C. 160 Ω D 157 Ω.
BÀI 5: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Điện năng được truyền tải từ nơi phát đến nơi tiêu thụ được biểu diễn như sơ đồ hình vẽ. Khi đó, ta có phương trình truyền tải điện năng
tt
P ΔP P
Trong đó:
o P và công suất điện nơi phát.
o ΔP là hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây. o Pttlà công suất nơi tiêu thụ.
Nếu Utt là điện áp hiệu dụng ở hai đầu nơi tiêu thụ, khi đó điện áp U được xác định bởi biểu thức
tt
U ΔU U , ΔU IR được gọi là độ giảm thế trên đường dây.
→ Nếu nơi tiêu thụ mạch chỉ thuần điện trở thì khi đó cả U và Utt đều cùng pha so với dòng điện
→ UΔU U tt.
+ Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng
tt P P P P H 1 P P P Δ Δ B. CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH
Dạng 1: Hao phí trên đường dây truyền tải và cách làm giảm hao phí
Phương pháp giải:
Trong quá trình truyền tải điện năng, một phần năng lượng mất đi do tỏa nhiệt trên đường dây. Công suất tỏa nhiệt trên đường dây được tính theo định luật Jun – Len – xơ:
22 2 2 2 P r P I r U cos Δ φ
→ Hao phí trên đường dây truyền tải tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp truyền đi, do đó trong thực thế để giảm hao phí truyền tải người ta thường sử dụng máy tăng áp để tăng điện áp trước khi truyền đi.
Nếu đường dây truyền tải có chiều dài l, tiết diện S và vật liệu làm dây có điện trở suất ρ , khi đó điện trở của đường dây được xác định bằng biểu thức r l
S
ρ . Để đơn giản cho bài toán truyền tải điện năng, thông thường người ta chọn cosφ1. Ta có thể viết lại biểu thức hao phí truyền tải
22 2 2 P l P I r U S ρ Δ
→ Về mặt lý thuyết, ta có thể tăng tiết diện của dây dẫn để giảm hao phí của quá trình truyền tải.
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: (Quốc gia – 2017) Điện năng được truyền từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Biết công suất truyền đi không đổi và coi hệ số công suất của mạch điện bằng 1. Để công suất hao phí trên đường dây truyền tải giảm n lần (n 1 ) thì phải điều chỉnh điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện