Truyền tải điện năng đi xa

Công suất hao phí: \(\Delta P = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}} \Rightarrow \Delta P \sim R\)

Ta có : \(R = \dfrac{{\rho l}}{S} \Rightarrow R \sim l\)

\( \Rightarrow \) Khi chiều dài đường dây tải điện tăng gấp đôi thì R tăng gấp đôi.

\( \Rightarrow \Delta P\) tăng hai lần.

Công suất hao phí: \({P_{hp}} = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}} \Rightarrow {P_{hp}} \sim \dfrac{1}{{{U^2}}}\)

\( \Rightarrow \) Khi U tăng 10 lần thì công suất hao phí giảm 100 lần.

Công suất hao phí: \(\Delta P = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}} \Rightarrow \Delta P \sim R\)

Ta có : \(R = \dfrac{{\rho l}}{S} \Rightarrow R \sim l\)

\( \Rightarrow \) Khi chiều dài đường dây tải điện tăng gấp ba thì R tăng gấp ba.

\( \Rightarrow \Delta P\) tăng ba lần.

Ta có : \({P_{hp}} = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}} \Rightarrow {U^2} = \dfrac{{{P^2}R}}{{{P_{hp}}}} = \dfrac{{{{10000}^2}.9}}{{2500}} = 360\,000 \Rightarrow U = 600V\)

Cứ 1km có điện trở 0,2W.

→ Điện trở của 10km dây dẫn là: \(R = 10.0,2 = 2\Omega \)

Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây:

\({P_{hp}} = {I^2}R = {200^2}.2 = 80000W\)

Ta có : \({P_{hp}} = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}} \Rightarrow {U^2} = \dfrac{{{P^2}R}}{{{P_{hp}}}} = \dfrac{{{{10000}^2}.9}}{{2500}} = 360\,000 \Rightarrow U = 600V\)

Cứ 1km có điện trở 0,2W.

→ Điện trở của 10km dây dẫn là: \(R = 10.0,2 = 2\Omega \)

Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây:

\({P_{hp}} = {I^2}R = {200^2}.2 = 80000W\)

Ta có công suất hao phí trên đường dây tải điện: \({P_{hp}} = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}}\)

Khi U càng lớn thì công suất hao phí càng nhỏ.

Công suất hao phí trên đường truyền:

\(\dfrac{{{P_{hp}}}}{P} = 1 - H \Rightarrow {P_{hp}} = \left( {1 - H} \right)P = 0,1P = 0,1.100000 = 10000kW\)

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{P_{hp}} = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}}\\R = \dfrac{{\rho l}}{S}\end{array} \right. \Rightarrow {P_{hp}} = \dfrac{{{P^2}}}{{{U^2}}}.\dfrac{{\rho l}}{S} \Rightarrow {P_{hp}} \sim l\)

→ Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tải điện không đổi mà dây dẫn có chiều dài giảm đi 4 lần thì hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây sẽ  giảm đi 4 lần.

Khi truyền tải điện năng đi xa, điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây đã chuyển hoá thành nhiệt năng.

A, C, D - sai vì: Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây

B - đúng

Công suất của dòng điện: \(P = UI\)

Công suất tỏa nhiệt (hao phí): \({P_{hp}} = {I^2}R = \frac{{{P^2}R}}{{{U^2}}}\)

Công suất tỏa nhiệt (hao phí): \({P_{hp}} = {I^2}R = \frac{{{P^2}R}}{{{U^2}}}\)

=>Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn

Để giảm hao phí trên đường dây truyền tải điện năng đi xa ta có các phương án:

+ Giảm điện trở R của đường dây tải điện

• Tăng tiết diện dây dẫn (tốn kém)
• Chọn dây có điện trở suất nhỏ (tốn kém)

+ Tăng hiệu điện thế (thường dùng)

Biện pháp giảm điện trở của đường dây tải điện gây tốn kém vì: Giảm \(R\) của dây tải điện thì phải tăng tiết diện dây dẫn tức là phải dùng dây có kích thước lớn dẫn đến trụ cột chống đỡ dây cũng phải lớn nên gây tốn kém

Khi truyền tải điện năng đi xa phương án làm giảm hao phí hữu hiệu nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn bằng các máy biến thế

Gọi \({P_1}\) là công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi hiệu điện thế là \({U_1} = 500000V\)

\({P_2}\) là công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện khi hiệu điện thế là \({U_2} = 100000V\)

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{P_1} = \dfrac{{{P^2}R}}{{U_1^2}}\\{P_2} = \dfrac{{{P^2}R}}{{U_2^2}}\end{array} \right. \to \dfrac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \dfrac{{U_2^2}}{{U_1^2}} = \dfrac{{{{100000}^2}}}{{{{500000}^2}}} = \dfrac{1}{{25}}\)

Ta có:

+ Điện trở của dây dẫn được tính bởi công thức: \(R = \rho \frac{l}{S}\)

+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện: \({P_{hp}} = \frac{{{P^2}R}}{{{U^2}}}\)

=> Khi đường dây tải điện dài gấp đôi \(l' = 2l\) thì điện trở của dây dẫn tăng lên hai lần: \(R' = 2{\rm{R}}\)

=> Công suất hao phí cũng tăng lên 2 lần