Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 95%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây và không vượt quá 30%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng thêm 20% và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây khi đó gần nhất giá trị nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Ban đầu hiệu suất truyền tải là 95%: \(H=\frac{P_{1}^{\prime }}{{{P}_{1}}}=0,95\Rightarrow P_{1}^{\prime }=0,95{{P}_{1}}\)
Công suất hao phí khi này: \(\Delta {{P}_{1}}=\frac{P_{1}^{2}}{{{U}^{2}}{{\cos }^{2}}\varphi }R=0,05{{P}_{1}}\)
\(\Rightarrow {{P}_{1}}=P_{1}^{\prime }+\Delta {{P}_{1}}\)
+ Khi công suất sử dụng điện của khu dân cư tăng 20%: \(P_{2}^{\prime }=(1+0,2)P_{1}^{\prime }=1,2P_{1}^{\prime }=1,14{{P}_{1}}\)
Công suất hao phí khi này: \(\Delta {{P}_{2}}=\frac{P_{2}^{2}}{{{U}^{2}}{{\cos }^{2}}\varphi }R\)
\(\Rightarrow {{P}_{2}}=P_{2}^{\prime }+\Delta {{P}_{2}}\)
Ta có: \(\frac{\Delta {{P}_{1}}}{\Delta {{P}_{2}}}=\frac{P_{1}^{2}}{P_{2}^{2}}\Rightarrow \Delta {{P}_{2}}=\frac{P_{2}^{2}}{P_{1}^{2}}\Delta {{P}_{1}}=\frac{P_{2}^{2}}{P_{1}^{2}}\cdot 0,05{{P}_{1}}\)
Xét tỉ số: \(\frac{{{P}_{2}}}{{{P}_{1}}}=\frac{P_{2}^{\prime }+\Delta {{P}_{2}}}{P_{1}^{\prime }+\Delta {{P}_{1}}}\Rightarrow \frac{{{P}_{2}}}{{{P}_{1}}}=\frac{1,14{{P}_{1}}+0,05{{P}_{1}}\frac{P_{2}^{2}}{P_{1}^{2}}}{{{P}_{1}}}=1,14+0,05\frac{P_{2}^{2}}{P_{1}^{2}}\)
Hay: \(0,05\frac{P_{2}^{2}}{P_{1}^{2}}-\frac{{{P}_{2}}}{{{P}_{1}}}+1,14=0\Rightarrow \left( \begin{array}{*{35}{l}} \frac{{{P}_{2}}}{{{P}_{1}}}=18,786 \\ \frac{{{P}_{2}}}{{{P}_{1}}}=1,214 \\ \end{array} \right.\)
Ta suy ra hiệu suất của quá trình truyền tải:
+ Trường hợp 1:
\(H=\frac{P_{2}^{\prime }}{{{P}_{2}}}=\frac{1,14{{P}_{1}}}{18,786{{P}_{1}}}=0,0607=6,07%\)(loại do hao phí không vượt quá 30% nên H ≥ 70%)
+ Trường hợp 2:
\(H=\frac{P_{2}^{\prime }}{{{P}_{2}}}=\frac{1,14{{P}_{1}}}{1,214{{P}_{1}}}=0,939=93,9%\text{ }(\text{t/m})\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Chuyên Lam Sơn Lần 2