tăng từ 60 Hz đến 70 Hz suất điện động hiệu dụng máy phát thay đổi 40 V so với ban đầu Hỏi tiếp tục tăng tốc độ roto thêm vịng/s suất điện động hiệu dụng máy phát bao nhiêu? A 320 V B 240 V C 280 V D 400 V Hướng dẫn � f1 np 60 Hz � n6 � � � �� � � p 10 f np � � f n 1 p 70 Hz � � � f n p 80 Hz � Cách 1: E E E1 E 40 � � E 320 V � f3 f f1 80 70 60 Chọn A � E1 n 60 �E1 240 V �� n 70 E1 40 �n v / s Cách 2: E n 240 1� � E ' 320 V n E' 62 E' Chú ý: N + Tổng số vòng dây phần ứng E0 Nếu phần ứng gồm k cuộn dây giống măc N k nối tiếp số vịng dây cuộn: Ví dụ 16: (ĐH − 2011) Một máy phát điện xoay chiều pha có phần ứng gồm bốn cuộn dây giống mắc nối tiếp Suất điện động xoay chiều máy phát sinh có tần số 50 Hz giá trị N1 hiệu dụng 100 2V Từ thơng cực đại qua vịng phần ứng 2,5/π mWb Số vòng dây cuộn dây phần ứng A 800 vòng B 100 vòng C 200 vòng D 400 vòng Hướng dẫn 2f 200 rad / s E 100 2 N 800 � N1 200 � 100 2,5 103 Chọn C Máy phát điện xoay chiều pha nối với mạch RLC nối tiếp * Khi máy phát điện xoay chiều pha mắc với mạch RLC cường độ hiệu dụng: � f np � 2f � ZL L; ZC � C � E � N2f I � E R Z L ZC � với � N * Khi n’ = kn � I' E ' kE; Z'L kZL ; ZC' kE I' � k I Z � � R2 � kZL C � k � � ZC k R ZL ZC 2 Z � � R �kZL C � k � � Ví dụ 1: Rơto máy phát điện xoay chiều pha có 100 vịng dây, điện trở khơng đáng kể, diện tích vịng 60 cm2 Stato tạo từ trường có cảm ứng từ 0,20 T Nối hai cực máy vào hai đầu đoạn mạch gồm: điện trở R 10 , cuộn cảm có hệ số tự cảm L = 0,2/π H tụ điện có điện dung C = 0,3/ π mF Khi rôto máy quay với tốc độ n = 1500 vịng/phút cường độ hiệu dụng qua R A 0,3276 A B 0,7997 A C 0,2316 A D 1,5994 A Hướng dẫn np 200 f 25 Hz � 2f � ZL L 10 ; ZL 60 C Hiệu suất truyền tải điện sau (Ptt giữ nguyen Ptt Ptt 1900 H2 P Ptt P ' 1901 Ptt tt 1900 U2 U1 H1 H1 H2 H2 � Áp dụng: 0,95 0,95 1900 � 1900 � 1 � � � 1901 �1901 P ' P P tt ) : 100 1900 9,505 � U 9,505U1 � Chú ý: “Linh hồn ” cách giải lập biểu thức P, P ' H2 theo Ptt U2 U1 Chọn D H1 H1 H2 H Rồi từ kết hợp với cơng thức Để tìm cơng thức đẹp ta giải tốn tổng quát Ví dụ 12: Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm cơng suất hao phí đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tài tiêu thụ không 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 dịng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây Hướng dẫn Hiệu suất truyền tai diện trường hợp đầu: Ptt � Ptt P � U � H1 x h1 H1 x� U x � P h1P Ptt � � 1 x P ' Hiệu suất truyền tải điện sau (Ptt giữ ngun cịn n 1 x Ptt Ptt H2 x Ptt P ' P Ptt n x x tt n 1 x U2 U1 H1 H1 H2 H2 x 1 x P x Ptt n n 1 x � n 1 x � n 1 x 1 � � � � n � x x �n x x ): n 1 x x n Áp dụng: Ví dụ 13: Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm cơng suất hao phí đường dây tải điện n lần, với điều kiện công suất truyền đến tài tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện đường dây tải điện xU tt (với Utt điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ) Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp đặt lên đường dây Hướng dẫn Hiệu suất truyền tải điện trường hợp đầu: � Ptt P x 1 Ptt U U x � h1 H1 � H1 U U tt U x � P h1P xPtt � Hiệu suất truyền tải điện sau (Ptt giữ nguyên Ptt Ptt n H2 Ptt P ' P x P nx tt tt n U2 U1 H1 H1 H2 H2 P ' P x Ptt ) : n n x nx 1 x 1 x n �n � 1 x n 1 � � � n x �n x Áp dụng: Ví dụ 14: Trong q 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 20,0 U B 10.01U C 9,1U D 100U Hướng dẫn U2 nx U x n với n = 100, x = 0,1 ta U 9,1U1 Áp dụng: U U 0,1U U 10, 01U � Mà nên Chọn B Ví dụ 15: Trong q trình truyền tải điện xa, cuối đường dây dùng máy hạ lí