Bài giảng Vật lý Lớp 9 - Chủ đề: Truyền tải điện năng đi xa

Chủ đềTRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG(tích hợp 2 bài: 36 và 37 SGK VL9 theo tinh thần giảm tải nội dung của Bộ GD&ĐT vì dịch COVID-19)Nội dung chủ đề gồm các nội dungPhần 1. Khởi độngPhần 2. Hình thành kiến thứcI – Sự hao phí điện năng trên đường dây tải điệnII – Cấu tạo và hoạt động của máy biến thếIII – Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thếPhần 3. Luyện tập và vận dụngPhần 4. Tự học mở rộng kiến thức: Lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điệnPhần 3. Luyện tập và vận dụngPhần 1. Khởi độngPhần 2. Hình thành kiến thứcHS học từ nội dungPhần 3. Luyện tập và vận dụngA. Khởi độngQuan sát và nhận xétHS truy cập vào: Đường dây tải điện 500kV(đường dây tải điện cao thế rất nguy hiểm)Trạm hạ áp 25 kVTrạm hạ áp 220VTại sao phải xây dựng đường dây cao thế và lắp đặt những trạm biến áp vừa tốn kém vừa nguy hiểm này?B. Hình thành kiến thứcI – Sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện	Khi dùng dây dẫn truyền tải điện năng đi xa sẽ có một phần điện năng bị hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn.1. 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 ......... ............................. (*)Thay (*) vào ........, ta được công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt phụ thuộc vào P , U, R: (3)P = U.I P hp = R.I2 (1) I = P / U (2) P hp =RP 2U22. Cách làm giảm hao phíTừ công thức muốn giảm P hp (công suất hao phí) thì có những cách làm sau:- Giảm R (điện trở) do P hp tỉ lệ thuận với R.- Tăng U (hiệu điện thế) do P hp tỉ lệ nghịch với U2.P hp =RP 2U2Từ công thức C2. Giảm Php (công suất hao phí) bằng cách giảm R (điện trở)Chất làm dây dẫn đã chọn trước và chiều dài đường dây không đổi. Vậy giảm điện trở Rdd thì phải tăng tiết điện S nghĩa là dùng dây dẫn có tiết diện lớn, khối lượng lớn, đặt tiền, nặng, hệ thống cột phải lớn, dễ gãy đổ Tổng chi phí làm tăng tiết diện S của dây dẫn >> giá trị điện năng bị hao phí. C3. Bằng cách tăng hiệu điện thế U đặt vào hai đầu dây dẫn thì giảm Php (công suất hao phí) đi rất nhiều vì Php tỉ lệ nghịch với U2 .Chế tạo máy tăng hiệu điện thế. Kết luận:Để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện thì tốt nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.Vì công suất hao phí do tỏa nhiệt tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây II – Máy biến thế1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến thếQuan sát và ghi nhớ thông tin (HS truy cập vào: cuộn dây(cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp) có số vòng n1, n2 khác nhau, đặt cách điện với nhauMột lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho cả hai cuộn dây.CẤU TẠO MÁY BIẾN THẾ2. Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế. Hoạt động của máy biến thếC2/100: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một HĐT xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm, vì thế số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một HĐT xoay chiều gây ra.Vì vậy, HĐT hai đầu cuộn thứ cấp cũng là HĐT xoay chiều.2. Kết luận* Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều.3. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn. Khi U1 > U2 hay n1 > n2 ta có máy hạ thế . Khi U1 n1 nên máy là tăng thế Đáp ánC4/tr99. Cùng một công suất điện P được tải đi trên cùng một dây dẫn . Hãy so sánh công suất hao phí khi dùng hiệu điện thế 500000V với hiệu điện thế 100000V.Từ công thức Php =P 2 vì U1 = 5.U2 nên P1= 25. P2Vậy, dùng hiệu điện thế 500000V sẽ giảm công suất hao phí 25 lần so với dùng hiệu điện thế 100000VĐáp ánC5/tr99. Trả lời tình huống đầu bàiĐáp ánViệc xây dựng đường dây điện cao thế tuy có nguy hiểm, tốn kém nhưng giảm được rất nhiều công suất hao phí do tỏa nhiệt. Nếu thực hiện tốt các biện pháp an toàn điện thì chúng ta có thể tránh được những nguy hiểm do đường dây cao thế gây ra. D. Tự học mở rộng kiến thức- Tự học mục III lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện- Trả lời lại các câu hỏi trong bài học.Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, có một phần điện năng bị hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn.