Công thức tính công suất hao phí? Là công thức giúp bạn biết được công suất toả nhiệt. Khi quá trình vận hành một phần nhiệt làm dây dẫn nóng lên và làm cho điện trở thay đổi.
Công thức: Php = [R.P2]/ U2
Trong đó:
Php là công suất hao phí
P là công suất
R là điện trở dòng điện
U là hiệu điện thế
Công suất hao phí là gì?
Công suất hao phí là công suất toả nhiệt trong quá trình vận hành của một phần nhiệt làm dây nóng lên và làm thay đổi điện trở.
Hao phí điện năng trên đường truyền
Tại sao có hao phí?
Truyền tải điện năng bằng dây dẫn nên dây có điện trở
Dòng điện chạy trong dây dẫn sẽ làm dây dẫn tỏa nhiệt
Hao phí trên đường truyền là hao phí tỏa nhiệt trên đường dây
Tính điện năng hao phí
Mỗi máy phát điện, nhà máy điện có công suất P xác định: P = U.I
Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây
Như vậy, công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường truyền tỉ lệ với bình phương công suất cần truyền và điện trở của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây.
Cách làm giảm hao phí
Từ công thức: để giảm công suất hao phí có hai phương án là giảm R hoặc tăng U
Giảm R
Vì công thức tính điện trở nên trên đường truyền chiều dài l của dây dẫn là xác định. Do đó, để giảm R thì có thể:
Giảm r bằng cách sử dụng dây dẫn có khả năng dẫn điện tốt hơn Þ tăng giá thành chế tạo
Tăng S bằng cách sử dụng dây to hơn Þ tăng khối lượng dây và cột đỡ Þ tăng giá thành chế tạo
Như vậy, khi giảm R đi k lần thì Php giảm k lần
Tăng U
Theo công thức khi tăng U lên k lần thì Php giảm k2 lần
Vì vậy hiệu quả giảm hao phí sẽ tốt hơn so với phương án giảm R, do đó cần chế tạo ra thiết bị có thể tăng U – gọi là máy tăng thế.
Căn cứ vào các phân tích ở trên thì phương án tăng U có nhiều ưu điểm hơn
Phương án truyền tải điện năng đi xa
Phương án
Tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải bằng máy tăng thế
Xây dựng hệ thống đường dây điện cao thế [110kV-500kV], trung thế [11kV-35kV], hạ thế [220V-380V] gồm: cột điện, dây dẫn, ….
Ưu điểm:
Giảm hao phí trên đường truyền, đáp ứng yêu cầu truyền tải điện năng
Nhược điểm:
Khi sử dụng hệ thống điện cao thế, trung thế cần tuân thủ nghiêm các quy định an toàn tránh gây mất an toàn về điện
Điện trở công suất
Điện trở của mạch điện sẽ tạo ra một lượng nhiệt năng lớn, chúng được cấu tạo từ các vật liệu chịu nhiệt. Điện trở này thường có công suất 1W, 2W, 5W hoặc 10W.
Cách tính công suất tiêu thụ của điện trở như sau: P = U.I = U2/R = I2.R
Dựa vào công thức tính toán trên ta có thể thấy rằng công suất tiêu thụ của điện trở phụ thuộc vào dòng điện đi qua điện trở và điện áp trên hai đầu điện trở. Công suất này có thể tính được trước khi lắp điện trở vào mạch và người dùng nên chú ý công suất của điện trở trước khi mắc mạch điện.
Công suất hao phí chính là công suất tỏa nhiệt, trong quá trình vận hành một phần nhiệt làm dây dẫn nóng lên và làm cho điện trở thay đổi.
Công thức tính: Q = I2R= U2/ R
Trong đó:
Q: là công suất tỏa nhiệt
I: là cường độ dòng điện
R: là điện trở
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Học sinh cần nhớ và nắm được các công thức tính hao phí khi truyền tải điện năng, hiệu suất truyền tải điện năng.
1. Hao phí truyền tải
- Công suất hao phí
Quảng cáo
2. Hiệu suất truyền tải điện năng
Hiệu suất truyền tải điện năng:
Ví dụ 1 : Điện năng ở trạm phát điện được truyền tới khu tiêu thụ. Công suất của dòng điện tại trạm phát điện là 150kW. Hiệu số chỉ của công to điện nơi phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch 360 kWh. Hiệu suất của quá trinh tải điện là:
A. 80% B. 85% C. 87% D. 90%
Hướng dẫn giải:
Công suất hao phí Php = 360/24 = 15 [kW]
Hiệu suất của quá trình tải điện
Quảng cáo
Ví dụ 2 : Một trạm điện truyền đi dòng điện có công suất 120kW bằng hiệu điện thế là 5kV đến một khu dân cư cách đó 10km. Biết dây dẫn được sử dụng có điện trở mỗi km là 1,4Ω. Tính hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng.
Hướng dẫn giải:
Điện trở toàn dây dẫn là: 10.1,4 = 14 [Ω]
Công suất hao phí trên đường dây là:
Hiệu suất truyền tải điện năng:
Ví dụ 3 : Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều từ tram phát điện cách nơi tiêu thu 10km bằng dây dẫn kim loại có điên trở suất p = 2,5.10-8 Ωm, tiết diện 0,4cm2 Điện áp và công suất ở trạm là 10kV và 500kW. Hiệu suất của của quá trình truyền tải điện là bao nhiêu?
Quảng cáo
Hướng dẫn giải:
Điện trở dây dẫn:
Gọi Php là công suất hao phí trên đường dây.
Công suất hao phí trên đường dây là:
Hiệu suất truyền tải điện năng
Đs: 96,875%
Câu 1: Một nhà máy điện sinh ra một công suất 1MW và cần truyền tải đến nơi tiêu thụ. Biết hiệu suất truyền tải là 90%. Công suất hao phí trên đường truyền là:
A. 100kW B. 300kW C. 600kW D. 900kW
Đáp án A
Hiệu suất truyền tải điện năng:
Công suất hao phí
Php = 1000000 – 0,9.1000000 = 100000 [W] = 100 [kW]
Câu 2: Điện năng ở một trạm phát điện có công suất truyền đi 400kW được truyền đi đến khu dân cư. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi tiêu thụ sau mỗi ngày đêm lệch nhau 360kWh. Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng là:
A. 96% B. 96,25% C. 96,5% D. 96,75%
Đáp án B
Công tơ điện ở trạm phát và nơi tiêu thụ chênh lệch nhau là do hao phí trong quá trình truyền tải.
Công suất hao phí: 360 : 24 = 15 [kW]
Hiệu suất truyền tải điện năng là:
Hiệu suất truyền tải điện năng
Câu 3: Người ta truyền tải dòng điện có công suất 1,5MW từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ cách đó 100km bằng dây dẫn kim loại có điện trở suất p = 1,7.10-8 Ωm, tiết diện 0,6cm2. Biết điện thế ở trạm là 50kV. Hiệu suất của của quá trình truyền tải điện là:
A. 87,6% B. 88,7% C. 89,4% D. 90,5%
Đáp án C
Điện trở dây dẫn:
Gọi Php là công suất hao phí trên đường dây.
Công suất hao phí trên đường dây là:
Hiệu suất truyền tải điện năng
Câu 4: Người ta truyền tải điện năng từ máy phát điện đến một động cơ điện bằng đường dây có điện trở 0,5Ω. Điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây là U = 220V, công suất điện tại máy phát là 5kW. Công suất điện đến động cơ điện và hiệu suất truyền tải là bao nhiêu?
A. 4657W, 93,14%
B. 4865W; 97,3%
C. 4532W; 90,64%
D. 4742W; 94,84%
Đáp án D
Công suất hao phí trên đường dây là:
Công suất điện truyền đến động cơ là:
Ptt = P – Php = 5000 – 258 = 4742 [W]
Hiệu suất truyền tải điện năng
Câu 5: Một máy phát điện gồm n tổ máy có cùng công suất P. Điện năng sản xuất ra được truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất H. Hỏi nếu khi chỉ còn một tổ máy thì hiệu suất H’ bằng bao nhiêu, [tính theo n và H]
Đáp án C
Hiệu suất: [1]
- Công suất hao phí
Công suất hao phí
Từ [1]; [2]; [3] và [4] ta có:
Câu 6 : Từ nhà máy phát điện người ta truyền công suất điện đến nơi tiêu thụ thì hiệu suất truyền tải điện năng là 50%. Nếu sử dụng máy biến thế có tỷ số k =5 để tăng điện thế truyền tải đồng thời tăng tiết diện dây dẫn lên thêm 2 lần thì hiệu suất điện truyền truyền tải là bao nhiêu?
Hao phí do tỏa nhiệt chiếm: 100% - 50% = 50% công suất nguồn điện
Công suất hao phí
Khi sử dụng máy biến thế thì điện áp truyền tải tăng lên 5 lần => hao phí do tỏa nhiệt giảm đi 25 lần
Tiết diện dây dẫn tăng thêm 2 lần thì điện trở giảm đi 2 lần => hao phí do tỏa nhiệt cũng giảm đi thêm 2 lần
→ Khi dùng máy biến thế đồng thời tăng tiết diện dây dẫn thì công suất hao phí giảm đi 10 lần
Công suất hao phí khi sử dụng máy biến thế và dây dẫn mới là: 50% : 10 = 5%
Hiệu suất truyền tải điện năng là: 100% – 5% = 95%
Câu 7 : Một máy phát điện xoay chiều truyền đi một công suất điện không đổi. Khi hiệu điện thế hai đầu đường dây là U thì hiệu suất truyền tải là 76%. Để hiệu suất truyền tải tăng thêm 20% thì hiệu điện thế hai đầu đường dây phải là bao nhiêu?
Gọi U’ là hiệu điện thế cần dùng để hiệu suất truyền tải tăng thêm 21%
Công suất hao phí khi sử dụng điện áp U là: 100% - 76% = 24%
Công suất hao phí khi sử dụng điện áp U’ là: 100% - 76% - 20% = 4%
Công suất hao phí khi dùng điện thế U’ giảm so với hiệu điện thế U là: 24% : 4% = 6 [lần]
Áp dụng công thức
→ Để công suất hao phí giảm 6 lần thì hiệu điện thế phải tăng lên √6 ≈ 2,4 lần
→ U’ = 2,4U
Vậy hiệu điện thế hai đầu dây là 2,4U
Câu 8 : Điện năng ở một trạm phát điện có công suất truyền đi 800kW được truyền đi đến khu dân cư. Ban đầu người ta sử dụng hiệu điện thế 10kV để truyền tải điện năng thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng là 92%. Để hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau không quá 400kWh thì điện thế truyền tải phải là bao nhiêu?
Công suất hao phí lúc ban đầu là:
[100% - 92%] . 800 = 64 [kW]
Để hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau không quá 400kWh thì công suất hao phí phải nhỏ hơn:
400 : 24 = 16,7 [kW]
So với lúc ban đầu thì công suất hao phí đã giảm đi: 64 : 16,7 = 3,8 [lần]
Để công suất hao phí tăn 3,8 lần thì điện thế truyền tải là:
10000.√3,8 = 19493,6 [V]
Đs: 19493,6V
Câu 9 : Một nhà máy phát điện gồm 2 tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là 70%. Hỏi khi một tổ máy ngừng hoạt động , tổ máy còn lại hoạt động bình thường thì hiệu suất truyền tải bây giờ là bao nhiêu?
Gọi H, H’ là hiệu suất truyền tải khi 2 tổ máy hoạt động và khi 1 tổ máy hoạt động
Hiệu suất:
- Công suất hao phí
Công suất hao phí
Từ [1]; [2]; [3] và [4] ta có:
Hiệu suất sau khi một tổ máy ngừng hoạt động là:
Đs: 85%
Câu 10 : Một nhà máy phát điện gồm 2 tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là 70%. Do nhu cầu ở nơi tiêu thụ tăng nên người ta phải lắp thêm 4 tổ máy có cùng công suất với 2 tổ máy trước vào nhà máy điện. Toàn bộ điện năng từ nhà máy được truyền tới nơi tiêu thụ bằng hiệu điện thế có giá trị gấp 4 lần lúc ban đầu. Hỏi hiệu suất truyền tải bây giờ là bao nhiêu?
Gọi H, H’ là hiệu suất truyền tải khi 2 tổ máy hoạt động và khi 6 tổ máy cùng hoạt động
Hiệu suất:
- Công suất hao phí
Công suất hao phí
Từ [1]; [2]; [3] và [4] ta có:
Hiệu suất sau khi một tổ máy ngừng hoạt động là:
Đs: 94,375%
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 9 có đáp án và lời giải chi tiết khác:
Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
- Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k7: fb.com/groups/hoctap2k7/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Loạt bài Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 9 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 9.
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.