tưởng có tỉ số vịng 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 Utài điện áp hiệu dụng tải tiêu thụ) Coi cường độ dịng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây Hướng dẫn Hiệu suất truyền tải điện trường họp đầu tính theo cơng thức: � Ptt k x P Ptt � U U U x k � H1 h1 H1 �� U U tt U kU tai U k x x � P h1P Ptt � � k Hiêu suất truyền tải sau (Ptt giữ nguyên Ptt Ptt kn H2 Ptt P ' P x P kn x tt tt kn P ' P x Ptt ) n n : U2 U1 H1 H1 H2 H2 k �k � 1 � � kn x k x �k x � kn � kn � k x 1 � � � kn x �kn x n Áp dụng: Ví dụ 16 Trong q trình truyền tải điện xa, cuối đường dây dùng máy hạ lý tưởng có tỉ số vịng dây 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 chứa tăng điện áp độ giảm điện đường dây tải điện 10% điện áp hiệu dụng tải tiêu thụ Coi cường độ dịng điện mạch ln pha với điện áp lên đường dây A 10,0 lần B 9,5 lần C 8,7 lần D 9,3 lần Hướng dẫn Cách 1: Áp dụng: Cách 2: U kn x U1 k x 2.100 0,1 �9,5 � n 0,1 100 Độ giảm đường dây: U 0,1U 0,1 Cơng suất hao phí đường dây: U1 0, 05 U U � U U 21 P I R UI Công suất nhận cuối đường dây: Chọn B Ptieu thu UI UI 21 20 UI UI 21 21 P UI 100 2100 Để cơng suất hao phí giảm 100 lần ( ) cường độ dịng điện giảm 10 lần (I’ = 0,1I) công suất nhận cuối đường dây lúc là: ' Ptieu UI thu U 'I ' P ' U '.0,1I 2100 20 ' Ptieu Ptieu � U '.0,1I UI UI U ' 9,5U thu thu 2100 21 Vì P ' Chú ý: 1) Nếu cho biết công suất hao phí đường dây a% cơng suất đưa lên đường dây thì: P a%P � I R a%UI cos � IR a%U cos � U a%U cos 2) Nếu cho biết cơng suất hao phí đường dây a% cơng suất suất nhận cuối đường dây thì: P a%P ' Ví dụ 17: Điện truyền tải từ A đến B hai dây đồng có điện trở tổng cộng 40 Ω Cường độ hiệu dụng hên 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 20 kW B 200 kW C MW D 2000 W Hướng dẫn P 5%P � I R 0, 05P � 50 2.40 0, 05P � P 2.106 W � Theo ra: Chọn C Ví dụ 18: 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 4000 V độ giảm đường là: A 20 kV B 200 kV C.2MV D 192 V Hướng dẫn P a%UI cos � I R a%UI cos � ? a%U cos Theo ra: � U a%U cos � U 0, 05.4000.0,96 192 V � Chọn D Ví dụ 19: Điện truyền từ A đến B hai dây đồng có điện trở tổng cộng Ω Cường độ hiệu dụng đường dây tải điện 100A, công suất tiêu hao dây tải diện 2,5% cơng suất tiêu thụ B Tìm cơng suất tiêu thụ B A 20 kW B 200 kW C 2MW D 2000 W Hướng dẫn I R 0, 025PB � 1002.5 0, 025.PB � PB 2.106 W � Chọn C Chú ý: Nếu nơi tiêu thụ dùng máy hạ áp cơng suất hao phí đường dây a% cơng suất tiêu thụ tải thì: � I12 R a%U I cos 2 � I1 �N U �N U I cos �1 2 Điện áp đưa lên đường dây: U U1 U U1 I1R Ví dụ 20: Người ta truyền tải điện từ A đến B hệ thống dây dẫn từ có điện trở 5Ω cường độ dịng điện hiệu dụng dây 60A Tại B dùng máy hạ lí tưởng Cơng suất hao phí dây 5% cơng suất tiêu thụ B điện áp cuộn thứ cấp máy hạ có giá trị hiệu dụng 300V ln pha với dịng điện qua cuộn thứ cấp Tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp sơ cấp máy hạ là: A 0,01 B 0,004 C 0,005 D 0,05 Hướng dẫn � I12 R a%U I2 cos 2 � 60 2.5 0, 05.3000.I � I 1200 A � � I1 N2 �N U 60 �N U I cos � N 1200.1 0, 05 2 Theo ra: � Chọn D Ví dụ 21: Điện tài từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp đường dây tải điện pha có điện trở R = 30 Ω Biết điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp thứ cấp máy hạ áp 2200 V 220 V, cường độ dòng điện chạy cuộn thư cấp máy hạ áp 100 A Bỏ qua tổn hao lượng máy biến áp Coi hệ số công suất Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng áp A 2200 V B.2500V C 4400V D 2420 V Hướng dẫn I1 220 �U I1 �U I � 2200 100 � I1 10 A � �1 �U U U U I R 2200 10.30 2500 V 1 � Chọn B Ví dụ 22: 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 100 Ω Máy B có số vòng dây cuộn sơ cấp gấp 10 số vòng dây cuộn thứ cấp Mạch thứ cấp máy B tiêu thụ công suất 100 kW 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 cúa máy A A 11000V B 10000 V C 9000 V D 12000 V Hướng dẫn N2 �N I1 �N I � I1 I N 100 10 10 A �1 � P P � U � U I P2 � U1.10 100.103 � U1 10 V 1 Máy B: �1 U U1 U U1 I1R 104 10.100 11000 V � Chọn A Ví dụ 23: Điện truyền từ máy tăng áp đặt A tới máy hạ áp đặt B dây đồng tiết diện trịn đường kính cm với tổng chiều dài 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 B 42 kV C 40 kV D 86 kV Hướng dẫn l l 200.103 8 R 1, 6.10 �41 2 S 0,5d 0,5.0, 01 I1R 100.41 82000 V 0, 05 0, 05 Điện áp hiệu dụng máy thứ cấp máy tăng áp A: U U1 I1R 82.103 100.41 86100 V �86 kV � Chọn D Ví dụ 24: (ĐH − 2012) Từ trạm phát điện xoay chiều pha đặt vị trí M, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km 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 đáng kể, nối vào hai đầu hai dây tải điện M Khi hai đầu dây N để hở cường độ dịng điện qua nguồn 0,40 A, hai đầu dây N nối tắt đoạn dây có điện trở khơng đáng kể cường độ dịng điện qua nguồn 0,42 A Khoảng cách MQ A 135 km B 167 km C 45 km D 90 km Hướng dẫn P 5%PB � I12 R 0, 05U1I1 � U1 Khi đầu N để hở, điện trở mạch U 2x R 30 � R 30 2x I 2x R 80 2x U 200 I R 80 2x Khi đầu N nói tắt, điện trở mạch: 30 2x 80 2x 200 x � 2x � x 10 � MQ MN 45 km � 110 4x 40 Chọn C Ví dụ 25: Một đường dây tải điện hai điểm A, B cách 100 km Điện trở tổng cộng đường dây 120 Ω Do dây cách điện không tốt nên điểm C đường dây có tượng rị 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 1,025 A Khi đầu B hở cường độ dịng điện qua nguồn A Điểm C cách đầu A đoạn ? A 50 km B 30 km C 25 km D 60 km Hướng dẫn Để hở đầu B: 2x R r 2x E 41 � R 40 2x I R 120 2x E 40 I R 120 2x r Đoản mạch đầu B: 40 2x 100 2x x � 2x 40 � x 15 � AC AB 25 km 160 4x 60 Hệ số cơng suất tồn hệ thống thay đổi: Phân biệt hai trường hợp: 1) Dòng điện điện áp pha nhau: U ' U 'R U 'tt �U U R U tt � � ' ' U U R U tt �U ' U R U tt U' U U 'R2 U 'tt2 2U 'R U 'tt cos tt U 2R U 2tt 2U R U tt cos tt 2) Mạch tiêu thụ có hệ số cơng suất khơng đổi: Ví dụ 1: (THPTQG − 2016): Từ trạm điện, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi, điện áp cường độ dịng điện ln ln 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 công 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 vịng dây cuộn thứ cấp so với cuộn sơ cấp A 8,1 C 7,6 D 10 Hướng dẫn �U 1, 2375U tt � U R U U tt 0, 2375U tt � ' � P ' I ' �1 �U tt 10U tt � I ' 0,11 � �' � 100 P I �U R 0,1U R 0, 02375U tt * Từ � U ' U 'R U 'tt 0, 02375U tt 10U tt 8,1 � U U R U tt 1, 2375U tt * Tính Chọn A Ví dụ 2: (THPTQG − 2017): Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết đoạn mạch nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) tiêu thụ điện với công suất không đổi có hệ số cơng suất ln 0,8 Để tăng hiệu suất trình truyền tải từ 80% lên 90% cần tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên A 1,46 lần B 1,41 lần C 1,33 lần D 1,38 lần Hướng dẫn P � P tt � P ' �U 'R � � � � � � U 'R U R � P P �U R � � P ' tt � * Từ * Từ: �1 � �4 � �1 �9 � B 6,5 UR P I2R � U tt 5U R Ptt IU tt cos tt U tt 0,8 U 'R P ' I '2 R � U 'tt 11, 25U 'R 7,5U R Ptt I ' U 'n cos tt U 'tt 0,8 U' U U 'R2 U 'tt2 2U 'R U 'tt cos tt 1,379 � U 2R U 2tt 2U R U tt cos tt * Tính Chọn D Chú ý: Nếu ta sửa đề chút trở thành tốn khác Ví dụ 3: Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết đoạn mạch nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) tiêu