Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải)

534

Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Truyền tải điện năng. Máy biến áp mắc nối tiếp Vật Lí 12 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 12 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí.

Mời các bạn đón xem:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải)

I. Lý thuyết Truyền tải điện năng. Máy biến áp

1. Công suất hao phí khi truyền tải điện năng.

     Điện năng được truyền từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ nhờ đường dây có điện trở r.

     Giả sử công suất phát điện tại nhà máy là Pphát = UphátIcos⁡φphát

     Khi đó công suất hao phí trên đường dây là Php = I2r

     Do mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện phát đi cũng bằng cường độ dòng điện trên dây nên

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 65)

     Nhận xét: Muốn giảm công suất hao phí trên đường dây ta có thể

         + Giảm Truyền tải điện năng máy biến áp - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ thay đồng bằng vật liệu dẫn điện tốt hơn như bạc, vật liệu siêu dẫn,... → tốn kém. Tăng diện tích dây → khối lượng đồng tăng lên, lượng cột điện tăng lên → tốn kém.

         + Tăng hiệu điện thế nơi phát: khi Uphát tăng 10 lần thì Php giảm 100 lần → hiểu quả, không tốn kém→ cần một thiết bị biến đổi điện áp.

     Hiệu suất truyền tải điện năng:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 64)

2. Máy biến áp:

     - Khái niệm: máy biến áp là máy có thể biến đổi điện áp xoay chiều.

     - Kí hiệu: như hình bên.

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 63)

     - Phân loại:

         +) Máy tăng áp: máy làm tăng hiệu điện thế xoay chiều.

         +) Máy giảm áp: máy làm giảm hiệu điện thế xoay chiều.

     - Cấu tạo: 2 bộ phận chính:

         +) Lõi biến áp: một khung sắt non có pha silic giúp truyền toàn bộ từ thông từ cuộn dây này sang cuộn dây kia.

         +) Hai cuộn dây D1,D2 quấn trên 2 cạnh đối diện của khung, có ddienj trở nhỏ và hệ số tự cảm lớn, có số vòng dây lần lượt là N1,N2. Cuộn dây nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây được nối ra các cơ sơ tiêu thụ là cuộn thứ cấp .

     - Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

     Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là U1 vào đầu cuộn dây sơ cấp có N1 vòng, tạo ra một dòng xoay chiều có giá trị hiệu dụng là I1 . Nhờ lõi biến áp mà từ thông ở mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp luôn bằng từ thông ở mỗi vòng dây của cuộn thứ cấp đều bằng Ф. Vì dòng điện xoay chiều nên tư thông do nó sinh ra cũng biên thiên điều hòa với cùng tần số. nên ở cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện một hiện điện thế thứ cấp có giá trị hiệu dụng là U2và có cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng là I2.

     - Ứng dụng: nấu chảy kim loại, hàn điện, dùng trong truyền tải điện năng. ở nhà máy phát điện cần sử dụng máy tăng áp đẻ tăn hiệu điện thế trước khi phát làm giảm hao phí trên đường dây, ở nơi tiêu thụ cần máy hạ áp để có hiệu điện thế phù hợp để sử dụng,...

     - Thực nghiệm chứng minh: Truyền tải điện năng máy biến áp - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     Nếu máy biến áp lý tưởng ( không có hao phí điện năng P1 = P2)

Truyền tải điện năng máy biến áp - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

II. Bài tập Truyền tải điện năng. Máy biến áp

Câu 1: Trạm phát điện truyền đi công suất 550 kW, điện áp nơi phát bằng 10 kV. Muốn độ giảm điện áp trên dây tải không vượt quá 10% điện áp nơi phát thì điện trở của dây tải điện không được vượt quá giá trị:

A. 18 Ω     

B. 11 Ω

C. 55 Ω     

D. 5,5 Ω

- Công suất hao phí là:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 1)

Chọn đáp án A

Câu 2: Một học sinh quấn một máy biến áp với lõi sắt không phân nhánh, có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,9 U. Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 50 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong đó. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến áp này là:

A. 1900 vòng     

B. 3000 vòng

C. 1950 vòng     

D. 2900 vòng

- Ta có: N2 = 2N1.

