Mạng điện dân dụng ở Việt Nam có điện áp hiệu dụng là 220 V, trong khi ở Nhật Bản là 110

Mạng điện dân dụng ở Việt Nam có điện áp hiệu dụng là 220 V, trong khi ở Nhật Bản là 110 V. Điện áp hiệu dụng quá cao có thể gây ra nhiều nguy hiểm cho người sử dụng. Ngược lại, nếu điện áp hiệu dụng được duy trì ở mức thấp (chẳng hạn từ 30 V đến 50 V) sẽ ít gây nguy hiểm cho tính mạng con người.

Khi truyền tải điện năng đi xa, điện năng thường bị tiêu hao một lượng đáng kể. Nguyên nhân chủ yếu của sự hao hụt này là do sự tỏa nhiệt trên đường dây dẫn điện. Dựa vào các thông tin được cung cấp và kiến thức về truyền tải điện năng, hãy trả lời các câu hỏi dưới đây.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5, 6 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Thông hiểu

Lý do chính khiến người ta không truyền tải điện năng bằng mạng điện có điện áp hiệu dụng thấp trên những khoảng cách dài là gì?

A. Không thể sản xuất các linh kiện điện tử phù hợp để sử dụng.

B. Công suất hao phí trên đường dây truyền tải sẽ quá lớn.

C. Công suất tại nơi truyền tải phát ra sẽ quá nhỏ.

D. Công suất tại nơi tiêu thụ nhận được sẽ quá lớn.

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải

Câu hỏi:979580

Phương pháp giải

Sử dụng kiến thức lý thuyết về hao phí trong quá trình truyền tải điện năng đi xa.

Giải chi tiết

Công suất hao phí trên đường dây truyền tải tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp truyền đi theo công thức .

Do đó, nếu sử dụng mạng điện có điện áp thấp để truyền tải đi xa, lượng nhiệt tỏa ra (công suất hao phí) sẽ vô cùng lớn, gây thất thoát nghiêm trọng.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 2:

Nhận biết

Để giảm hao phí trên đường dây truyền tải điện, có hai cách cơ bản: giảm điện trở R của đường dây (cách này tốn kém) hoặc tăng điện áp U ở nơi phát điện. Thiết bị nào sau đây được sử dụng phổ biến nhất để thực hiện giải pháp tăng điện áp U truyền đi và giảm điện áp khi đến nơi tiêu thụ?

A. Máy phát điện xoay chiều một pha.

B. Máy phát điện xoay chiều ba pha.

C. Máy biến áp.

D. Động cơ không đồng bộ ba pha.

Đáp án đúng là: C

Xem lời giải

Câu hỏi:979581

Phương pháp giải

Nhận biết các thiết bị điện xoay chiều ứng dụng trong đời sống.

Giải chi tiết

Máy biến áp là thiết bị tĩnh điện có khả năng biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều (tăng áp hoặc hạ áp) mà không làm thay đổi tần số. Thiết bị này đóng vai trò cốt lõi trong các hệ thống truyền tải điện để tăng điện áp ở nhà máy và giảm điện áp khi đến khu dân cư.

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 3:

Bằng đường dây truyền tải một pha, điện năng từ một nhà máy phát điện được đưa đến trường Đại học Quốc gia TPHCM gồm các phòng học sử dụng điện. Các kỹ sư tính toán được rằng: nếu điện áp truyền đi là $U$ thì số phòng học được cung cấp đủ điện năng là 40 phòng. Nếu tăng điện áp truyền đi lên 2U thì số phòng học được cung cấp đủ điện năng là 160 phòng. Biết rằng chỉ có hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây là đáng kể, công suất phát điện của nhà máy không đổi và các phòng học tiêu thụ công suất như nhau (hệ số công suất bằng 1). Khi điện áp truyền đi là 4U, nhà máy này cung cấp đủ điện năng cho bao nhiêu phòng học?

A. 185 phòng học.

B. 190 phòng học.

C. 195 phòng học.

D. 180 phòng học.

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải

Câu hỏi:979582

Phương pháp giải

Thiết lập phương trình cân bằng công suất dựa trên mối quan hệ giữa công suất phát, công suất tiêu thụ và công suất hao phí.

