Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Tiết 41, Bài 36-37: Truyền tải điện năng đi xa máy biến thế

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Tiết 41, Bài 36-37: Truyền tải điện năng đi xa máy biến thế

1. Đồ dùng điện trong gia đình thường sử dụng nguồn điện: U= 220V Tại sao phải xây dựng đường dây điện cao thế vừa tốn kém, vừa nguy hiểm? Đường điện Bắc-Nam: U=500 000V Đường điện Huyện đến Xã: U=15 000V
2. Tiết 41: Bài 36 -37 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA MÁY BIẾN THẾ
3. NỘI DUNG Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, có một phần điện năng bị hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn.
4. I.Sự hao phí trên đường dây tải điện 1. Tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện
5. HOẠT ĐỘNG CÁ NHÂN Thiết lập công thức tính công suất hao phí P hp do tỏa nhiệt phụ thuộc vào các yếu tố P, U, R: Công suất của dòng điện: (1) Công suất hao phí: (2) Từ .(1) (*) Thay (*) vào , ta được công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt phụ thuộc vào P, U, R: (3)
6. Công suất của dòng điện: P = U.I (1) 2 Công suất hao phí: P hp = R.I (2) Từ ( 1 ) I = P / U (*) Thay (*) vào (2), ta được công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt phụ thuộc vào P, U, R: R.P 2 P hp = U2 (3)
7. RP 2 hp = (3) P U2 Từ công thức (3) có thể suy ra khi truyền tải một công suất điện P xác định mà muốn làm giảm hao phí do tỏa nhiệt thì có thể có những cách làm nào?
8. 2) Cách làm giảm hao phí
9. Cách 1: 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? Cách 2: Nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây thì có lợi gì? muốn vậy ta phải giải quyết vấn đề gì? => Chọn cách làm nào ?
10. Cách 1: 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? Muốn giảm điện trở của dây dẫn thì phải dùng dây dẫn có tiết diện lớn, có khối lượng, trọng lượng lớn→đắt tiền, nặng, dễ gẫy, phải có hệ thống cột điện lớn. Số tiền để tăng tiết diện S còn lớn hơn giá trị điện năng hao phí
11. Cách 2: Nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây thì có lợi gì? muốn vậy ta phải giải quyết vấn đề gì? TăngĐể làm U, công giảm suất hao hao phí phí trên sẽ giảm đường rất nhiều dây .tải Vì điện côngchúng suấ tta hao cần ph làmí tỉ lệ theonghị chcách với nàobình làphương tối ưu hi ệu đinhất?ện thế. VĐểậy phải giảm chế hao tạo phímáy điện tăng nănghiệu điện do tỏathế nhiệtđể tăng trên hiệuđường điện dâythế đặttải vàođiện hai thì đầu tốt dâynhất dẫn là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây
12. SƠ ĐỒ ĐIỆN TỪ NHÀ MÁY ĐIỆN ĐẾN NƠI TIÊU THỤ 380 V 11 000 V 500 000 V 11 000 V 25 000 V 220 V
13. II. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ 1. Cấu tạo - Hai cuộn dây có số vòng khác nhau, đặt cách điện với nhau. - Một lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho cả hai cuôn dây.
14. CẤU TẠO MÁY BIẾN THẾ
15. Máy biến thế trong công nghiệp
16. Máy biến thế trong gia đình
17. 2. Nguyên tắc hoạt động C1. Nếu đặt vào hai đầu của một cuộn dây (gọi là cuộn sơ cấp) một hiệu điện thế xoay chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu dây kia (gọi là cuộn thứ cấp) có sáng lên không? Tại sao?
18. C1: có sáng. Vì khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều, cuộn dây sơ cấp sinh ra từ trường biến thiên xuyên qua tiết diện của dây thứ cấp làm xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều, nên đèn sáng. C2. Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp là HĐT xoay chiều. Tại sao?
19. C2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một HĐT xoay chiều thì trong cuôn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sát luân phiên tăng giảm, vì thế số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuôn thứ cấp luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một HĐT xoay chiều gây ra. Bởi vậy hai đầu cuộn dây thứ cấp có một dòng điện xoay chiều. 3. Kết luận. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một HĐT xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một HĐT xoay chiều.
20. n2 n1 U1  U2 Hoạt động của máy biến thế
21. 2. Kết luận Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn. Un 11= Un22 + Nếu U1 U2 thì ta có MBT là máy hạ áp (thế).
22. Hạ thế NHÀ MÁY Hạ thế ĐIỆN 11 000 V 220 V Hạ thế Tăng thế
23. III. Vận dụng: C4: Cùng một công suất điện P được tải đi trên cùng một dây dẫn. So sánh công suất hao phí khi dùng hiệu điện thế 500.000V với khi dùng hiệu điện thế 100.000V?
24. Cách 1: ta có U1 = 5U2. hiệu điện thế giảm 5 lần nên công suất hao phí tăng lên 25 lần, nghĩa là: Php2= 25.Php1 Cách 2: R P 2 R P 2 U =500.000V => P = = 1 hp1 2 2 (1) U1 500.000 R P 2 R P 2 U2 =100.000V => Php2= 2 = 2 (2) U2 100.000 Từ (1), (2) suy ra: Php2= 25.Php1
25. C5. Một máy biến thế dùng trong nhà cần phải hạ hiệu điện thế từ 220V xuống còn 6V và 3V. Cuộn sơ cấp có 4000 vòng. Tính số vòng dây của các cuộn thứ cấp tương ứng. Bài làm + Số vòng của cuộn 6V: n U U. n 6.4000 1 1 2 1 (vòng) = n2 = = =109 n2 U 2 U 1 220 + Số vòng của cuộn 3V: n U U. n 3.4000 1 1 2 1 (vòng) = n2 = = = 54 n2 U 2 U 1 220
26. Hướng dẫn về nhà: -Học thuộc lí thuyết bài 36,37 -Làm các BT: từ 36.1 đến 37.5 trong SBT