Giải bài tập SGK Vật lý 9 Bài 36: Truyền tải điện năng đi xa

Từ công thức (3) SGK có thể suy ra khi truyền tải một công suất điện P xác định mà muốn giảm hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây thì có thể có những cách nào?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Công suất hao phí do toả nhiệt: P_hp=R.P²/U²

Hướng dẫn giải

Muốn giảm hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện ta có thể giảm điện trở R hoặc tăng hiệu điện thế U.

Muốn giảm điện trở của dây dẫn thì phải dùng dây dẫn có kích thước như thế nào ? Giảm công suất hao phí bằng cách giảm điện trở của dây tải điện thì có gì bất lợi?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm:  Điện trở của dây dẫn: R=ρl/S

Hướng dẫn giải

• Ta có công thức điện trở của dây dẫn: \(R = \rho \frac{l}{S}\)
• Chất làm dây đã chọn trước và chiều dài dây không đổi. Vậy muốn giảm R ta phải tăng S. Tức là dùng dây dẫn có tiết diện lớn. Khi đó dây có khối lượng lớn, nặng, đắt tiền, dễ gãy, phải có hệ thống cột điện lớn. Tổn phí để tăng tiết diện S của dây còn lớn hơn giá trị điện năng bị hao phí.

Nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây thì có lợi gì? Muốn vậy chúng ta phải làm gì?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Công suất hao phí do toả nhiệt: P_hp=RP²/U²

Hướng dẫn giải

• Công thức tính công suất hao phí: \({P_{hp}} = \frac{{R{P^2}}}{{{U^2}}}\)
• Nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây thì công suất hao phí sẽ giảm đi rất nhiều, vì nó tỉ lệ nghịch với U². Muốn vậy chúng ta phải chế tạo được các máy tăng hiệu điện thế.

Cùng một công suất P được tải đi trên cùng một dây dẫn. Hãy so sánh công suất hao phí khi dùng hiệu điện thế 500 000V với khi dùng hiệu điện thế 100000V.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Công suất hao phí do toả nhiệt: P_hp=RP²/U²

Hướng dẫn giải

Từ công thức  ta thấy rằng, nếu hiệu điện thế tăng  lần thì công suất hao phí giảm được 5² = 25 lần (vì P_hp tỉ lệ nghịch với U²)

Hãy trả lời câu hỏi nêu ra ở đầu bài học. (Tại sao lại phải xây dựng đường dây cao thế vừa tốn kém vừa nguy hiểm?)

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện thì tốt nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây

Hướng dẫn giải

Phải xây dựng đường dây cao thế vì để giảm hao phí khi truyền tải điện năng bằng dây dẫn, nếu không xây dựng đường dây cao thế thì phải làm dây dẫn có kích thước lớn  và điện trở suất nhỏ, gây tốn kém kinh tế.