thụ điện với công suất không đổi hệ số công suất tồn hệ thống đường dây ln 0,8 Để tăng hiệu suất trình truyền tải từ 80% lên 90% cần tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên A 1,46 lần B 1,41 lần C 1,33 lần D 1,38 lần Hướng dẫn Ptt R P PR h 1 H 2 P U cos H U cos * Từ H H1 �U1 � H1 0,8 U � � ����� H1 H �U � H 0,9 U1 Chọn C Ví dụ 4: (THPTQG − 2017): Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Ban đầu hiệu suất truyền tải 80% Cho công suất truyền không đổi hệ số công suất nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) 0,8 Để giảm hao phí đường dây lần cần phải tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên n lần Giá trị n A 2,1 B 2,2 C 2,3 D 2,0 Hướng dẫn � 0, 2P P I R IU R � 0,8P Ptt IU tt cos tt � � 0, 05P P ' I '2 R I ' U 'R � � 0,95P Ptt' I ' U 'tt cos tt * Từ � � �I ' 0,5I �' U 0,5U R � �R cos tt 0,8 ����� �U tt 5U R � �U ' 19 U 95 U R � tt tt n * Tính U' U U 'R2 U 'tt2 2U 'R U 'tt cos tt 2,1 � U 2R U 2tt 2U R U tt cos tt Chọn A BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Trạm phát điện truyền công xuất 5000 KW, điện áp hiệu dụng nơi phát 100 KV Độ giảm thê đường dây nhỏ 1% điện áp nơi phát Biết hệ sô công suất đường dây Giá trị điện trở lớn dây tải điện A 20 Ω B 50 Ω C 40Ω D 10Ω Bài 2: Để truyền công suất điện P = 40 KW từ nơi có điện áp U = 2000 V, người ta dùng dây dẫn đồng Biết điện áp cuối đường dây U2 = 1800 V Điện trở dây A 20 Ω B 50 Ω C 40 Ω D 10Ω Bài 3: (CĐ−2011) Khi truyền điện có cơng suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ cơng suất hao phí đường dây ΔP Để cho cơng suất hao phí đường dây ΔP/n (với n > 1), nơi phát điện người ta sử dụng máy biên áp (lí tưởng) có tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp số vòng dây cuộn thứ cấp A.1/ n B 1/n C n D n Bài 4: Với công suất cần truyền tải, tăng điện áp hiệu dụng nơi truyền lên 20 lần cơng suất hao phí đường dây A giảm 20 lần B tăng 400lần C tăng 20 lần D giảm 400 lần Bài 5: hạm phát điện xoay chiều pha có điện áp hiệu dụng 110 kV, truyền cơng suất điện 1000 kW đường dây dẫn có điện trở 20 Ω Hệ số công suất đoạn mạch cosφ = 0,9 Điện hao phí đường dây 30 ngày A 5289 kWh B 61,2 kWh C 145,5 kWh D 1469 kWh Bài 6: nơi phát người ta truyền công suất truyền tải điện 1,2 MW điện áp kV Điện trở đường dây truyền tải từ nơi phát đến nơi tiêu thụ 4,5 Ω Hệ số công suất đoạn mạch Giá điện 850 đồng/kWh trung bình 30 ngày, số tiền khấu hao A 155520000 đồng B 73440000 đồng C 110160000 đồng D 152550000 đồng Bài 7: Một đường dây có điện trở 4Ω dẫn dòng điện xoay chiều pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu dùng Điện áp hiệu dụng nguồn điện lúc phát 5000 V, công suất điện 500 kW Hệ số công suất mạch điện cosφ = 0,8 Có phần trăm công suất bị mát đường dây tỏa nhiệt? A 10% B 12,5% C 16,4% D 20% Bài 8: Truyền tải công suất điện (MW) đến nơi tiêu thụ đường dây pha, điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây 10 (kV) Mạch tải điện có hệ số cơng suất 0,85 Muốn cho tỉ lệ lượng mát đường dây không q 5% cơng suất truyền điện trở đường dây phải có giá trị A 36,1(Ω) B 361(Ω) C 3,61 (kΩ) D 3,61 (Ω) Bài 9: Một dòng điện xoay chiều pha có cơng suất 22000 kW truyền xa đường dây cao 110 kV Biết hệ số công suất đường dây Phần hao tổn điện đường dây 10% công suất ban đầu Điện trở đường dây A.75(Ω) B 55(Ω) C 5,5 (Ω) D 0,055 (Ω) Bài 10: Truyền tải công suất điện 10 (MW) đến nơi tiêu thụ đường dây pha, điên áp hiệu dụng đưa lên đường dây 50 (kV) Mạch tải điện có hệ số cơng suất 0,8 Muốn cho tỉ lệ lượng mát đường dây không 