Vì sao khi muốn truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn người ta lại phải dùng hai máy biến thế đặt ở hai đầu đường dây tải điện ?. Bài 36.4 trang 78 Sách bài tập [SBT] Vật lí 9 – Bài 36. Truyền tải điện năng đi xa
Vì sao khi muốn truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn người ta lại phải dùng hai máy biến thế đặt ở hai đầu đường dây tải điện ?
Muốn giảm hao phí phải tăng hiệu điện thế lên, do đó phải đặt một máy biến thế [tăng thế] ở đầu đường dây tải điện, ở nơi sử dụng điện, chỉ thường sử dụng hiệu điện thế 220V. Như vậy, phải có một máy biến thế thứ hai [hạ thế] đặt ở nơi sử dụng đế giảm hiệu điện thế.
Thảo luận 1
Vì khi truyền tải điện năng bị mất đi một lượng gọi là công hao phí ta có công thức tính công A=U*I vì thế khi nâng hiệu điện thế lên thì tới khi nơi cần tải điện năng nhận được thì lượng công hao phí được giảm bớt
Thảo luận 2
Khi truyền tải điện năng đi xa người ta quan tâm đến việc là làm sao giảm hao tổn trong truyền dẫn là nhỏ nhất. Vì đại lượng hao tổn khi truyền dẫn tỷ lệ nghịch với điện áp truyền và cũng tỷ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn truyền. Do đó để giảm hao tổn có thể tăng tiết diện dây hoặc nâng điện áp. Cách thứ nhất không khả thi vì tăng tiết diện làm tốn vật liệu làm dây dẫn rất nhiều. Cách thứ hai chỉ phải đầu tư máy biến áp do đó kinh tế hơn nhiều.
Thảo luận 3
có 3 lý do để nâng điện áp lên trước khi truyền tải: 1- công suất truyền tải P được tính theo : P = U1.U2.sin[U1^U2] / Z, với : U1, U2 là điện thế đầu và cuối đường truyền sin [ U1^U2] là góc lệch pha giữa U1 và U2 Z là tổng trở của đường dây. Rõ ràng muốn truyền được dòng điện có công suất lớn thì U phải lớn, nghĩa là cần tăng điện áp đó là lý do quan trọng nhất. Lý do thứ 2 là giảm hao hụt điện năng, năng lượng hao hụt tỷ lệ nghịch với U. Lý do thứ 3 là tính kinh tế, muốn tải dòng có công suất lớn trên dây dẫn có cùng chất liệu thì phải tăng tiết diện hoặc tăng điện áp. Tăng tiết diện dẫn đến hao phí dây dẫn và trụ đở, nên người ta phải tăng điện áp. Giống như ống dẫn nước muốn tăng lưu lượng thì hoặc phải tăng tiết diện ống hoặc phải tăng áp suất đầu nguồn nước.
Thảo luận 4
de lam giam hao phi tren duong day tai dien vi hao phi ti le nghich voi binh phuong hieu dien the
Thảo luận 5
Công suất máy phát điện phát ra được tính P = U.I. Khi truyền đi xa công suất tiêu phí trên dây tải bằng R.I [R là điện trở dây tải]. Muốn giảm tiêu phí phải giảm R [tăng tiết diện dây lên - đắt tiền, khó thực hiện] hoặc giảm I. Trong công thức P = U.I nếu muốn giảm I mà giữ nguyên công suất P thì rõ ràng phải tăng U lên
Thảo luận 6
người ta nâng cao điện áp là để giảm hao phí trong quá trình chuyển đi xa, mình đi xuống nhà máy thủy điện đanhim rồi , tin mình đi, minh họa cho bạn trong 1 đoạn mình viết bài thu hoạch nè: Nhà máy thủy điện Đanhim số một thuộc hệ thống thủy điện Đanhim được khởi công xây dựng ngày 27-02.1961, đến năm 1964 thì khánh thành. Nhà máy này được xây dựng cùng với sự đóng góp bồi thường chiến tranh của Nhật bản cho nhân dân Việt Nam. Nhà máy phát điện dùng 4 tuabin, nhà máy có cột nước cao nhất với 800m, một số nhà máy như Đại ninh 600m, Hòa bình 100m, Trị An 600m,cùng với việc sử dụng đường dây cao thế với điện thế 230kv và dài 257km, trong nhà máy có một giàn âm thanh nhằm để tạo lực,các máy biến áp giúp tăng cao áp giúp cho việc chuyển điện đi xa ít bị hao phí.
Thảo luận 7
Năm lớp 9 có 1 công thức về công suất hao phí và vấn đề này truyền tải điện năng đi xa P [hao phí]= [R.P²]/[U²]. Do nhá máy điện chúng ta ít nên dây dẫn phải dài và hiệu suất hao phí sẽ rất lớn nên điện áp hay hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều sẽ được tăng lên hàng trăm nghìn vôn để giảm công suất hao phí [ U tăng thì P giảm]. Rất đơn giản. Đó cũng chính là nguyên nhân tại sao nước ta dùng hiệu điện thế 220 V và đường dây tải điện bắc nam có Hiệu điện thế 500000V. ************************* My Blog //360.yahoo.com/chi_men_langthang16…
Nguyên lý truyền tải điện năng đi xa và các cách để để giảm hao phí khi truyền tải điện năng là gì? Vì sao truyền tải điện đường dài phải áp dụng cách truyền bằng điện áp siêu cao?
Điện năng
Điện năng ngày càng phổ biến vì dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác như: cơ, hóa, nhiệt năng… được sản xuất tại các trung tâm điện và được truyền tải đến hộ tiêu thụ với hiệu suất cao.
Bạn đang xem: Tại sao phải nâng cao điện áp khi truyền tải
Có rất nhiều cách để tạo ra điện, ví dụ như sử dụng sức nước, sức gió, nhiệt điện, hạt nhân, năng lượng mặt trời … Chúng được cụ thể hóa bởi các nhà máy điện thủy điện, nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện hạt nhân, nhà máy điện gió, nhà máy điện năng lượng mặt trời, hay kể cả các loại máy phát điện chạy xăng dầu…Tuy nhiên tạo ra điện cần có người sử dụng và quá trình truyền tải điện tới người tiêu dùng không phải là điều đơn giản như bạn nghĩ.
Trong quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng có một số đặc tính:
Điện năng sản xuất ra thường không tích trữ được, do đó phải có sự cân bằng giữa sản xuất và tiêu thụ điện.Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh và nguy hiểm nếu có sự cố xảy ra, vì vậy thiết bị điện có tính tự động và đòi hỏi độ an toàn và tin cậy cao.Nguyên lý chung để truyền tải điện năng đi xa
Trước tiên chúng ta hãy cùng tìm hiểu nguyên lý chung để truyền tải điện đường dài. Điện được tạo ra từ các nhà máy điện chỉ có điện áp đến vài chục Kilo Volt [KV]. Trong quá trình chuyển tải điện, trước hết phải dùng máy biến áp tăng áp đưa điện áp lên đến vài trăm Kilo Volt rồi mới nối vào mạng điện truyền tải. Khi đến địa phương dùng điện, lại dùng máy giảm áp hạ điện áp xuống từng cấp thấp hơn cho tới điện áp cần thiết.
Xem thêm: Nguyên Nhân Và Cách Trị Quần Thâm Mắt Bằng Nguyên Liệu Tự Nhiên
Nguyên lý chung để truyền tải điện năng đi xa
Cách truyền bằng điện áp siêu cao để giảm hao phí khi truyền tải điện năng
Mục đích chủ yếu của việc áp dụng cách truyền bằng điện áp siêu cao là để giảm thấp sự lãng phí điện năng trên đường truyền tải. Chúng ta biết rằng, điện chạy qua bóng đèn sợi đốt, ngoài tác dụng phát sáng thì 1 phần năng lượng điện đã biến đổi thành nhiệt năng do quá trình phát nóng sợi đốt bóng đèn.
Cũng với nguyên lí ấy, dây tải điện cũng có một trị số điện trở nhất định. Cho dù sử dụng nhôm hoặc đồng có điện trở suất rất nhỏ để làm dây điện, song vì dây điện dùng để truyền tải đường dài rất dài, điện trở của nó không thể bỏ qua được. Khi ấy, phần điện năng chuyển đổi thành nhiệt năng trên đường dây tải sẽ trở thành một con số tương đối đáng kể. Phần điện năng này hoàn toàn lãng phí một cách vô ích trong quá trình truyền tải điện.
“Nói có sách mách có chứng”, tôi sẽ chứng minh cho bạn thấy điều này:
Trước tiên nếu bạn chưa biết về điện trở có thể tham khảo bài viết này trước: Tổng hợp kiến thức về điện trở và điện trở suất cực dễ hiểu!
