Một máy phát điện xoay chiều cho HĐT ở hai cực của máy là 2.000V. Muốn tải điện năng đi xa, người ta phải dung 1 máy biến áp lí tưởng để tăng điện thế lên 20.000V. Biết rằng số vòng cuộn sơ cấp của máy là 4.000 vòng. Hãy tính
a. Số vòng của cuộn dây thứ cấp.
b. Khi vận hành, máy biến áp cung cấp công suất có giá trị là 70KW. Tính công suất hao phí trên đường dây tải điện với tổng trở trên dây là 20 Ohm.
c. Công suất nơi tiêu thụ và hiệu suất truyền tải.
d. Độ giảm điện áp và điện áp nơi tiêu thụ
a. Số vòng của cuộn dây thứ cấp:
Để tăng điện thế từ 2.000V lên 20.000V, tỷ số biến áp của máy biến áp sẽ là: Tỷ số biến áp = 20.000 / 2.000 = 10.
Số vòng của cuộn dây thứ cấp sẽ là ngược của tỷ số biến áp, do đó: Số vòng của cuộn dây thứ cấp = (1 / Tỷ số biến áp) * Số vòng cuộn sơ cấp = (1 / 10) * 4.000 = 400 vòng.
b. Công suất hao phí trên đường dây tải điện:
Để tính công suất hao phí trên đường dây tải điện, ta sử dụng công thức: P_hao phí = I^2 * R.
Trong đó:
P_hao phí là công suất hao phí trên đường dây (đơn vị: watt, W).I là dòng điện truyền tải qua đường dây (đơn vị: ampe, A).R là tổng trở trên đường dây (đơn vị: ohm, Ω).Đầu ra của máy biến áp là 70 kW và vì đây là biến áp lý tưởng, công suất ở đầu vào và đầu ra là bằng nhau. Vì vậy, công suất đầu vào của máy biến áp cũng là 70 kW.
Với công suất và hiệu điện thế, ta có thể tính được dòng điện trên đường dây: I = P / V = 70.000 / 20.000 = 3,5 A.
Cuối cùng, tính công suất hao phí: P_hao phí = I^2 * R = (3,5)^2 * 20 = 122,5 kW.
c. Công suất nơi tiêu thụ và hiệu suất truyền tải:
Công suất nơi tiêu thụ là công suất đầu ra của máy biến áp, nên là 70 kW.
Hiệu suất truyền tải được tính bằng tỉ lệ giữa công suất nơi tiêu thụ và công suất đầu vào của máy biến áp: Hiệu suất = (Công suất nơi tiêu thụ / Công suất đầu vào) * 100% = (70 kW / 70 kW) * 100% = 100%.
d. Độ giảm điện áp và điện áp nơi tiêu thụ:
Độ giảm điện áp là sự chênh lệch giữa điện áp ở cuộn sơ cấp và điện áp ở cuộn thứ cấp của máy biến áp: Độ giảm điện áp = V_sơ cấp - V_thứ cấp = 20.000 V - 2.000 V = 18.000 V.
Điện áp nơi tiêu thụ chính là điện áp ở cuộn thứ cấp: V_nơi tiêu thụ = V_thứ cấp = 20.000 V.
Như vậy, độ giảm điện áp là 18.000 V và điện áp nơi tiêu thụ là 20.000 V.
