Vật lí 12 Bài 16: Truyền tải điện năng – Máy biến áp được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 Bài 16
I) Công suất hao phí khi truyền tải điện năng
Điện năng được truyền từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ nhờ đường dây có điện trở r.
Giả sử công suất phát điện tại nhà máy là Pphát = UphátIcosφphát
Khi đó công suất hao phí trên đường dây là Php = I2r
Do mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện phát đi cũng bằng cường độ dòng điện trên dây nên
Nhận xét: Muốn giảm công suất hao phí trên đường dây ta có thể
+ Giảm 
thay đồng bằng vật liệu dẫn điện tốt hơn như bạc, vật liệu siêu dẫn,… → tốn kém. Tăng diện tích dây → khối lượng đồng tăng lên, lượng cột điện tăng lên → tốn kém.
+ Tăng hiệu điện thế nơi phát: khi Uphát tăng 10 lần thì Php giảm 100 lần → hiểu quả, không tốn kém→ cần một thiết bị biến đổi điện áp.
Hiệu suất truyền tải điện năng
II) Máy biến áp
– Khái niệm: máy biến áp là máy có thể biến đổi điện áp xoay chiều.
– Kí hiệu: như hình bên.
– Phân loại:
+) Máy tăng áp: máy làm tăng hiệu điện thế xoay chiều.
+) Máy giảm áp: máy làm giảm hiệu điện thế xoay chiều.
– Cấu tạo: 2 bộ phận chính:
+) Lõi biến áp: một khung sắt non có pha silic giúp truyền toàn bộ từ thông từ cuộn dây này sang cuộn dây kia.
+) Hai cuộn dây D1,D2 quấn trên 2 cạnh đối diện của khung, có ddienj trở nhỏ và hệ số tự cảm lớn, có số vòng dây lần lượt là N1,N2. Cuộn dây nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây được nối ra các cơ sơ tiêu thụ là cuộn thứ cấp .
– Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là U1 vào đầu cuộn dây sơ cấp có N1 vòng, tạo ra một dòng xoay chiều có giá trị hiệu dụng là I1 . Nhờ lõi biến áp mà từ thông ở mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp luôn bằng từ thông ở mỗi vòng dây của cuộn thứ cấp đều bằng Ф. Vì dòng điện xoay chiều nên tư thông do nó sinh ra cũng biên thiên điều hòa với cùng tần số. nên ở cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện một hiện điện thế thứ cấp có giá trị hiệu dụng là U2và có cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng là I2.
– Ứng dụng: nấu chảy kim loại, hàn điện, dùng trong truyền tải điện năng. ở nhà máy phát điện cần sử dụng máy tăng áp đẻ tăn hiệu điện thế trước khi phát làm giảm hao phí trên đường dây, ở nơi tiêu thụ cần máy hạ áp để có hiệu điện thế phù hợp để sử dụng,…
– Thực nghiệm chứng minh: 
Nếu máy biến áp lý tưởng ( không có hao phí điện năng P1 = P2)
Giải bài tập SGK Vật lí 12 Bài 16
Bài 1 (trang 91 SGK Vật Lý 12)
Máy biến áp là gì? Nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc của biến áp.
Lời giải:
+ Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều.
+ Cấu tạo: Lõi sắt non hình chữ nhật. Hai cuộn dây N1, N2 có số vòng dây quấn khác nhau. Cuộn dây N1 nối với nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây N2 nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp.
+ Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện tử. Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào điện áp xoay chiều có tần số f. Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp tạo ra từ thông biến thiên trong lõi sắt đi đến cuộn thứ cấp làm xuất hiện suất điện động cảm ứng. Khi máy biến áp hoạt động trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện xoay chiều cùng tần số với dòng điện ở cuộn sơ cấp.
Bài 2 (trang 91 SGK Vật Lý 12)
Máy biến áp lí tưởng làm việc bình thường có tỉ số N2/N1 bằng 3 khi (U1, I1) = (360V, 6A) thì (U2, I2) bằng bao nhiêu?
