Câu hỏi:
2 năm trước

Điện năng được truyền từ đường dây điện một pha có điện áp hiệu dụng ổn định \(220{\rm{ }}V\)vào nhà một hộ dân bằng đường dây tải điện có chất lượng kém. Trong nhà của hộ dân này, dùng một máy biến áp lí tưởng để duy trì điện áp hiệu dụng ở đầu ra luôn là \(220{\rm{ }}V\)(gọi là máy ổn áp). Máy ổn áp này chỉ hoạt động khi điện áp hiệu dụng ở đầu vào lớn hơn \(110{\rm{ }}V\). Tính toán cho thấy, nếu công suất sử dụng điện trong nhà là \(1,1{\rm{ }}kW\) thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở đầu ra và điện áp hiệu dụng ở đầu vào (tỉ số tăng áp) của máy ổn áp là\(1,1\) . Coi điện áp và cường độ dòng điện luôn cùng pha. Nếu công suất sử dụng điện trong nhà là \(2,2kW\) thì tỉ số tăng áp của máy ổn áp bằng:

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: d

Gọi điện áp từ dây điện là \({U_0}\) , điện áp đầu vào và đầu ra máy ổn áp lần lượt là \({U_1}\) và \({U_2}\).

Theo đề bài ta có: \({U_0} = {\text{ }}{U_2} = 220\left( V \right)\) và không thay đổi.

Công suất trong nhà là công suất đầu ra ổn áp, hơn nữa do máy ổn áp lí tưởng nên \({P_1} = {\rm{ }}{P_2} = {\rm{ }}{P_{nha}}\)

Ta có \({P_{nha}} = {\rm{ }}{P_1} = {\rm{ }}{U_1}I{\rm{ }} = \dfrac{{{U_2}I}}{k} = \dfrac{{220I}}{k}\) trong đó \(I\) là dòng điện chạy trên dây tải điện

Mặt khác \(I = \dfrac{{{U_0} - {U_1}}}{R} = \dfrac{{200}}{R} = \dfrac{{220 - \dfrac{{200}}{R}}}{R} = \dfrac{{220(k - 1)}}{{kR}}\) nên thay vào ta được

\({P_{nha}} = \dfrac{{{{220}^2}(k - 1)}}{{{k^2}R}}\) (Với $R$ là điện trở dây tải điện có giá trị không đổi)

Khi \({P_{nha}} = 1,1{\rm{ }}kW\) thì \(k{\rm{ }} = {\rm{ }}{k_1} = 1,1\) và khi  thì \(k{\rm{ }} = {\rm{ }}{k_2}\) ta có tỷ số:

$\begin{array}{l}\dfrac{{{k_2} - 1}}{{{k_1} - 1}}.\dfrac{{k_1^2}}{{k_2^2}} = 2 \Leftrightarrow \dfrac{{{k_2} - 1}}{{k_2^2}} = \dfrac{{20}}{{121}}\\ \Leftrightarrow 20k_2^2 - 121{k_2} + 121 = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{k_2} = 4,78\\{k_2} = 1,26\end{array} \right.\end{array}$

Bởi \({U_1} = \dfrac{{220}}{k} > 110(V) =  > k < 2\)

=> Giá trị \({k_2} = {\rm{ }}4,78\) bị loại

Hướng dẫn giải:

- Sử dụng lí thuyết về truyền tải điện năng đi xa

- Sử dụng công thức của máy biến áp

Câu hỏi khác