10% cơng suất truyền điện trở đường dây phải có giá trị thỏa mãn A R < 16 (Ω) B 10(Ω) < R< 12(Ω) C R >20(Ω) D R< 14(Ω) Bài 11: Một trạm phát điện có cơng suất truyền 100 kW dây dẫn có điện trở 8Ω Điện áp đưa lên đường dây 1000V Biết hệ số công suất đường dây Hiệu suất tải điện A 30% B 15% C 20% D 25% Bài 12: Cần truyền tải công suất điện xoay chiều từ nơi phát 200 KW đường dây có tổng điện trở 16 (Ω) Coi dịng điện pha với điện áp Nếu điện áp đưa lên kV hiệu suất trình truyền tải A 80% B 90% C 95% D 98% Bài 13: Truyền tải công suất 540 kW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ, điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây kV Dây tải điện dài km làm kim loại có điện trở suất 2,5.10 −8 Ωm, tiết diện ngang 0,5 cm2 Hệ số công suất đường dây tải điện Hiệu suất truyền tải A 85,5 % B 91,0% C 94,4 % D 95,5 % Bài 14: Người ta truyền tài điện xoay chiều pha từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ dây dẫn có tổng chiều dài 20 km Dây dẫn làm kim loại có điện trở suất 2,5.10 −8 Om, tiết diện 1,2 cm2, hệ số công suất mạch điện 0,9 Điện áp hiệu dụng công suất truyền trạm phát điện 10 kV MW Hiệu suất truyền tải điện A 90,75% B 88,14% C 74,28% D 87,M% Bài 15: Một nhà máy điện sinh công suất 100000 kW cần truyền tải tới nơi tiêu thụ Biết hiệu suất truyền tải 90% hệ số công suất đường dây Cơng suất hao phí đường truyền là: A 10000 KW B 1000KW C 100KW D 10KW Bài 16: Cần truyền tải công suất 10 kW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ Biết điện áp hai đầu cuộn thứ cấp máy biến áp nhà máy điện 12 kV, hiệu suất truyền tải 80%, dây tải điện làm kim loại có điện trở suất P = 1,5.10 −4 Ωm, tiết diện ngang cm2 Hệ số công suất đường dây Tổng chiều dài đường dây A 1920 m B 3840 m C 960 m D 192 m Bài 17: Từ máy phát điện người ta muốn truyền tới nơi tiêu thụ, đường dây tải điện có điện trở Ω hệ số công suất 0,9 Biết hiệu suất truyền tải 95,5% nơi tiêu thụ nhận công suất điện 515,7 kW Điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây A 10 kV B 20 kV C kV D 30 kV Bài 18: Điện trạm phát điện có cơng suất điện 200 KW truyền xa điện áp KV Số công tơ điện trạm phát nơi tiêu thụ sau ngày lệch 960 KWh hiệu suất trình truyền tải điện A 80% B 85% C 90% D 95% Bài 19: Điện trạm phát điện truyền điện áp kV công suất 200 kW Hiệu số công tơ điện trạm phát nơi thu sau hai ngày đêm chênh lệch 720 kWh Hiệu suất trình truyền tải điện A 95% B 92,5% C 95,5% D 85% Bài 20: Điện trạm phát điện truyền điện áp kV công suất truyền 200 kW Hiệu số công tơ điện trạm phát nơi thu sau ngày đêm lệch thêm 480 kWh Cần tăng điện áp trạm phát đến giá trị để điện hao phí đường dây 2,5% điện truyền đi? Coi công suất truyền trạm phát điện không đổi A kV B kV C 6kV D kV Bài 21: Điện trạm phát điện truyền với điện áp kV, hiệu suất trình truyền tải H = 80% Biết công suất truyền tải không đổi Muốn hiệu suất truyền tải đạt 95% ta phải A tăng điện áp lên kV B giảm điện áp xuống kV C tăng điện áplên đến kV D tăng điện áp kV Bài 22: Điện trạm phát điện truyền điện áp (ở đầu đường dây tải) 20kV, hiệu suất trình tmyền tải điện H = 80% Muốn hiệu suất trình truyền tải đạt giá trị 95% ta phải A tăng điện áp lên đến 40kV B tăng điện áp lên đến 80kV C giảm điện áp xuống l0kV D giảm điện áp xuống 5kV Bài 23: cần truyền tải công suất điện không đổi đường dây có điện áp hiệu dụng kV hiệu suất tải điện 75%, hỏi để hiệu suất tải điện đạt tới 95% điện áp hiệu dụng hai đầu dây dẫn A kV B kV C kV D 15 kV Bài 24: Xét truyền tải điện đường dây định Nếu điện áp truyền tải điện u hiệu suất truyền tài 70% Neu tăng điện áp truyền tải lên 2U hiệu suất truyền tải đạt A 95% B 90% C 92,5% D 85% Bài 25: Sau sử dụng máy biến áp có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp sơ cấp 3,25 để tăng điện áp hiệu dụng truyền tải hiệu suất trình truyền tải tăng từ 65,0% lên đến A 96,7% B 74,5% C 80,2% D 88,9% Bài 26: Một nhà máy phát điện phát công suất điện không đổi 100 MW N ếu nâng điện áp đầu đường dây truyền tải lên 110 kV hiệu suất truyền tải đường dây 80% Nếu điện áp đầu nguồn nâng đến 220 kV hiệu suất truyền tải A 20% B 80% C 90% D 95% Bài 27: Một nhà máy điện phát công suất P không đổi, công suất truyền đến nơi tiêu thụ dây nhôm với hiệu suất truyền tải 90% Nếu tăng đường kính dây nhơm lên gấp đơi hiệu suất truyền tải điện A 95% B 96% C 97,5% D 92,5% Bài 28: Hiệu suất trình truyền tải điện dây dẫn nhôm 92,0% Biết điện trở suất đồng nhỏ điện trở suất nhôm 1,47 lần Nếu dùng dây dẫn đồng kích thước với dây dẫn nhơm nói để thay dây nhơm trun tải điện hiệu suất truyền tải điện A 92,5% B 93,3% C 94,6% D 97,5% Bài 29: Một nhà máy phát điện gồm hai tổ máy có công suất P hoạt động đồng thời Điện sản xuất đưa lên đường dây truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải 80% Hỏi tổ máy ngừng hoạt động, tổ máy lại hoạt động bình thưởng hiệu suất truyền tải bao nhiêu? A 90% B 85% C 75% D 87,5% Bài 30: Một nhà máy phát điện gồm n 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 H Hỏi tổ máy hoạt động bình thưởng hiệu suất truyền tải H’ bao nhiêu? Coi điện áp tmyền tải, hệ số công suất truyền tải điện trở đường dây không đổi A H' = H/n B H’ = H C H’ = (n + H −l)/n D H' = nH Bài 31: Một đường dây dẫn gồm hai dây có tổng điện trở R = 0,5 Ω dẫn dịng điện xoay chiều đến cơng tơ điện Một động điện có cơng suất học 3,179 kW có hệ số công suất 0,85 hiệu suất 85% mắc sau cơng tơ Biết động hoạt động bình thưởng điện áp hiệu dụng hai đầu công tơ 220 V Động hoạt động thời gian h số cơng tơ điện hao phí đường dây lân lượt A 18,7 (kWh) 10 (kWh) B 9,35 (kWh) 9,35 (kWh), C 4,8 (kWh) 9,35 (kWh) D 18,7 (kWh) (kWh) Bài 32: Một nhà máy phát điện có cơng suất 108 (W), điện áp hai cực máy phát 104 (V) Để truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ người ta dùng máy tăng Nối cuộn thứ cấp với nơi tiêu thụ dây dẫn có tổng điện trở 40Ω số vịng dây cuộn thứ cấp máy biến áp gấp 100 lần số vòng dây cuộn sơ cấp Hiệu suất máy biến áp 99% Biết hệ số công suất đường dây Xác định công suất hao phí đường dây A 524,25 kW B 96,04 kW C 392,04 kW D 225,16 kW Bài 33: Một nhà máy phát điện có cơng suất 107 (W), điện áp hai cực máy phát 103 (V) Để truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ người ta dùng máy tăng Nối cuộn thứ cấp với nơi tiêu thụ dây dẫn có tổng điện trở 10 Ω, số vòng dây cuộn thứ cấp máy biến áp gấp 100 lần số vòng dây cuộn sơ cấp Hiệu suất máy biến áp 98% Biết hệ số công suất đường dây Xác định cơng suất hao phí hên đường dây A 524 kW B 96,04 kW C 642 kW D 225 kW Bài 34: Một nhà máy phát điện có công suất 36 (MW), điện áp hai cực máy phát (kV) Để truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ người ta dùng máy tăng Nối cuộn thứ cấp với nơi tiêu thụ dây dẫn có tổng điện hở 20 Ω Số vịng dây cuộn thứ cấp máy biến áp gấp 50 lần số vòng dây cuộn sơ cấp Hiệu suất máy biển áp 90% Biết hệ số công suất đường dây Xác định công suất hao phí đường dây A 524 kW B 648 kW C 642 kW D 225 kW Bài 35: Điện truyền tải từ A đến B hai dây đồng có điện trở tổng cộng 40 Ω Cường độ hiệu dụng đường dây tải điện 50 A, công suất tiêu hao dây tải điện 5% cơng suất tiêu thụ B Tìm cơng suất tiêu thụ B