A. (1080V, 18A)
B. (120V, 2A)
C. (1080V, 2A)
D. (120V, 18A)
Lời giải:
Chọn đáp án C.
Ta có:
Máy biến áp lí tưởng nên ta có:
Bài 3 (trang 91 SGK Vật Lý 12)
Máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng, điện áp và cường độ ở mạch sơ cấp là 120V, 0,8A. Điện áp và công suất ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
A. 6V, 96W
B. 240V, 96W
C. 6V, 4,8W
D. 120V, 4,8W
Lời giải:
Chọn đáp án A.
Ta có
Bài 4 (trang 91 SGK Vật Lý 12)
Một biến áp có hai cuộn dây lần lượt có 10000 vòng và 200 vòng.
a) Muốn tăng áp thì cuộn nào là cuộn sơ cấp? Nếu đặt vào cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng 220V thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu?
b) Cuộn nào có tiết diện dây lớn hơn?
Lời giải:
a) Ta có: 
nên điện áp và số vòng dây là tỉ lệ thuận.
Để là máy tăng áp thì số vòng của cuộn dây thứ cấp phải lớn hơn số vòng dây của cuộn sơ cấp. Do đó số vòng cuộn sơ cấp N1 = 200 vòng, số vòng của cuộn thứ cấp N2 = 10000 vòng.
Ta có: 
b) Cuộn sơ cấp có tiết diện dây lớn hơn vì N1 < N2
Bài 5 (trang 91 SGK Vật Lý 12)
Máy biến áp lí tưởng cung cấp một dòng điện 30A dưới một điện áp hiệu dụng 220V. Điện áp hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là 5kV.
a) Tính công suất tiêu thụ ở cửa vào và ở cửa ra của biến áp
b) Tính cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp.
Lời giải:
a) (Nếu bỏ qua sự hao phí của máy biến áp (biến áp lí tưởng))
Công suất tiêu thụ ở cửa vào và ở cửa ra của biến áp là:
P1 = P2 = U2I2 = 220.30 = 6600 W
b) P1 = U1I1
Bài 6 (trang 91 SGK Vật Lý 12)
Một biến áp cung cấp một công suất 4kW dưới một điện áp hiệu dụng 110V. Biến áp đó nối với đường dây tải điện có điện trở tổng là 2Ω
a) Tính cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện.
b) Tính độ sụt thế trên đường dây tải điện.
c) Tính điện áp hiệu dụng ở cuối đường dây tải điện.
d) Xác định công suất tổn hao trên đường dây đó.
e) Thay biến áp trển dây bằng một biến áp có cùng công suất nhưng điện áp hiệu dụng ở cửa ra là 220V. Tính toán lại các đại lượng nêu ra ở bốn câu hỏi trên.
Lời giải:
a) Cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện:
b) Độ sụt thế: ΔU = Ud = R.I2 = 2.400/11 = 72,73 V
c) Điện áp ở cuối đường dây tải:
Utiêu thụ = U2 – ΔU = 110 – 72,73 = 37,27 (V)
d) Công suất tổn hao trên đường dây :
e) Với U’2 = 220V ta có:
Cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện:
Độ sụt thế ΔU’ = R.I’2 = 2.200/11 = 36,36 (V)
Điện áp ở cuối đường dây tải:
U’tiêu thụ = U’ra – ΔU’ = 220 – 36.36 = 183,64 (V)
Công suất tổn hao trên đường dây:
Trắc nghiệm Vật lí 12 Bài 16 có đáp án
Bài 1: Điện năng được truyền đi với công suất P trên một đường dây tải điện với một điện áp ở trạm truyền là U, hiệu suất của quá trình truyền tải là H. Giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện nhưng tăng công suất truyền tải lên k lần thì công suất hao phí trên đường dây tải điện là:
Lời giải
– Ta có:
– Khi tăng công suất truyền tải lên P’ = k.P thì công suất hao phí:
Chọn đáp án B
Bài 2: Điện năng được truyền đi với công suất P trên một đường dây tải điện với một điện áp ở trạm truyền là U, hiệu suất của quá trình truyền tải là 90%. Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện nhưng giảm công suất truyền tải đi 2 lần thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là:
A. 80%
B. 85%
C. 90%
D. 95%
Lời giải
– Ta có:
– Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện nhưng giảm công suất truyền tải đi 2 lần thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là:
Chọn đáp án D
Bài 3: Một đường dây có điện trở R = 2 Ω, dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ. Điện áp hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là 5000 V, công suất cần truyền tải là 500 kW. Hệ số công suất của mạch điện là 0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất trên đường dây do tỏa nhiệt?
