Bài 2 trang 154 Tài liệu Dạy – học Vật lí 9 tập 1

Đề bài

Vì sao có sự hao phí điện năng khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn?

Gọi \(P\) là công suất điện cần truyền đi, U là hiệu điện thế đầu đường dây truyền tải điện, R là điện trở của đường dây tải điện, công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn là \({P_{hp}}\). Hãy viết công thức tính \({P_{hp}}\) theo \(P,R\) và U.

Để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện xoay chiều, biện pháp chủ yếu được sử dụng là gì? Theo biện pháp này, để điện năng hao phí giảm đi 100 lần, ta phải làm sao?

Khi truyền tải điện năng của dòng điện xoay chiều từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ, ta chỉ cần dùng máy biến thế tăng thế hay phải dùng cả máy tăng thế và máy hạ thế, vì sao?

Đường dây truyền tải điện Bắc – Nam của nước ta (hình H22.6) có hiệu điện thế là bao nhiêu, lớn gấp bao nhiêu lần so với hiệu điện thế trong mạng điện gia đình?

H22.6

Lời giải chi tiết

- Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn, một phần điện năng hao phí do tỏa nhiệt (vì dây dẫn cũng là điện trở).

- Công thức tính hao phí do tỏa nhiệt \({P_{hp}} = {{R.{P^2}} \over {{U^2}}}\)

- Để giảm hao phí điện năng thì biện pháp chủ yếu được sử dụng là tăng điện thế U đặt vào đầu đường dây tải điện.

- Theo biện pháp này để hao phí giảm 100 lần thì ta phải tăng hiệu điện thế U 10 lần.

- Khi truyền tải điện năng của dòng điện xoay chiều từ nhà máy phát đến nơi tiêu thụ ta cần dùng cả máy tăng thế và máy hạ thế. Máy tăng thế dùng để tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải và làm giảm hao phí. Khi dòng điện đưa đến nơi tiêu thụ, thì ta phải dùng máy hạ thế, giảm hiệu điện thế đến giá trị phù hợp với các thiết bị điện gia đình.

- Đường dây truyền tải điện Bắc – Nam của nước ta có hiệu điện thế là 500 kV = 500 000 V, còn hiệu điện thế mạng điện gia đình là 220V. Như vậy hiệu điện thế truyền tải lớn gấp \({{500\,000} \over {220}} = 2272\) lần.