A 20 kW B 200 kW C 2MW D 2000 W Bài 36: Điện truyền tải từ A đến B hai dây đồng có điện trở tổng cộng Q Cường độ hiệu dụng đường dây tải điện 50 A, công suất tiêu hao dây tải điện 2,5% cơng suất tiêu thụ B Tìm cơng suất tiêu thụ B A 20 kW B 200 kW C 2MW D 2000 W Bài 37: Người ta truyền tài điện từ A đến B hệ thống dây dẫn từ có điện trở 40 Ω cường độ dòng điện hiệu dụng dây 50 A Tại B dùng máy hạ thể lí tưởng Cơng suất hao phí dây 5% cơng suất tiêu thụ B điện áp cuộn thứ cấp máy hạ thể có giá trị hiệu dụng 200 V ln pha với dịng điện qua cuộn thứ cấp Tỉ số số vòng dây cuộn thứ cấp sơ cấp máy hạ thể A 0,01 B 0,004 C 0,005 D 0,5 Bài 38: Người ta truyền tải điện từ A đến B hệ thống dây dẫn từ có điện trở 2,5 Ω cường độ dòng điện hiệu dụng tiên dây 60 A Tại B dùng máy hạ thể lí tưởng Cơng suất hao phí fren dây 5% cơng suất tiêu thụ B điện áp cuộn thứ cấp máy hạ thể có giá trị hiệu dụng 300 V ln pha với dịng điện qua cuộn thứ cấp Tỉ số số vòng dây cuộn thứ cấp sơ cấp máy hạ A 0,1 B 0,004 C 0,005 D 0,05 Bài 39: Điện truyền xa từ trạm đến trạm đường dây có điện trở tổng cộng 50Ω Biết trạm điện áp hai đầu cuộn sơ cấp thứ cấp 3,3 kV 220 V, cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp 75 A Bỏ qua hao phí máy biến áp xem hệ số công suất mạch Điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây tải A 3350 V B 3400 V C 3050 V D 3550 V Bài 40: Cuộn sơ cấp máy tăng A nối với nguồn B máy hạ thể có cuộn sơ cấp nối với đầu máy tăng A Điện trở tổng cộng dây nối từ A đến B 50 Ω Máy B có số vịng dây cuộn sơ cấp gấp 10 số vòng dây cuộn thứ cấp Mạch thứ cấp máy B tiêu thụ công suất 100 KW cường độ hiệu dụng mạch thứ cấp 100 A Giả sử tổn hao máy biến thể A B không đáng kể Hệ số công suất mạch Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp máy A A.11000V B 10500 V C 9000V D 12000 V Bài 41: Điện truyền từ máy tăng áp đặt A tới máy hạ áp đặt B dây đồng tiết diện trịn đường kính cm với tổng chiều dài 200 km Cường độ dòng điện dây tải 50 A, cơng suất hao phí đường dây tải 5% công 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 B 42 kV C 40 kV D 20 kV Bài 42: Điện truyền tải từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ hệ thống đường dây có hệ số cơng suất 0,96 Biết độ giảm điện đường dây tải điện 14,4% điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện Hiệu suất truyền tải điện A 80% B 87% C 85% D 95% Bài 43: Điện truyền tải từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ hệ thống đường dây có hệ số cơng suất Biết độ giảm điện thể đường dây tải điện 15% điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện Hiệu suất truyền tải điện A 80% B 87% C 85% D 95% Bài 44: Bằng đường dây truyền tải pha, điện từ nhà máy phát điện nhỏ đưa đến khu tái định cư Các kỹ sư tính tốn rằng: tăng điện áp truyền từ U lên 2U số hộ dân nhà máy cung cấp đủ điện tăng từ 36 lên 144 Biết có hao phí đường dây đáng kể; hộ dân tiêu thụ điện Điện áp truyền 3U, nhà máy cung câp đủ điện cho A 164 hộ dân B 324 hộ dân C 252 hộ dân D 180 hộ dân Bài 45: 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 đôi? Biêt chưa tăng điện áp độ giảm điện thể đường dây tải điện 15% điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp đặt lên đường dây A 8,515 lần B 6,25 lần C 10 lần D 8,25 lần Bài 46: 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 10% điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện Coi cường độ dịng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây A 8,515 lần B 9,01 lần C 10 lần D 8,25 lần Bài 47: 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 huyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện đường dây tải điện 15% điện áp hiệu dụng tải Coi cường độ dịng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây A 8,515 lần B 8,709 lần C 10 lần D 9,505 lần Bài 48: 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 huyền đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp độ giảm điện thể đường dây tải điện 5% điện áp hiệu dụng tải Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp đặt lên đường dây A 9,5286 lần B 8,709 lần C 10 lần D 9,505 lần Bài 49: Trong trình tmyền tải điện xa, cuối nguồn không dùng máy hạ Cần phải tăng điện áp nguồn lên lần để giảm cơng suất hao phí đường dây 100 lần đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận không đổi Biết điện áp tức thời U pha với dòng điện tức thời ban đầu độ giảm điện áp đường dây 10% điện áp tải tiêu thụ A 9,10 lần B 8,709 lần C 10 lần D 9,01 lần Bài 50: Trong hình tiuyền tài điện xa, cuối đường dây dùng máy hạ thể lí tưởng có tỉ số vịng dây Điện áp hiệu dụng hai cực hạm 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 thể đường dây tải điện 15% điện áp hiệu dụng hên tải tiêu thụ Coi dịng điện hơng mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây. A 10,0 lần B 7,5 lần C 8,7 lần D 9,3 lần Bài 51: Điện áp hiệu dụng hai cực trạm phát điện tăng 8,7 lần cơng 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 thể đường dây tải điện 15% điện áp hiệu dụng tải tiêu thụ Coi dịng điện mạch ln pha với điện áp đặt lên đường dây Tính n A 120 B 75 C 100 D 93 Bài 52: Một đường dây tải điện hai điểm A, B 100 km Điện trở tổng cộng đường dây 100 Ω Do dây cách điện không tốt nên điểm C đường dây có tượng rị điện Để phát vị trí điểm C người ta dùng nguồn điện có suất điện động 21 V, điện trở không đáng kể Khi làm đoản mạch đầu B cường độ dịng điện qua nguồn 0,36 A Khi đầu B hở cường độ dòng điện qua nguồn 0,35 A Điểm C cách đầu A đoạn A 25 km B 50 km C 75 km D 85 km Bài 53: Một đường dây tải điện hai điểm A, B 100 km Điện trở tổng cộng đường dây 200 Ω Do dây cách điện không tốt nên điểm C đường dây có tượng rị điện Để phát vị trí điểm C người ta dùng nguồn điện có suất điện động 12 V, điện trở không đáng kể Khi làm đoản mạch đầu B cường độ dịng điện qua nguồn 0,168 A Khi đầu B hở cường độ dòng điện qua nguồn 0,16 A Điểm C cách đầu A đoạn A 25 km B 50 km C 75 km D 85 km Bài 54: 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 t1 số vịng 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 vịng 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 tai nhà máy điện cung cấp đủ điện cho máy? A 90 B 100 C 85 D 105 Bài 55: 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 30% giữ nguyên điện áp nơi phát hiệu suất truyền tải điện đường dây là: A 87,7% B 89,2% C 92,8% D 86,5% 1.A 2.D 3.A 4.D 5.D 6.C 7.B 8.D 9.B 10.A 11.C 12.C 13.D 14.C 15.A 16.A 17.C 18.A 19.B 20.A 21.C 22.A 23.C 24.C 25.A 26.D 27.C 28.C 29.A 30.C 31.D 32.C 33.B 34.A 35.C 36.B 37.C 38.A 39.D 40.B 41.A 42.C 43.C 44.A 45.A 46.B 47.B 48.A 49.A 50.D 51.C 52.B 53.A 54.B 55.D ... RLC cos t RLC � � P i I cos t � � � P UI cos i u dong co U cos t � � H đó: Điện áp hai đầu đoạn mạch tơng hợp hai dao động điều hịa: u AB u RLC u dong co U AB cos... e A e = 119, 9cosl00πt (V) B e = 169,6cos(100πt − π/2) (V) C e = 169,6cosl00πt (V) D e = 119, 9cos(100πt − π/2) (V) Hướng dẫn � � BScos100t � e N ' 100NBSsin100t 169, cos � 100t... � E e1 E cos � t � cos t sin t � � � � � e E cos t � � � 2 � E � e3 E cos � t � cos t sin t � � � � � e e3 E 02 cos2 t 3sin t 4E cos2 t 3E
Ngày đăng: 22/08/2021, 10:58
Xem thêm:
