Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Tiết 41: Bài tập vận dụng công thức tính công suất hao phí và công thức máy biến thế

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Tiết 41: Bài tập vận dụng công thức tính công suất hao phí và công thức máy biến thế

1. BÀI TẬP VẬN DỤNG CÔNG THỨC TÍNH CÔNG SUẤT HAO PHÍ VÀ CÔNG THỨC MÁY BIẾN THẾ
2. I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ 1) Cấu tạo: ❖Hai cuộn dây(cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp) có số vòng n1, n2 khác nhau, đặt cách điện với nhau ❖Một lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho Quan sát và cho biết các bộ phậncả hai cuộn dây chính của máy biến thế
3. I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ 1) Cấu tạo: 2) Nguyên tắc họat động Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp 1 HĐT xoay chiều thì tạo ra trong cuộn dây đó 1 dòng điện xoay chiều. - Lõi sắt bị nhiễm từ trở thành NC có từ trường biến thiên; số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp biến thiên, do đó trong sơ cấp thứ cuộn thứ cấp xuất hiện dòng cấp điện cảm ứng xoay chiều.
4. Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện hiệu điện thế xoay chiều. Tỉ số hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây của máy biến thế bằng tỉ số giữa số vòng của các cuộn dây tương ứng: U n 1 = 1 U 2 n2 Ở hai đầu đường dây tải về phía nhà máy điện đặt máy tăng thế, ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế.
5. Kiến thức cơ bản 2 2 1. Công thức tính công suất hao phí: ℘hp = R.℘ /U . ( R = ρ.l/S ). U n 2. Công thức máy biến thế: 1 = 1 U 2 n 2 Trong đó: U1: Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp (V) U2: Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp (V) n1 : Số vòng dây ở cuộn thứ cấp (vòng) n2 : Số vòng dây ở cuộn sơ cấp (vòng Từ công thức trên ta có: U .n U .n Un U .n U = 21 U = 12 n = 21 n = 12 1 2 2 U 1 U n 2 n1 1 2
6. Bài 1: Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu dùng dây dẫn có chiều dài tăng gấp đôi thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ: A . tăng 2 lần B . giảm 2 lần C . tăng 4 lần D. giảm 4 lần 2 2 Giải thích: Ta có công thức tính công suất hao phí là ℘hp = R.℘ /U . Theo công thức thì ℘hp tỉ lệ thuận với điện trở R mà R thì tỉ lệ thuận với chiều dài l của dây theo công thức R = ρ.l/S. Do vậy khi chiều dài dây tăng gấp đôi thì công suất hao phí tăng 2 lần.
7. Bài 2: Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng gấp đôi thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ: A . tăng 2 lần B . giảm 2 lần C . tăng 4 lần D. giảm 4 lần 2 2 Giải thích: Ta có công thức tính công suất hao phí là ℘hp = R.℘ /U . Theo công thức thì ℘hp tỉ lệ thuận với điện trở R mà R thì tỉ lệ nghịch với tiết diện S của dây theo công thức R = ρ.l/S. Do vậy khi tiết diện dây dẫn S tăng 2 lần thì công suất hao phí giảm 2 lần.
8. Bµi 2: Người ta muèn truyÒn t¶i mét c«ng suÊt ®iÖn 5400 W tõ nhµ m¸y thñy ®iÖn ®Õn mét khu d©n cư c¸ch nhµ m¸y 65 km. BiÕt cø 1km d©y dÉn cã ®iÖn trë lµ 0,9 . a. HiÖu ®iÖn thÕ giữa hai ®Çu d©y t¶i ®iÖn lµ 25 000V. TÝnh c«ng suÊt hao phÝ do táa nhiÖt trªn đường dây. b. NÕu cø ®Ó hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n d©y t¶i ®iÖn lµ 220V mµ truyÒn ®i thì c«ng suÊt táa nhiÖt trªn đường d©y lµ bao nhiªu?
9. Giải 1km cã ®iÖn trë lµ 0,9 . Nªn 65 km d©y dÉn cã ®iÖn trë lµ R = 65.0,9 = 58,5 (). C«ng suÊt hao phÝ trªn đường dây tải ®iÖn lµ: 2 2 PW= RP. = 58.5.(5400) = 2,7 ( ) hp U22(25000)
10. b. NÕu hiªô ®iÖn thÕ lµ 220V thì c«ng suÊt hao phÝ trªn đường dây tải ®iÖn lµ: 2 58.5.(5400)2 PW= RP. = = 35245 ( ) hp U22(220)
11. Bài 3: Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 3300 vòng và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 150 vòng . Biết hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220V. Hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp là bao nhiêu? Tóm tắt Bài giải n = 3300 vòng Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn 1 thứ cấp là : n2 =150 vòng U n U n 220.150 U1= 220 V 1= 1 U = 1 2 = = 10 (V) U n2 n 3300 U2 = ? 2 2 1 Đáp số: 10 V
12. Bài 4: Một máy biến thế dùng trong nhà cần phải hạ hiệu điện thế từ 220V xuống còn 3V. Cuộn sơ cấp có 4 000 vòng. Tính số vòng ở cuộn thứ cấp tương ứng? Tóm tắt Bài giải U = 220 V 1 Số vòng dây ở cuộn thứ cấp là : U2 = 3 V n = 4 000 vòng U n U n 3.4000 1 1= 1 n = 2 1 = 54,5 (v òng) n =? vòng 2 2 U2 n 2 U 1 220 Đáp số: 54,5 vòng
13. Bài 37.4 (SBT.80): Một máy phát điện xoay chiều cho một hiệu điện thế ở hai cực của máy là 2 000 V. Muốn tải điện năng đi xa, người ta phải tăng hiệu điện thế lên 20 000 V. Hỏi phải dùng loại máy biến thế với các cuộn dây có số vòng dây theo tỉ lệ nào ? Cuộn dây nào mắc vào hai cực của máy phát điện? Trả lời: Phải dùng loại máy biến thế với các cuộn dây có số vòng dây theo tỉ lệ là: n1/n2 = U1/U2 = 20000/2000 = 10
14. Học bài, vận dụng để giải bài tập trong SBT bài 36,37. Ôn toàn bộ kiến thức chuơng II. Tiết sau học bài Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.