Ta có công thức tính điện trở dây dẫn R như sau:
Công thức tính điện trở dây dẫn điện
Trong đó: rô là điện trở suất – hằng số tùy thuộc vào vật dẫn điện, L là chiều dài dây dẫn, S là tiết diện dây dẫn
Các đại lượng trong công thức tính điên trở dây dẫn
Bỏ qua tổn thất ở máy biến áp [MBA] và phần phụ tải, khi đó tổn thất trên đường dây 3 pha là:
Công thức tính tổn thất công suất truyền tải điện đường dây 3 pha
Trong đó: I là dòng điện truyền tải [A] , U là điện áp truyền tài đường dây và Sd là công suất toàn phần [VA]- ở đây thực chất kí hiệu là S nhưng do trùng kí hiệu S tiết diện dây dẫn phía trên nên tôi kí hiệu là Sd
Từ 2 công thức trên ta rút ra được:
Công thức tính tổn thất công suất truyền tải điện đường dây 3 pha -khác
Giả sử: Chúng ta sử dụng dây nhôm [AL] tiết diện 120 mm2 để truyền tải dòng điện 50A trong khoảng cách 10m và khoảng cách đường dây 500KV Bắc – Nam từ Hòa Bình vào thành phố Hồ Chí Minh với chiều dài 1487 km, và kết quả chênh lệch sẽ như thế nào?
Với chiều dài 10 m ta có công suất tổn hao:
Ví dụ 1 về tổn hao công suất truyền tải
Với chiều dài đường dây Bắc – Nam công suất tổn hao sẽ là:
Ví dụ 2 về tổn hao công suất truyền tải
Kiến thức vật lí mách bảo chúng ta rằng: trong điều kiện điện trở không đổi, công suất tổn hao khi truyền tải điện của nó tỉ lệ thuận với bình phương của dòng điện và tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp. Vì vậy, tăng điện áp siêu cao là một cách làm khác để giảm nhỏ lãng phí truyền tải điện năng đi xa.
Câu hỏi đặt ra là: Việc nâng cao điện áp truyền tải có thể giảm bớt tổn thất đường dây, thế thì, có thể nâng cao vô hạn điện áp truyền tải được không?
Câu trả lời: Do việc nâng cao điện áp truyền tải có thể mang lại rắc rối khác, ví dụ như không khí giữa dây điện với dây điện bị đánh xuyên, xảy ra sự phóng điện hồ quang khi mất điện đột ngột…, Càng nâng cao điện áp khoảng cách giữa các dây pha khi truyền tải càng xa, cao độ dây so với mặt đất càng lớn. Chúng ta còn chưa tính đến việc nâng điện áp quá cao sẽ phải sử dụng loại biến áp lớn hơn, gây tốn kém.
Một số cách khác để truyền tải điện năng đi xa
Chắc bạn đang nghĩ, liệu có cách gì giảm nhỏ hoặc loại bỏ điện trở của dây dẫn hay không? Biện pháp thì rất nhiều, nhưng lại không kinh tế. Xét theo công thức đã nêu trên cách giảm nhỏ điện trở của dây tải điện đơn giản nhất là làm tăng tiết diện dây dẫn. Nếu làm vậy, kích thước dây dẫn sẽ tăng nên đồng nghĩa với việc tăng chi phí, hơn nữa kích thước dây quá lớn sẽ rất nặng vì đó số cột điện và tháp dây điện sẽ tăng lên.
Một cách khác, không thay đổi tiết diện mà chúng ta sẽ lựa chọn vật liệu dây dẫn điện khác có điện trở suất rất nhỏ, ví dụ như vàng. Nếu thế thì giá thành sẽ vô cùng lớn và không hiệu quả về mặt kinh kế!
Hiện nay, để cân bằng giữa chi phí và tổn thất đường dây hiệu quả, mức điện áp siêu cao được dùng trong việc truyền tải điện năng đi xa ở Việt Nam là 500 kV. Một tương lai không xa biết đâu bạn sẽ phát minh ra loại vật liệu siêu dẫn có thể truyền tải điện đi xa mà không cần nâng cao điện áp. Nếu bạn làm được vậy, hãy comment phía dưới, tôi sẽ đề cử bạn cho giải nobel vật lý của năm! Thân ái và hẹn gặp lại bạn trong các bài viết khác!
Chuyên mục tham khảo: Kiến thức điện
Bài viết tham khảo: Tổng hợp kiến thức về công suất – hệ số công suất bạn cần biết!
Bài viết tham khảo: Tổng hợp kiến thức về dòng điện và điện áp!
Bài viết tham khảo: Cách tính công suất mua ổn áp gia đình!
Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc hay cần tư vấn về thiết bị dịch vụ vui lòng comment phía dưới hoặc Liên hệ chúng tôi!