- Vì cuộn thứ cấp có 50 vòng dây quấn ngược, nên ta có phương trình:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 2)

⇒ Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến áp là 3000 vòng.

Chọn đáp án B

Câu 3: Điện năng được tải từ một máy phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây có điện trở R = 50 Ω. Biết điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp máy hạ thế lần lượt là U1 = 2000 V, U2 = 200 V. Cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp máy hạ thế I2 = 200A. Hiệu suất truyền tải điện là:

A. 85%     

B. 90%

C. 87%     

D. 95%

- Cường độ dòng điện chạy trong dây tải chính là cường độ dòng điện trong cuộn sơ cấp của máy hạ thế.

- Ta có:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 3)

- Hiệu suất truyền tải điện là:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 4)

Chọn đáp án C

Câu 4: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) các cuộn sơ cáp có cùng số vòng dây nhưng các cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau.

+ Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp để hở của máy đó là 1,5.

+ Khi đạt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2.

+ Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên của hai máy là bằng nhau.

- Số vòng dây của cuộn sơ cấp mỗi máy là:

A. 100 vòng     

B. 150 vòng

C. 250 vòng     

D. 200 vòng

- Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp là N, cuộn thứ cấp của máy 1 là N1, cuộn thứ cấp của máy 2 là N2.

- Theo đề bài ta có:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 5)

- Để hai tỉ số trên bằng nhau ta phải tăng N1 và giảm N2. Do đó:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 6)

Chọn đáp án D

Câu 5: Nguời ta cần truyền đi xa một công suất điện 1 MW dưới điện áp 6 kV, mạch có hệ số công suất cosφ = 0,9. Để hiệu suất truyền tải điện không nhỏ hơn 80% thì điện trở R của đường dây phải thỏa mãn:

A. R ≤ 5,8 Ω     

B. R ≤ 3,6 Ω

C. R ≤ 36 Ω     

D. R ≤ 72 Ω

- Ta có: Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 7)

- Để tỉ lệ hao phí không quá 20%.

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 8)

Chọn đáp án A

Câu 6: Điện năng được truyền đi với công suất P trên một đường dây tải điện với một điện áp ở trạm truyền là U, hiệu suất của quá trình truyền tải là H. Giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện nhưng tăng công suất truyền tải lên k lần thì công suất hao phí trên đường dây tải điện là:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 9)

- Ta có:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 10)

- Khi tăng công suất truyền tải lên P’ = k.P thì công suất hao phí:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 11)

Chọn đáp án B

Câu 7: Điện năng được truyền đi với công suất P trên một đường dây tải điện với một điện áp ở trạm truyền là U, hiệu suất của quá trình truyền tải là 90%. Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện nhưng giảm công suất truyền tải đi 2 lần thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là:

A. 80%     

B. 85%

C. 90%     

D. 95%

- Ta có:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 12)

- Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện nhưng giảm công suất truyền tải đi 2 lần thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 13)

Chọn đáp án D

Câu 8: Một đường dây có điện trở R = 2 Ω, dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ. Điện áp hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là 5000 V, công suất cần truyền tải là 500 kW. Hệ số công suất của mạch điện là 0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất trên đường dây do tỏa nhiệt?

A. 6,25%     

B. 10%

C. 3,25%     

D. 8%

- Phần trăm công suất bị mất trên đường dây do tỏa nhiệt:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 14)

Chọn đáp án A

Câu 9: Điện năng ở một trạm điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV, hiệu suất trong quá trình truyền tải là 80%. Biết công suất truyền đi là không đổi. Muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải:

A. giảm điện áp xuống còn 1 kV

B. tăng điện áp lên đến 8 kV

C. giảm điện áp xuống còn 0,5 kV

D. tăng điện áp lên đến 4 kV

- Ta có:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 15)

   (Vì công suất nơi phát P, điện trở dây R, hệ số công suất cosφ không thay đổi)

- Vậy ta có:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 16)

Chọn đáp án D

Câu 10: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp bằng 10. Mắc một bóng đèn sợi đốt loại 24 V – 24 W vào hai đầu cuộn thứ cấp thì đèn sáng bình thường. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong cuộn sơ cấp bằng:

A. 0,2 A.     

B. 0,5 A.

C. 0,1 A.     

D. 2 A.

- Dòng điện qua đèn để đèn sáng bình thường:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 17)

→ Dòng điện ở sơ cấp:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 18)

Chọn đáp án C

Câu 11: Một người định quấn một máy hạ áp từ điện áp U1 = 220 V xuông U2 = 90 V với lõi không phân nhánh, xem máy biến áp là lí tưởng, khi máy làm việc thì suất điện động hiệu dụng xuất hiện trên mỗi vòng dây là 2 Vôn/vòng. Người đó quấn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại quấn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với điện áp U1 = 220 V thì điện áp hai đầu cuộn thứ cấp đo được là 110 V. Số vòng dây bị quấn ngược là:

A. 20 vòng.     

B. 15 vòng.

C. 30 vòng.     

D. 10 vòng.

- Số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp khi vấn đúng là:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 19)

- Gọi n là số vòng dây bị quấn ngược ở sơ cấp:

→ Kết quả là từ trường của n vòng quấn ngược sẽ triệt tiêu đi từ trường của n vòng quấn thuận.

→ Số vòng dây hiệu dụng ở sơ cấp khi đó:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 20)

→ Áp dụng công thức máy biến áp:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 21)

Chọn đáp án D

Câu 12: Một máy tăng áp có tỉ số vòng dây giữa hai cuộn dây là 2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz. Tần số dòng điện hai đầu cuộn thứ cấp bằng:

A. 50 Hz.     

B. 25 Hz.

C. 100 Hz.     

D. 50√2 Hz.

- Máy biến áp không làm thay đổi tần số của dòng điện qua nó:

   → 50 Hz.

Chọn đáp án A

Câu 13: Một máy biến áp có số vòng dây của cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp. Máy biến áp này có tác dụng:

A. tăng cường độ dòng điện, giảm điện áp.

B. giảm cường độ dòng điện, tăng điện áp.

C. tăng cường độ dòng điện, tăng điện áp.

D. giảm cường độ dòng điện, giảm điện áp.

- Máy biến áp có số vòng cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng cuộn thứ cấp → máy hạ áp và làm tăng cường độ dòng điện.

Chọn đáp án A

Câu 14: Trong truyền tải điện năng đi xa bằng máy biến áp. Biết cường độ dòng điện luôn cùng pha so với điện áp hai đầu nơi truyền đi. Nếu điện áp ở nơi phát tăng 20 lần thì công suất hao phí trên đường dây giảm:

A. 200 lần     

B. 40 lần

C. 400 lần     

D. 20 lần

- Công suất hao phí trong quá trình truyền tải:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 22)

   → U tăng lên 20 lần thì hao phí trên dây giảm 400 lần.

Chọn đáp án C

Câu 15: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp lí tưởng điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi. Nếu tăng số vòng dây của cuộn thứ cấp thêm 20% thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở tăng thêm 40 V so với lúc đầu. Điện áp hiệu dụng ban đầu của cuộn thứ cấp để hở là:

A. 220 V     

B. 200 V

C. 60 V      

D. 48 V

- Áp dụng công thức máy biến áp. Ta có:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 23)

Chọn đáp án B

Câu 16: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1, khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U2. Nếu tăng thêm n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở bây giờ là U3. Số vòng dây của cuộn sơ cấp bằng:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 24)

- Áp dụng công thức máy biến áp:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 25)

- Khi tăng số vòng dây thứ cấp lên n vòng:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 26)

Chọn đáp án C

Câu 17: Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn thứ cấp bằng 0,8 lần số vòng dây của cuộn sơ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây.

   Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,4. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,5.

- Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp:

A. 84 vòng dây.

B. 40 vòng dây.

C. 100 vòng dây.

D. 75 vòng dây.

- Áp dụng công thức của máy biến áp.

