Công thức tính công suất hao phí

Công thức tính công suất hao phí được VnDoc đăng tải sau đây bao gồm các nội dung chính như định nghĩa công suất hao phí, công thức tính công suất hao phí, cách làm giảm hao phí điện năng trên đường truyền.

1. Sự hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện năng đi xa

* Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.

2. Nguyên nhân gây hao phí điện năng trên đường truyền

- Truyền tải điện năng bằng dây dẫn nên dây có điện trở và nếu sử dụng loại dây điện có điện trở quá lớn, công suất hao phí trong quá trình truyền tải có thể tăng lên => Điện trở càng lớn thì công suất hao phí sẽ càng cao.

- Dòng điện chạy liên tục trong dây dẫn sẽ làm dây dẫn tỏa nhiệt và tạo thành công suất hao phí điện năng.

- Hao phí trên đường truyền là hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây hay chính là tổng công suất tỏa nhiệt trên dây dẫn => Chiều dài của dây dẫn càng lớn, công suất hao phí sẽ càng tăng.

3. Công suất hao phí

Công suất hao phí là đại lượng cho biết lượng công vô ích được sản sinh. Trong quá trình hoạt động của máy móc nó còn được hiểu là công suất tỏa nhiệt. Hay chính là lượng nhiệt năng làm dây nóng lên và thay đổi điện trở.

4. Công thức tính công suất hao phí (W)

$P_{hp}=I^2.R=\frac{U^2}{R}=R.\frac{P^2}{U^2}$

Trong đó: P_hp là công suất hao phí

I là cường độ dòng điện (A)

U là hiệu điện thế (V)

R là điện trở của dây dẫn (Ω)

P là công suất (W)

5. Cách làm giảm hao phí điện năng trên đường truyền

Từ công thức tính công suất hao phí: Php = (P².R)/U²

ta có thể thấy cách làm giảm hao phí điện năng trên đường truyền, đó là giảm giảm điện trở R hoặc tăng hiệu điện thế U hoặc tăng giá trị của hệ số công suất cosφ. Cụ thể như sau:

5.1. Giảm điện trở R

Giảm điện trở suất của dây dẫn: Dùng các vật liệu có điện trở suất nhỏ làm dây tải điện như vàng, bạc,.. để tăng khả năng dẫn điện. Tuy nhiên, cách này quá tốn kém vì đây đều là các vật liệu đắt tiền.

Tăng diện tích mặt cắt của dây dẫn bằng cách sử dụng dây to => Tăng khối lượng dây và cột đỡ.

=> Khi giảm điện trở R đi k lần thì công suất hao phí Php giảm k lần.

5. 2. Tăng hiệu điện thế U

Tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây truyền tải, cách này dễ thực hiện bằng cách sử dụng máy biến thế.

5.3. Tăng giá trị của hệ số công suất cosφ

Để tăng giá trị của hệ số công suất cosφ, chúng ta phải sử dụng các loại tụ điện đắt tiền ở những nơi tiêu thụ điện năng. Do đó, cách này cũng không khả thi.

Một số giải pháp cho việc truyền tải điện năng đi xa

Sử dụng máy tăng thế trước khi truyền tải để tăng hiệu điện thế

Xây dựng hệ thống đường dây điện cao thế (110 kV - 500 kV), trung thế (11 kV – 35 kV) và hạ thế (220 V - 380 V) gồm: cột điện, dây dẫn,….

6. Bài tập vận dụng tính công suất hao phí

Hướng dẫn trả lời

a. Công suất hao phí là:

$P_{hp}=\frac{R.P^2}{U^2}=\frac{50.{\left(10000\right)}^2}{{100}^2}=500000\left(kW\right)$

b. Nếu tăng hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tải điện lên đến 200kV thì công suất hao phí sẽ giảm đi ${200}^2=40000$ và có giá trị là:

$P_{hp}=\frac{500000}{40000}=12,5\left(kW\right)$

Hướng dẫn trả lời

Ta có: $P_{hp}=R.\frac{P^2}{U^2}=104.\frac{{45000}^2}{{25000}^2}=336,96\left(W\right)$

Công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế nên P_hp giảm 10 lần thì U tăng:

$U={25000}^2=625000000\left(V\right)$

Hướng dẫn trả lời

Dựa vào công thức tính công suất hao phí

$P_{hp}=R.\frac{P^2}{U^2}$

Ta thấy khi công suất truyền tải tăng lên 2 lần thì hao phí truyền tải tăng lên 4 lần

Hướng dẫn trả lời

Ta có điện trở dây dẫn là: 120.0,4 = 48 (Ω)

Áp dụng công thức tính công suất hao phí

Công suất hao phí trên đường dây là:

P_hp = R.I² = 48.2002 = 1920000 (W)