skkn kỹ THUẬT 4 cột CHO bài TOÁN TRUYỀN tải điện NĂNG đi XA KHI p = const

SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const MUC LUC I So lwoc ly lich tac gia Trang 02 Il Ténsangkien ee Trang 02 IH Lĩnh vục Trang 02 IV- Mục đích yêu cầu sángkiến —— — — Trang 02 Thực trạng ban đầu trước áp dụng sáng kến Trang 02 Sự cân thiết phải áp dụng sáng kiến ——=- Trang 03 Nội dụng sáng kiến Trang 03 —— — "=—ố SỔ 3.1 Cơ sở lý thyết cho toán truyền tải điện - Trang 03 3.1.1 Cơng suất hao phí đường dây truyền tal ~ Trang 03 3.1.2 Phương án giảm cơng suất hao phí - Trang 03 3.2 Kỹ thuật cột cho toán truyền tải điện xa trường hợp công suất nguồn phat khéng doi (P=const) — - Trang 04 3.2.1 Các dạng tốn áp dụng phương pháp Trang 04 3.2.2 Các toán mnhhọa_ V, Hiệu đạt dược ——¬ Đn'-=trrrrirrree Trang 12 VI Mire dO anh hwong —=—— VIL Kétluan Tài liệu thạm khảo Trang 05 T—=ïrrerreeeeeee Trang 13 Trang 13 i Ố Trang 14 Trang | SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const SO GIAO DUC VA DAO TAO TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc An Giang, 15 thang 02 nam 2019 BAO CAO Kết thực sáng kiến, cải tiễn, giải pháp kỹ thuật, quản lý, tác nghiệp, ứng dụng tiễn kỹ thuật nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng I So luge ly lich tac gia: - Ho va ten: DO LE QUOC LAP Nam, nit: NAM - Ngay thang nam sinh: 06/03/1989 - Nơi thường trú: Kiến An, Chợ Mới, An Giang - Don vi cong tac: Truong THPT Chu Van An - Chức vụ nay: - Lĩnh vực công tác: Giáo viên dạy lớp H Tên sáng kiến: KỸ THUẬT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const LII Lĩnh vực: Vật lí IV- Mục đích yêu cầu sáng kiến: Thực trạng ban dau trước áp dụng sáng kiến Vật lí phố thơng có vai trị quan trọng việc hình thành phát triển tư học sinh Trong trình dạy học, giáo viên phải đặt mục đích chung lớn giúp học sinh nắm kiến thức bản, hình thành phương pháp, kỹ kỹ xảo giúp học sinh nắm kiến thức cách thật øọn nhẹ đủ Ở chương dòng điện xoay chiều chương quan trọng chương trình vật lí 12 chương có nhiều kiến thức, công thức mà học sinh cần năm Trong chuyên đề “Truyền tải điện xa”, hệ thống cơng thức khó nhớ, hệ thống số liệu toán nhiễu việc giải toán thường phải qua nhiều bước khiến học sinh dễ bối gặp dạng toán nảy Trang SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const Sự cân thiết phải áp dụng sáng kiến Trước khó khăn mặt năm kiến thức, quản lý số liệu làm tập chuyên đề “Truyền tải điện xa” muốn giải áp lực thời gian kiểm tra, đặc biệt thi kỳ thi THPT Quốc gia, “KỸ THUẬT COT CHO BAI TOÁN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const’ phan nao gitp hoc sinh cé cai nhìn đơn giản dạng toán này, đồng thời giải toán cách nhanh gon, tiết kiệm thời gian Nội dung sáng kiến (Tiến trình thực hiện, thời gian thực hiện, biện pháp tô chức ) 3.1 Cơ sở lý thyết cho tốn truyền tải điện 3.1.1.Cơng suất hao phí đường dây truyền tải +Cơng suất cân truyền tải điện P = Uleoso Nha R/2 Re may điện (1U) Upnat [—? =P AP=IR {ar Upnat = U Noi Ry —- IR tiéu thu Pr = Popnat - AP Un = Upnar - AU Trong P cơng suất phát từ nhà máy, U điện áp hiệu dụng hai cực máy phát, I cường độ dòng điện dây dẫn truyền tải, cosọ hệ số công suất (thường cos = 1) +Đặt AP = PR công suất hao phí đường dây, P l)—I=————>AP= Ucoso 02 Pp) Ucosø jr = PˆR U cos”ø với R điện trở đường dây Vậy: Nếu tăng điện áp nơi phát lên n lần cơng suất hao phí giảm nŸ lần 3.1.2.Phương án giảm cơng suất hao phí - Phương án I : Giảm R +Do R = D$ nên để giảm R cần phải tăng tiết diện S dây dẫn Phương án không khả thi tốn kinh tế - Phương án : Tăng U Trang SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const +Bang cach sir dung may bién 4p, tang dién ap U trc trun tai cơng suất tỏa nhiệt đường dây hạn chế Phương án khả thi hon vi tốn kém, thường sử dụng thực tế Chú ý: A abe ate ATA ae A aR C , ta S2 Ay Sửa HÀ * Cơng thức tính điện trở dây dân R = PS: Trong p (Ó.m) điện trở suât dây dẫn, t chiều dài dây, S tiết diện dây dẫn * Cơng suất tỏa nhiệt cơng suất hao phí đường dây, phần cơng suất hữu Prˆ ích sử dung duge 1a Peo ich = P - AP = P—————_R (U COS 9) N42 TA QUÁ m A pee gen gy Psion _ P—AP Từ hiệu suất trình truyên tải điện H = ““ = = | P AP -— P * Sơ đồ truyén tải điện thông thường (với cosọ = ]) Nhà máy A P hat điện AP~0_ Trạm tăng áp (MBAlý tuo U, I, AP ng) Trạm hạ áp - Công - Công suất P suất P' AP ~ Nơi tiêu thu - Công suất P' 3.2 Kỹ thuật cột cho toán truyền tải điện xa trường hợp công suất nguồn phát không đổi (P = const) 3.2.1 Các dạng tốn áp dụng phương pháp - Bài tốn nói đến thay đổi hiệu điện U truyền tải công suất nơi tiêu thụ P'ˆ - Tuy nhiên ta bỏ qua đối tượng quan trọng toán cơng suất ? hao phí AP=|—“—| R=— “— Ucos0 Uˆ cos“ ø - Điều kiện tốn cơng suất nguồn phát không đổi (P=const) => Ta đơi tượng tốn, biêu diễn bảng gơm cột, sơ dịng tương ứng với số lượng tình huồng thay đổi tốn Trang SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const 3.2.2 Cac bai toan minh họa Bài Điện từ trạm phát điện đưa đến khu tái định cư băng đường dây truyên tải pha Cho biết, điện áp đầu truyền tăng từ U lên 2U số hộ dân trạm cung cấp đủ điện từ 120 lên 144 Cho chí tính hao phí đường dây, cơng suất tiêu thụ hộ dân nhau, công suất trạm phát không đổi hệ số công suất trường hợp Nếu điện áp truyền 4U trạm phát cung cấp điện đủ cho A 168 hộ dân B 150 hộ dân C 504 hộ dân D 192 hộ dân CÁCH GIẢI THƠNG THƯỜNG Đáp án D Gọi cơng suất phát P, cơng suất hộ gia đình Pọ : cơng suất hao phí trường Ta biết : ø =7.R Khi U tăng lần I giảm bầy nhiêu lần (theo cơng thức máy biến áp) PP Nên Ư' =2U =>]! =1 => P,, -_-E_- _* U" =4U =>rm=lr => 2° Py _ _ 4 B 16 ta co P- Hy =120R, > P-H„ =144P = Ty PT =144T, => D„ =32R,:P= (120 +32), P,, 32P P- P= P-—* = (120 +32), -— > = 150F, CACH GIAI KHI DUNG KY THUAT COT Với phương pháp ta cần chuẩn hóa số đại lương sau: - Cơng suất tồn phần P tương ứng với tơng số hộ dân cung cấp đủ điện theo lý thuyết Trang SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const - Công suất tiêu thụ P° tương ứng với số hộ dân cung cấp đủ điện thực tế - Cơng suất hao phí AP tương ứng với số hộ khơng cung cấp đủ điện hao phí điện - Goi x cơng suất hao phí điện áp đường truyền U, lúc dịng cột P’ = 120 Cơng suất nguồn phát P = Pˆ° + AP = 120 + x Ta có bảng cột sau: P (công suất U (điện áp AP (công P’ (cong ngn phát) đường suất hao phí) suất tiêu thụ) (const) day) 120+x U x 120 - Trường hợp thứ hai điện áp đường dây 2U, lúc cơng suất hao phí x , ` x AP= = (do AP ~ g2): Công suất nguồn phát P= Pˆ + AP = 144+~ Lưu ý: AP ~ ự2 Bảng cột lúc P (const) U AP P’ (công suất (điện áp (công suất (công suất nguôn phát) đường dây) hao phí) tiêu thụ) 120+x U x 120 2U xx 144 la x 4 Trang SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const - Trường hợp thứ ba, điện áp đường dây 4U, lúc cơng suất hao phí AP= —.16 Bang cột lúc sé P (const) U AP P’ (công suất (điện áp (công suất (cơng suất ngn phát) đường dây) hao phí) tiêu thụ) 120+x U x 120 144+ =4 2U x 144 4U x - Do công suất nguôn phát không đối; từ bảng ta được: 120+x= 144 +7 => x= 32 Cơng suất hao phí trường hợp thứ ba: AP= -—= 16 Công suất nguồn phát P = 120 + 32 = 152 Vậy số hộ dân cần tìm trường hợp thứ ba tương ứng với P° =P - AP = 152— = 150 hộ dan Dap an D Bài Điện truyền xa với công suất không đổi P hiệu điện U = 4KV, hiệu suất trình truyền tải 80% Đề hiệu suất trình truyền tải đạt 95% phải tăng hiệu điện lên đến giá trị A 8KV B 12KV C.4.5KV D 2KV CACH GIAI THONG THUONG Trang SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const — PỊ-AP1 _—_ AP1 Be PỊR PỊR costo PzR PR Rp costes > SE Tuong tu _ P2-APz , APz2_ == Hạ , Lay = Pp P (1 U Ufcos2@; =>1-H= Ufcos2@; (2) 1-H ta duoc: ——— (2) Uy 1-H; Thay s6 ta duoc U2 = 8KV Dap an A HUONG DAN GIAI THEO KY THUAT COT - Bài nói đền hiệu suât nên ta chuân hóa cột P 100 tương ứng với hiệu suât 100% nguồn phát - Cột Pˆ chuẩn hóa theo hiệu suất mà đề nói đến - Ta có bảng sau: P (const) U AP P’ (cơng suất (điện áp (công suất (công nguôn phát) đường dây) hao phí) suất tiêu thụ) 100 1000 4KV > | U A d ung: AP ~ , dé€ laplap ( Ulti So: 1) 100 — 80 = 20 80 100—95=5 95 AP — Ễ ta a đ duoc kết Ket quaa th theo be Dang Sau: Trang SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const P (const) U AP P’ (công suất (điện áp (cơng suất (cơng suất ngn phát) đường hao phí) tiêu thụ) 100 — 80 = 80 dây) 100 4KV 20 1000 SKV 100-95 =5 95 Dap an A Bai Bang mot duong day truyén tải, điện từ nhà máy phát điện có cơng suất khơng đối đưa đến xưởng sản xuất Nếu nhà máy điện, dùng máy biến áp có tỉ số vịng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp nơi sử dụng đủ cung cấp 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 điện cho 95 máy hoạt động Nếu đặt xưởng sản xuất nhà máy điện cung cấp đủ điện tiêu thụ cho máy? A 90 B 100 Œ 115 D 105 HƯỚNG DÂN GIẢI THEO KỸ THUAT COT - Chuẩn hóa đại lượng P Pˆ tương ứng số máy hoạt động theo lý thuyết theo tính tốn thực tế - Khi đặt xưởng sản xuất nhà máy điện cơng suất hao phí coi - Ta có bảng sau Trang SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const P (const) U AP P’ (cơng suất (cơng suất tiêu đường dây) hao phí) thụ) 80+x 5U x 80 9542x 10U +x 95 P=P U (công suất | (điện áp nguôn phát) | Do công suât nguôn phát không đôi, ta được: 80+x = 95 + => x = 20 => P= 80 + 20 = 100 may Vay sỐ máy hoạt động xưởng sản xuất đặt nhà máy phát điện 100 máy Đáp án B Bài Bang đường dây truyền tải pha, điện từ nhà máy điện nhỏ đưa đến khu tái định cư Các kỹ sư tính tốn rằng, tăng điện áp từ U lên 3U số hộ dân nhà máy cung cấp đủ điện tăng từ 25 lên 225 Biết có hao phí đường dây đáng kể, hộ dân tiêu thụ điện Nếu điện áp truyền 5U nhà máy cung cấp đủ cho A 241 hộ dân B 265 hộ dân Œ 313 hộ dân D 205 hộ dân HUONG DAN GIAI THEO KY THUAT COT - Chuan héa dai luong P va P’ tuong ứng số hộ dân cung cấp đủ điện theo lý thuyết theo tính tốn thực tế - Ta có bảng sau: Trang 10 SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG PBI XA KHI P = const P (const) U AP P'ˆ (công suất (điện áp (công suất (công suât tiêu đường dây) hao phí) thụ) U x 25 3U xX 225 5U x ngn phát) | 25+x 22s, x 25 Do công suât nguồn phát không đôi, ta được: 25+x = 225 + => x= 225 225 P =250 => P’ = 250 - To = 241 ho dan P (const) U AP P’ (công suất (điện áp (công suất (công suất tiêu nguôn phát) đường hao phí) thụ) dây) 25+x U x 25 995 4%x 3U “x 225 25 + 225 _= 250 5U ax 25 250_22° -241 25 Dap an A Trang 11 SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const Bài (Trích câu 37 — đề minh họa THPT QG 2019) Điện truyền từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ băng đường dây tải điện pha Đề giảm hao phí đường dây người ta tăng điện áp nơi truyền máy tăng áp lí tưởng có tỉ sơ số vòng dây cuộn thứ cấp số vòng dây cuộn sơ cấp & Biết công suất nhà máy điện không đồi, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ câp không đôi.hệ sô công suât mach điện băng Khi & = 10 cơng suất hao phí đường dây băng 10% cơng suất nơi tiêu thụ Để cơng st hao phí đường dây 5% công suất nơi tiêu thụ & phải có giá trị A 19,1 B 13,8 Œ 15,0 D 5,0 HUGNG DAN GIAI THEO KY THUAT COT - Theo dé ta duoc: AP =0.1P' ; AP, =0.05P,'; U1 = 10U; U2 = kU - Ta có bảng sau: P (const) U P 10U AP P’ p-loAp= | 10AR 11 P k.U P—10AP, - 20AP, > „ Ap dung: AP ~ — de lap ti số: (n2) AAA > A, U1 — APa AP ta duoc két qua k = 13,8 Đáp án B V, Hiệu đạt được: Những điểm khác biệt trước sau áp dụng sáng kiến: - Sang kiến giúp rút ngăn thời gian giải tập truyền tải điện — vấn đề lớn hình thức thi trắc nghiệm - Giúp học sinh quản lý số liệu toán chặt hơn, tránh bước giải lan man - Có áp dụng để giải tốn trắc nghiệm kề trình bày theo kiểu tự luận Lợi ích thu sáng kiến áp dụng: Sáng kiến giúp việc nhìn nhận tốn vân đề “Truyền tải điện năng” trở nên đơn giản hơn, giải qut tốn khơng phải nhớ Trang 12 SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const nhiều công thức qua nhiều bước ruom Hau hét học sinh tiếp cận phương pháp sáng kiến giải tương tự VI Mức độ ảnh hưởng: Khả áp dụng giải pháp: Sáng kiến áp dụng rộng rãi tất đối tượng học sinh lớp I2 học qua kiến thức truyền tải điện VI Kết luận Hiện đề thi, đặc biệt đề thi THPT quốc gia, tập vật lí chiếm ưu thế, địi hỏi người học phải có cách nhìn nhận tốn, kĩ xử lý tốn cách chun nghiệp Do việc hướng dẫn học sinh phân loại nắm vững phương pháp làm tốt tập việc cần thiết với giáo viên đường rút ngắn học sinh trường đại học “KỸ THUẬT CỘT CHO BÀI TOÁN TRUYÊN TẢI ĐIỆN NANG DI XA KHI P = consf” sáng kiến nhỏ phan giúp học sinh có nhìn đơn giản toán truyền tải điện xa giải toán nhanh, gọn hơn, tiết kiệm nhiều thời gian Trong tương lai, mở rộng dé tài nhăm hướng tới cách giải tông quát hơn, áp dụng nhiều dạng tập cho chuyên đê ““Iruyên tải điện di xa” Tôi cam đoan nội dung báo cáo thật Xác nhận đơn vị áp dụng sáng kiến Người viễt sáng kiến Đỗ Lê Quốc Lập Trang 13 SKKN - KY THUAT COT CHO BAI TOAN TRUYEN TAI DIEN NANG DI XA KHI P = const TAI LIEU THAM KHAO - Thay Vũ Ngọc Anh (2016) Tài liệu 6n thi THPT QG 2018 < https://www.thayvungocanh.vn/> - Nguyễn Khắc Thu - Trần Đình Chiến - Ngơ Thị Nhật - Nguyễn Ngọc Anh - Nguyễn Xuân - Trần Đình Vũ - Lê Vân Anh (2014) Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn vật lí, nhà xuât Đại học quôc gia Hà Nội Trang 14 ... ta co P- Hy =1 20R, > P- H„ = 144 P = Ty PT = 144 T, => D„ =3 2R, :P= (120 +32), P, , 3 2P P- P= P- —* = (120 +32), -— > = 150F, CACH GIAI KHI DUNG KY THUAT COT Với phương ph? ?p ta cần chuẩn hóa số đại lương... duge 1a Peo ich = P - AP = P? ??————_R (U COS 9) N42 TA QUÁ m A pee gen gy Psion _ P? ??AP Từ hiệu suất trình truyên tải đi? ??n H = ““ = = | P AP -— P * Sơ đồ truyén tải đi? ??n thông thường (với cosọ = ])... hao phí x , ` x AP= = (do AP ~ g2): Công suất nguồn phát P= P? ? + AP = 144 +~ Lưu ý: AP ~ ự2 Bảng cột lúc P (const) U AP P? ?? (công suất (đi? ??n ? ?p (công suất (công suất nguôn phát) đường dây) hao phí)