+ Khi quấn theo dự định thì:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 27)

+ Với n là số vòng dây quấn thiếu ở thứ cấp, ta có:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

+ Khi quấn thêm vào thứ cấp 25 vòng dây nữa thì:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 29)

- Từ ba phương trình trên, ta tìm được:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 30)

→ Ta cần quấn thêm 75 vòng

Chọn đáp án D

Câu 18: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng, cuộn thứ cấp của máy được nối với biến trở R bằng dây dẫn có điện trở không đổi R0. Gọi cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp là I, điện áp hiệu dụng ở hai đầu biến trở là U. Khi giá trị R tăng thì:

A. I tăng, U tăng.

B. I giảm, U tăng.

C. I giảm, U giảm.

D. I tăng, U giảm.

- Với công suất mà mát biến áp truyền đến tải ở thứ cấp là không đổi:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 31)

   → khi R tăng thì I giảm.

- Với: Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 32)

   → khi R tăng thì UR tăng.

Chọn đáp án B

Câu 19: Một máy biến áp lý tưởng có số vòng của hai cuộn dây là N1 và N2. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây N1 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây N2 là 3U. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây N2 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 6U thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây N1 là:

A. 2U.     

B. 3U.

C. 4U.     

D. 9U.

- Đặt vào N1 điện áp U thì điện áp hai đầu N2 là 3U → máy tăng áp lên 3 lần.

⇒ Nếu ta dùng máy biến áp theo chiều ngược lại thì nó sẽ giảm đi 3 lần → điện áp hai đầu N1 khi đó là 2U.

Chọn đáp án A

Câu 20: Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây.

   Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,33. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,38.

- Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp:

A. 45 vòng dây.

B. 60 vòng dây.

C. 85 vòng dây.

D. 10 vòng dây.

- Áp dụng công thức máy biến áp cho các trường hợp:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 33) Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 34) Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 35)

- Vậy cần quấn thêm 85 - 25 = 60 vòng.

Chọn đáp án B

Câu 21: Điện năng ở một trạm phát điện khi được truyền đi dưới điện áp 20 kV (ở đầu đường dây tải) thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện là 80%. Coi công suất truyền đi là không đổi. Khi tăng điện áp đường dây lên đến 50 kV thì hiệu suất truyền tải điện là:

A. 92,4%.     

B. 98,6%.

C. 96,8%.     

D. 94,2%.

- Hiệu suất truyền tải điện:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 36)

- Lập tỉ số:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 37)

Chọn đáp án C

Câu 22: Từ một trạm phát điện xoay chiều một pha đặt tại vị trí M, điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km. Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 Ω (coi dây tải điện là đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài của dây).

   Do sự cố, đường dây bị rò điện tại điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt bởi một vật có điện trở có giá trị xác định R).

   Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ, sau đó dùng nguồn điện không đổi 12 V, điện trở trong không đáng kể, nối vào hai đầu của hai dây tải điện tại M. Khi hai đầu dây tại N để hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,40 A còn khi hai đầu dây tại N được nối tắt bằng một đoạn dây có điện trở không đáng kể thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,42 A.

- Khoảng cách MQ là:

A. 167 km.     

B. 45 km.

C. 90 km.      

D. 135 km.

- Ta có:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 38) Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 39)

Chọn đáp án B

Câu 23: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi?

   Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện áp trên đường dây tải điện bằng 5% điện áp hiệu dụng giữa hai cực của trạm phát điện. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.

A. 9,01 lần   

B. 8,515 lần

C. 10 lần       

D. 9,505 lần

- Phương trình điện áp truyền tải trong hai trường hợp:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 40)

(với ΔU là độ sụt áp trên đường dây và Utt là điện áp nơi tiêu thụ.)

- Công suất hao phí trên dây ΔP = I2R → hao phí giảm 100 lần:

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Kết hợp với giả thuyết:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 42)

→ Thay vào hệ phương trình trên:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 43)

Chọn đáp án D

Câu 24: Trong quá trình truyền tải điện năng, biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải điện được sử dụng chủ yếu hiện nay là:

A. giảm công suất truyền tải.

B. tăng điện áp trước khi truyền tải.

C. tăng chiều dài đường dây.

D. giảm tiết diện dây.

- Trong quá trình truyền tải điện năng, biện pháp để giảm hao phí được dung chủ yếu hiện nay là tăng điện áp trước khi truyền đi.

Chọn đáp án B

Câu 25: Người ta cần truyền một công suất 5MW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ cách nhau 5km. Hiệu điện thế hiệu dụng cuộn thứ cấp của máy tăng áp là U =100kV.

- Muốn độ giảm thế trên đường dây không quá 1% U thì tiết diện của đường dây dẫn phải thỏa điều kiện nào? Biết điện trở suất của dây tải điện là 1,7.10-8Ωm.

A. S ≥ 5,8 mm2     

B. S ≤ 5,8 mm2

C. S ≥ 8,5 mm2     

D. S ≤ 8,5 mm2

- Độ giảm thế cực đại trên đường dây:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 44)

→ Dòng điện chạy qua dây truyền tải:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 45)

→ Điện trở của dây dẫn:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 46)

- Ta có:Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 47)

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 48)

Chọn đáp án C

Câu 26: Điện năng được truyền từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây dẫn có điện trở tổng cộng là 40 Ω. Công suất truyền đi là 196 kW với hiệu suất truyền tải là 98%. Điện áp ở hai đầu đường dây tải có giá trị nhỏ nhất vào khoảng:

A. 40 kV.     

B. 10 kV.

C. 20 kV.     

D. 30 kV.

- Hao phí trong quá trình truyền tải:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 49)

→ Dòng điện trong mạch:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 50)

→ Điện áp hai đầu đường dây tải điện:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 51)

Chọn đáp án C

Câu 27: Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 80%. Cho công suất truyền đi không đổi và hệ số công suất ở nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) luôn bằng 0,8. Để giảm hao phí trên đường dây 4 lần thì cần phải tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên n lần. Giá trị của n là:

A. 2,1.     

B. 2,2.

C. 2,3.     

D. 1,9.

- Ta có giản đồ vecto cho các điện áp:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 52)

Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12

- Mặt khác kết hợp với giả thuyết T2:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 54)

- Thay hệ trên vào (1) ta tìm được: Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 55)

- Để giảm hao phí xuống 4 lần, nghĩa là I giảm 2 lần do vậy cũng giảm đi hai lần:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 56)

- Áp dụng định lý sin trong tam giác:

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 59) Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 12 Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 58)

Chọn đáp án C

Câu 28: Tại một điểm M có một máy phát điện xoay chiều một pha có công suất phát điện và hiệu điện thế hiệu dụng ở hai cực của máy phát đều không đổi. Nối hai cực của máy phát với một trạm tăng áp có hệ số tăng áp là k đặt tại đó. Từ máy tăng áp điện năng được đưa lên dây tải cung cấp cho một xưởng cơ khí cách xa điểm M.

   Xưởng cơ khí có các máy tiện cùng loại công suất khi hoạt động là như nhau. Khi hệ số k = 2 thì ở xưởng cơ khí có tối đa 120 máy tiện cùng hoạt động. Khi hệ số k = 3 thì ở xưởng cơ khí có tối đa 125 máy tiện cùng hoạt động.

   Do xảy ra sự cố ở trạm tăng áp người ta phải nối trực tiếp dây tải điện vào hai cực của máy phát điện, khi đó ở xưởng cơ khí có thể cho tối đa bao nhiêu máy tiện cùng hoạt động. Coi rằng chỉ có hao phí trên dây tải điện là đáng kể. Điện áp và dòng điện trên dây tải điện luôn cùng pha:

A. 93     

B. 102

C. 84     

D. 66

- Gọi P là công suất truyền tải, ΔP là hao phí trên dây và P0 là công suất tiêu thụ của một máy.

→ Khi nối trực tiếp vào máy phát mà không qua trạm tăng áp:

   P = ΔP + nP0

- Ta có 12 + 12 khi tăng áp lên k lần thì dòng điện giảm k lần →ΔP giảm k2 lần

Truyền tải điện năng. Máy biến áp (Lý thuyết + 28 bài tập có lời giải) (ảnh 60)

→ Thay vào phương trình đầu, ta thu được n = 93

Chọn đáp án A

Đánh giá

0

0 đánh giá