CÂU HỎI
Câu 1 (trang 172 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Nêu đặc điểm của sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến áp.
Lời giải:
Điện áp tỉ lệ thuận với các vòng dây:
Nếu N2 > N1 thì U2 > U1, ta gọi máy biến áp là máy tăng áp. Nếu N2 < N1 thì U2 < U1 ta gọi máy biến áp là máy hạ áp.
Cường độ dòng điện tỷ lệ nghịch với điện áp:
Do đó, máy biến áp làm tăng điện áp lên bao nhiêu thì giảm cường độ dòng điện bấy nhiêu lần.
Câu 2 (trang 172 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Nêu các cách chủ yếu làm giảm điện năng hao phí:
a) Trong máy biến áp.
b) Trong truyền tải điện đi xa.
Lời giải:
a) Trong máy biến áp. Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên một lõi sắt kín. Lõi thường làm bằng các lá sắt hoặc thép pha silic, ghép cách điện với nhau để giảm hao phí điện năng do dòng Phu-cô. Các cuộn dây thường làm bằng đồng, đặt cách điện với nhau và được cách điện với lõi, dây đồng có điện trở nhỏ để hao phí do tỏa nhiệt trên dây bé.
b) Trong truyền tải điện đi xa.
+ Tăng điện áp truyền tải và giảm điện trở dây dẫn.
BÀI TẬP
Bài 1 (trang 172 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Một máy biến áp có cuộn thứ cấp mắc với một điện trở thuần, cuộn sơ cấp mắc với nguồn điện xoay chiều. điện trở của các cuộn dây và hao phí điện năng ở máy không đáng kể. Nếu tăng trị số của điện trở mắc với cuộn thứ cấp giảm hai lần thì.
A. Cường độ hiệu dụng của dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp giảm hai lần, trong cuộn sơ cấp không đổi.
B. Điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp đều tăng hai lần.
C. Suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp tăng hai lần, trong cuộn sơ cấp không đổi.
D. Công suất tiêu thụ điện ở mạch sơ cấp và thứ cấp đều giảm hai lần.
Lời giải:
Chọn D
Nếu tăng điện trở lên hai lần thì công suất tiêu thụ ở mạch thứ cấp giảm hai lần.
Vì bảo toàn năng lượng nên P1 = P2 nên P1 cũng giảm hai lần.
Bài 2 (trang 172 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Chọn phát biểu sai.
Trong quá trình tải điện năng đi xa, công suất hao phí.
A. Tỉ lệ với thời gian truyền điện.
B. Tỉ lệ với chiều dài đường dây tải điện.
C. Tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp giữa hai đầu dây ở trạm phát điện.
D. Tỉ lệ với bình phương công suất truyền đi.
Lời giải:
Chọn A. khi ổn định công suất hao phí không phụ thuộc vào thời gian t, chỉ có năng lượng hao phí mới tỷ lệ với t.
Bài 3 (trang 172 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Cuộn sơ cấp của một máy biến áp được nối với mạng điện xoay chiều có điện áp 380V. cuộn thứ cấp có dòng điện cường độ 1,5 A chạy qua và có điện áp giữa hai đầu dây là 12 V. biết số vòng dây của cuộn thứ cấp là 30. Tính số vòng dây của cuộn sơ cấp và cường độ dòng điện chạy qua nó. Bỏ qua hao phí điện năng trong máy.
Lời giải:
Theo giả thiết: 380V; I2 = 1,5A; U2 = 12V; n2 = 30
Áp dụng công thức:
Ta có:
Bài 4 (trang 172 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2kV và công suất truyền đi 200 kW. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau thêm 480 kWh.
a) Tính công suất điện hao phí trên đường dây tải điện.
b) Cần tăng điện áp ở trạm phát đến giá trị nào để điện năng hao phí trên đường dây chỉ bằng 2,5% điện năng truyền đi? Coi công suất truyền đi ở trạm phát điện không đổi.
Lời giải:
a) Theo giả thiết W = 480 kWh, t = 24h nên ∆P = W/t = 20kW
∆P’ = 5/100.P = 5kW.
Gọi R là điện trở đường dây thì ∆P = RI2; ∆P’ = RI’2. Từ đó suy ra:
Vì công suất truyền đi ở trạm phát điện không đổi nên U’I’ = UI ⇒ U’ = 2U = 4kV.