Giải chi tiết

Gọi $P$ là công suất của nhà máy (không đổi), $P_{0}$ là công suất tiêu thụ của một phòng học, $\Delta P_{1}$ là công suất hao phí khi điện áp là $U$.

Ta có phương trình cân bằng công suất lúc đầu:

$P = 40P_{0} + \Delta P_{1}$

Khi điện áp tăng lên 2U, công suất hao phí giảm đi $2^{2} = 4$ lần, tức là $\Delta P_{2} = 0,25\Delta P_{1}$.

Phương trình cân bằng công suất lúc này:

$P = 160P_{0} + 0,25\Delta P_{1}$

Từ hai phương trình trên, ta đồng nhất vế trái:

$40P_{0} + \Delta P_{1} = 160P_{0} + 0,25\Delta P_{1}$

$\left. 0,75\Delta P_{1} = 120P_{0}\Rightarrow\Delta P_{1} = 160P_{0} \right.$

Suy ra tổng công suất của nhà máy là:

$P = 40P_{0} + 160P_{0} = 200P_{0}$.

Khi điện áp truyền đi là 4U, công suất hao phí giảm $4^{2} = 16$ lần so với lúc đầu:

$\Delta P_{3} = \dfrac{\Delta P_{1}}{16} = \dfrac{160P_{0}}{16} = 10P_{0}$.

Số phòng học được cung cấp đủ điện khi đó là:

$N = \dfrac{P - \Delta P_{3}}{P_{0}} = \dfrac{200P_{0} - 10P_{0}}{P_{0}} = 190$ phòng.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 4:

Vận dụng

Người ta truyền tải điện năng từ một trạm phát điện đến một khu công nghiệp bằng đường dây tải điện một pha. Ban đầu, khi điện áp truyền đi là $10\text{kV}$ thì hiệu suất truyền tải đạt 80%. Để hiệu suất truyền tải điện đạt 95% (với giả thiết công suất tại nơi phát điện không đổi và hệ số công suất của mạch truyền tải luôn bằng 1), người ta phải điều chỉnh điện áp truyền đi tới giá trị bằng bao nhiêu?

A. $20\text{kV}$.

B. $40\text{kV}$.

C. $15\text{kV}$.

D. $5\text{kV}$.

Đáp án đúng là: A

Xem lời giải

Câu hỏi:979583

Phương pháp giải

Vận dụng công thức tính hiệu suất truyền tải và sự phụ thuộc của hao phí vào điện áp.

Giải chi tiết

Hiệu suất truyền tải được tính bởi công thức: $H = 1 - \dfrac{\Delta P}{P}$.

Lúc đầu, hiệu suất là 80%:

$\left. 1 - \dfrac{\Delta P_{1}}{P} = 0,8\Rightarrow\Delta P_{1} = 0,2P \right.$.

Lúc sau, hiệu suất cần đạt 95%:

$\left. 1 - \dfrac{\Delta P_{2}}{P} = 0,95\Rightarrow\Delta P_{2} = 0,05P \right.$.

Lập tỉ số công suất hao phí:

$\dfrac{\Delta P_{1}}{\Delta P_{2}} = \dfrac{0,2P}{0,05P} = 4$

Mặt khác, công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp truyền đi ($\left. \Delta P \right.\sim\dfrac{1}{U^{2}}$). Suy ra:

$\dfrac{U_{2}^{2}}{U_{1}^{2}} = \dfrac{\Delta P_{1}}{\Delta P_{2}} = 4$

Do đó $U_{2} = 2U_{1} = 2 \cdot 10 = 20\text{kV}$.

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 5:

Vận dụng

Dựa vào các kiến thức về truyền tải điện năng đi xa, các nhận định sau đây là đúng hay sai?

	Đúng	Sai
a) Nếu tăng điện áp hiệu dụng truyền tải lên 4 lần thì công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây giảm đi 16 lần.
b) Máy biến áp có thể dùng để thay đổi cả điện áp hiệu dụng và tần số của dòng điện xoay chiều nhằm giảm hao phí.
c) Tại Việt Nam, điện áp hiệu dụng trên lưới điện truyền tải quốc gia Bắc - Nam được nâng lên đến 500 kV nhằm mục đích chính là giảm thiểu công suất hao phí trên đường dây.
d) Một đường dây tải điện có điện trở $20\Omega$, truyền đi một công suất $100\text{kW}$ dưới điện áp $5\text{kV}$ (hệ số công suất bằng 1). Độ giảm điện áp trên đường dây này là $200\text{V}$.

Đáp án đúng là: Đ; S; Đ; S

Xem lời giải

Câu hỏi:979584

Phương pháp giải

Đánh giá tính đúng sai của từng nhận định dựa trên lý thuyết và công thức toán học của hệ thống điện.

Giải chi tiết

Ý a) Đúng. Dựa vào biểu thức $\Delta P = \dfrac{P^{2}R}{U^{2}\cos^{2}\varphi}$, khi $U$ tăng lên 4 lần thì đại lượng $U^{2}$ ở mẫu số tăng 16 lần, dẫn đến hao phí giảm 16 lần.

Ý b) Sai. Máy biến áp chỉ làm thay đổi điện áp hiệu dụng (và cường độ dòng điện hiệu dụng) của dòng điện xoay chiều, tuyệt đối không làm thay đổi tần số dòng điện.

Ý c) Đúng. Việc sử dụng đường dây siêu cao áp 500 kV giúp nâng mức điện áp $U$ lên rất cao trước khi hòa lưới truyền đi xa, đây là giải pháp tối ưu nhất để giảm tổn thất năng lượng thành nhiệt năng trên trục Bắc - Nam.

Ý d) Sai. Độ giảm điện áp (độ sụt thế) trên đường dây được tính bằng công thức $\Delta U = I \cdot R$.

Cường độ dòng điện chạy trên dây là: $I = \dfrac{P}{U\cos\varphi} = \dfrac{100000}{5000 \cdot 1} = 20\text{A}$.

Suy ra độ giảm điện áp là $\Delta U = 20 \cdot 20 = 400\text{V}$.

Đáp án cần chọn là: Đ; S; Đ; S

Câu hỏi số 6:

Vận dụng

Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha. Biết công suất phát của trạm điện luôn giữ không đổi và hệ số công suất bằng 1. Nếu điện áp truyền đi là $U$ thì trạm cung cấp đủ điện năng cho 64 hộ dân. Nếu điện áp truyền đi được nâng lên thành 2U thì cung cấp đủ điện năng cho 91 hộ dân. Hỏi nếu điện áp truyền đi là 3U thì trạm sẽ cung cấp đủ điện cho bao nhiêu hộ dân? (Biết công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là như nhau và hao phí chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây).

Đáp án:

Đáp án đúng là: 96

Xem lời giải

Câu hỏi:979585

Phương pháp giải

Lập hệ phương trình tương quan số hộ dân nhận được điện năng thông qua sự thay đổi của công suất hao phí khi điện áp thay đổi.

Giải chi tiết

Gọi $P$ là tổng công suất phát đi (không đổi), $P_{0}$ là công suất tiêu thụ của một hộ dân, $\Delta P_{1}$ là công suất hao phí lúc điện áp là $U$

Khi điện áp là $U$, trạm cung cấp điện cho 64 hộ:

$P = 64P_{0} + \Delta P_{1}$

Khi điện áp tăng lên 2U, hao phí giảm $2^{2} = 4$ lần, tức $\Delta P_{2} = 0,25\Delta P_{1}$:

$P = 91P_{0} + 0,25\Delta P_{1}$

Cân bằng hai phương trình trên:

$64P_{0} + \Delta P_{1} = 91P_{0} + 0,25\Delta P_{1}$

$\left. 0,75\Delta P_{1} = 27P_{0}\Rightarrow\Delta P_{1} = 36P_{0} \right.$.

Thay ngược lại để tìm công suất toàn trạm:

$P = 64P_{0} + 36P_{0} = 100P_{0}$.

Khi điện áp nâng lên thành 3U, hao phí giảm $3^{2} = 9$ lần so với ban đầu:

$\Delta P_{3} = \dfrac{\Delta P_{1}}{9} = \dfrac{36P_{0}}{9} = 4P_{0}$.

Số hộ dân có thể nhận đủ điện trong trường hợp này là:

$N = \dfrac{P - \Delta P_{3}}{P_{0}} = \dfrac{100P_{0} - 4P_{0}}{P_{0}} = 96$ hộ dân.

Đáp án cần điền là: 96

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòng- Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.