A. 6,25%
B. 10%
C. 3,25%
D. 8%
Lời giải
– Phần trăm công suất bị mất trên đường dây do tỏa nhiệt:
Chọn đáp án A
Bài 4: Điện năng ở một trạm điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV, hiệu suất trong quá trình truyền tải là 80%. Biết công suất truyền đi là không đổi. Muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải:
A. giảm điện áp xuống còn 1 kV
B. tăng điện áp lên đến 8 kV
C. giảm điện áp xuống còn 0,5 kV
D. tăng điện áp lên đến 4 kV
Lời giải
– Ta có:
(Vì công suất nơi phát P, điện trở dây R, hệ số công suất cosφ không thay đổi)
– Vậy ta có:
Chọn đáp án D
Bài 5: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp bằng 10. Mắc một bóng đèn sợi đốt loại 24 V – 24 W vào hai đầu cuộn thứ cấp thì đèn sáng bình thường. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong cuộn sơ cấp bằng:
A. 0,2 A.
B. 0,5 A.
C. 0,1 A.
D. 2 A.
Lời giải
– Dòng điện qua đèn để đèn sáng bình thường:
→ Dòng điện ở sơ cấp:
Chọn đáp án C
Bài 6: Một người định quấn một máy hạ áp từ điện áp U1 = 220 V xuông U2 = 90 V với lõi không phân nhánh, xem máy biến áp là lí tưởng, khi máy làm việc thì suất điện động hiệu dụng xuất hiện trên mỗi vòng dây là 2 Vôn/vòng. Người đó quấn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại quấn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với điện áp U1 = 220 V thì điện áp hai đầu cuộn thứ cấp đo được là 110 V. Số vòng dây bị quấn ngược là:
A. 20 vòng.
B. 15 vòng.
C. 30 vòng.
D. 10 vòng.
Lời giải
– Số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp khi vấn đúng là:
– Gọi n là số vòng dây bị quấn ngược ở sơ cấp:
→ Kết quả là từ trường của n vòng quấn ngược sẽ triệt tiêu đi từ trường của n vòng quấn thuận.
→ Số vòng dây hiệu dụng ở sơ cấp khi đó:
→ Áp dụng công thức máy biến áp:
Chọn đáp án D
Bài 7: Một máy tăng áp có tỉ số vòng dây giữa hai cuộn dây là 2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz. Tần số dòng điện hai đầu cuộn thứ cấp bằng:
A. 50 Hz.
B. 25 Hz.
C. 100 Hz.
D. 50√2 Hz.
Lời giải
– Máy biến áp không làm thay đổi tần số của dòng điện qua nó:
→ 50 Hz.
Chọn đáp án A
Bài 8: Một máy biến áp có số vòng dây của cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp. Máy biến áp này có tác dụng:
A. tăng cường độ dòng điện, giảm điện áp.
B. giảm cường độ dòng điện, tăng điện áp.
C. tăng cường độ dòng điện, tăng điện áp.
D. giảm cường độ dòng điện, giảm điện áp.
Lời giải
– Máy biến áp có số vòng cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng cuộn thứ cấp → máy hạ áp và làm tăng cường độ dòng điện.
Chọn đáp án A
Bài 9: Trong truyền tải điện năng đi xa bằng máy biến áp. Biết cường độ dòng điện luôn cùng pha so với điện áp hai đầu nơi truyền đi. Nếu điện áp ở nơi phát tăng 20 lần thì công suất hao phí trên đường dây giảm:
A. 200 lần
B. 40 lần
C. 400 lần
D. 20 lần
Lời giải
– Công suất hao phí trong quá trình truyền tải:
→ U tăng lên 20 lần thì hao phí trên dây giảm 400 lần.
Chọn đáp án C
Bài 10: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp lí tưởng điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi. Nếu tăng số vòng dây của cuộn thứ cấp thêm 20% thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở tăng thêm 40 V so với lúc đầu. Điện áp hiệu dụng ban đầu của cuộn thứ cấp để hở là:
A. 220 V
B. 200 V
C. 60 V
D. 48 V
Lời giải
– Áp dụng công thức máy biến áp. Ta có:
Chọn đáp án B
Bài 11: Trạm phát điện truyền đi công suất 550 kW, điện áp nơi phát bằng 10 kV. Muốn độ giảm điện áp trên dây tải không vượt quá 10% điện áp nơi phát thì điện trở của dây tải điện không được vượt quá giá trị:
A. 18 Ω
B. 11 Ω
C. 55 Ω
D. 5,5 Ω
Lời giải
– Công suất hao phí là:
Chọn đáp án A
Bài 12: Một học sinh quấn một máy biến áp với lõi sắt không phân nhánh, có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,9 U. Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 50 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong đó. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến áp này là:
A. 1900 vòng
B. 3000 vòng
C. 1950 vòng
D. 2900 vòng
Lời giải
– Ta có: N2 = 2N1.
– Vì cuộn thứ cấp có 50 vòng dây quấn ngược, nên ta có phương trình:
⇒ Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến áp là 3000 vòng.
Chọn đáp án B
Bài 13: Điện năng được tải từ một máy phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây có điện trở R = 50 Ω. Biết điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp máy hạ thế lần lượt là U1 = 2000 V, U2 = 200 V. Cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp máy hạ thế I2 = 200A. Hiệu suất truyền tải điện là:
A. 85%
B. 90%
C. 87%
D. 95%
Lời giải
– Cường độ dòng điện chạy trong dây tải chính là cường độ dòng điện trong cuộn sơ cấp của máy hạ thế.
– Ta có:
– Hiệu suất truyền tải điện là:
Chọn đáp án C
Bài 14: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) các cuộn sơ cáp có cùng số vòng dây nhưng các cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau.
+ Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp để hở của máy đó là 1,5.
+ Khi đạt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2.
+ Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên của hai máy là bằng nhau.
– Số vòng dây của cuộn sơ cấp mỗi máy là:
A. 100 vòng
B. 150 vòng
C. 250 vòng
D. 200 vòng
Lời giải
– Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp là N, cuộn thứ cấp của máy 1 là N1, cuộn thứ cấp của máy 2 là N2.
– Theo đề bài ta có:
– Để hai tỉ số trên bằng nhau ta phải tăng N1 và giảm N2. Do đó:
Chọn đáp án D
Bài 15: Nguời ta cần truyền đi xa một công suất điện 1 MW dưới điện áp 6 kV, mạch có hệ số công suất cosφ = 0,9. Để hiệu suất truyền tải điện không nhỏ hơn 80% thì điện trở R của đường dây phải thỏa mãn:
A. R ≤ 5,8 Ω
B. R ≤ 3,6 Ω
C. R ≤ 36 Ω
D. R ≤ 72 Ω
Lời giải
– Ta có: 
– Để tỉ lệ hao phí không quá 20%.
Chọn đáp án A
Bài 16: Một máy biến áp lý tưởng có số vòng của hai cuộn dây là N1 và N2. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây N1 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây N2 là 3U. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây N2 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 6U thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây N1 là:
A. 2U.
B. 3U.
C. 4U.
D. 9U.
Lời giải
– Đặt vào N1 điện áp U thì điện áp hai đầu N2 là 3U → máy tăng áp lên 3 lần.
⇒ Nếu ta dùng máy biến áp theo chiều ngược lại thì nó sẽ giảm đi 3 lần → điện áp hai đầu N1 khi đó là 2U.
Chọn đáp án A
Bài 17: Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây.
Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,33. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,38.
– Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp:
A. 45 vòng dây.
B. 60 vòng dây.
C. 85 vòng dây.
D. 10 vòng dây.
Lời giải
– Áp dụng công thức máy biến áp cho các trường hợp:
– Vậy cần quấn thêm 85 – 25 = 60 vòng.
Chọn đáp án B
Bài 18: Điện năng ở một trạm phát điện khi được truyền đi dưới điện áp 20 kV (ở đầu đường dây tải) thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện là 80%. Coi công suất truyền đi là không đổi. Khi tăng điện áp đường dây lên đến 50 kV thì hiệu suất truyền tải điện là:
A. 92,4%.
B. 98,6%.
C. 96,8%.
D. 94,2%.
Lời giải
– Hiệu suất truyền tải điện:
– Lập tỉ số:
Chọn đáp án C
Bài 19: Từ một trạm phát điện xoay chiều một pha đặt tại vị trí M, điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ N, cách M 180 km. Biết đường dây có điện trở tổng cộng 80 Ω (coi dây tải điện là đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài của dây).
Do sự cố, đường dây bị rò điện tại điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt bởi một vật có điện trở có giá trị xác định R).
Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ, sau đó dùng nguồn điện không đổi 12 V, điện trở trong không đáng kể, nối vào hai đầu của hai dây tải điện tại M. Khi hai đầu dây tại N để hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,40 A còn khi hai đầu dây tại N được nối tắt bằng một đoạn dây có điện trở không đáng kể thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,42 A.
– Khoảng cách MQ là:
A. 167 km.
B. 45 km.
C. 90 km.
D. 135 km.
Lời giải
– Ta có:
Chọn đáp án B
Bài 20: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi?
Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện áp trên đường dây tải điện bằng 5% điện áp hiệu dụng giữa hai cực của trạm phát điện. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
A. 9,01 lần
B. 8,515 lần
C. 10 lần
D. 9,505 lần
Lời giải
– Phương trình điện áp truyền tải trong hai trường hợp:
(với ΔU là độ sụt áp trên đường dây và Utt là điện áp nơi tiêu thụ.)
– Công suất hao phí trên dây ΔP = I2R → hao phí giảm 100 lần:
– Kết hợp với giả thuyết:
→ Thay vào hệ phương trình trên:
Chọn đáp án D
Bài 21: Trong quá trình truyền tải điện năng, biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải điện được sử dụng chủ yếu hiện nay là:
A. giảm công suất truyền tải.
B. tăng điện áp trước khi truyền tải.
C. tăng chiều dài đường dây.
D. giảm tiết diện dây.
Lời giải
– Trong quá trình truyền tải điện năng, biện pháp để giảm hao phí được dung chủ yếu hiện nay là tăng điện áp trước khi truyền đi.
Chọn đáp án B
Bài 22: Người ta cần truyền một công suất 5MW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ cách nhau 5km. Hiệu điện thế hiệu dụng cuộn thứ cấp của máy tăng áp là U =100kV.
– Muốn độ giảm thế trên đường dây không quá 1% U thì tiết diện của đường dây dẫn phải thỏa điều kiện nào? Biết điện trở suất của dây tải điện là 1,7.10-8Ωm.
A. S ≥ 5,8 mm2
B. S ≤ 5,8 mm2
C. S ≥ 8,5 mm2
D. S ≤ 8,5 mm2
Lời giải
– Độ giảm thế cực đại trên đường dây:
→ Dòng điện chạy qua dây truyền tải:
→ Điện trở của dây dẫn:
– Ta có:
Chọn đáp án C
Bài 23: Điện năng được truyền từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây dẫn có điện trở tổng cộng là 40 Ω. Công suất truyền đi là 196 kW với hiệu suất truyền tải là 98%. Điện áp ở hai đầu đường dây tải có giá trị nhỏ nhất vào khoảng:
A. 40 kV.
B. 10 kV.
C. 20 kV.
D. 30 kV.
Lời giải
– Ta có giản đồ vecto cho các điện áp:
– Mặt khác kết hợp với giả thuyết T2:
– Thay hệ trên vào (1) ta tìm được: 
– Để giảm hao phí xuống 4 lần, nghĩa là I giảm 2 lần do vậy cũng giảm đi hai lần:
– Áp dụng định lý sin trong tam giác:
Chọn đáp án C
Bài 24: Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 80%. Cho công suất truyền đi không đổi và hệ số công suất ở nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) luôn bằng 0,8. Để giảm hao phí trên đường dây 4 lần thì cần phải tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên n lần. Giá trị của n là:
A. 2,1.
B. 2,2.
C. 2,3.
D. 1,9.
Lời giải
– Ta có giản đồ vecto cho các điện áp:
– Mặt khác kết hợp với giả thuyết T2:
– Thay hệ trên vào (1) ta tìm được:
– Để giảm hao phí xuống 4 lần, nghĩa là I giảm 2 lần do vậy cũng giảm đi hai lần:
– Áp dụng định lý sin trong tam giác:
Chọn đáp án C
Bài 25: Tại một điểm M có một máy phát điện xoay chiều một pha có công suất phát điện và hiệu điện thế hiệu dụng ở hai cực của máy phát đều không đổi. Nối hai cực của máy phát với một trạm tăng áp có hệ số tăng áp là k đặt tại đó. Từ máy tăng áp điện năng được đưa lên dây tải cung cấp cho một xưởng cơ khí cách xa điểm M.
Xưởng cơ khí có các máy tiện cùng loại công suất khi hoạt động là như nhau. Khi hệ số k = 2 thì ở xưởng cơ khí có tối đa 120 máy tiện cùng hoạt động. Khi hệ số k = 3 thì ở xưởng cơ khí có tối đa 125 máy tiện cùng hoạt động.
Do xảy ra sự cố ở trạm tăng áp người ta phải nối trực tiếp dây tải điện vào hai cực của máy phát điện, khi đó ở xưởng cơ khí có thể cho tối đa bao nhiêu máy tiện cùng hoạt động. Coi rằng chỉ có hao phí trên dây tải điện là đáng kể. Điện áp và dòng điện trên dây tải điện luôn cùng pha:
A. 93
B. 102
C. 84
D. 66
Lời giải
– Gọi P là công suất truyền tải, ΔP là hao phí trên dây và P0 là công suất tiêu thụ của một máy.
→ Khi nối trực tiếp vào máy phát mà không qua trạm tăng áp:
P = ΔP + nP0
– Ta có 12 + 12 khi tăng áp lên k lần thì dòng điện giảm k lần →ΔP giảm k2 lần
→ Thay vào phương trình đầu, ta thu được n = 93
Chọn đáp án A
Bài 26: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1, khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U2. Nếu tăng thêm n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở bây giờ là U3. Số vòng dây của cuộn sơ cấp bằng:
Lời giải
– Áp dụng công thức máy biến áp:
– Khi tăng số vòng dây thứ cấp lên n vòng:
Chọn đáp án C
Bài 27: Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn thứ cấp bằng 0,8 lần số vòng dây của cuộn sơ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây.
Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,4. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,5.
– Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp:
A. 84 vòng dây.
B. 40 vòng dây.
C. 100 vòng dây.
D. 75 vòng dây.
Lời giải
– Áp dụng công thức của máy biến áp.
+ Khi quấn theo dự định thì:
+ Với n là số vòng dây quấn thiếu ở thứ cấp, ta có:
+ Khi quấn thêm vào thứ cấp 25 vòng dây nữa thì:
– Từ ba phương trình trên, ta tìm được:
→ Ta cần quấn thêm 75 vòng
Chọn đáp án D
Bài 28: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng, cuộn thứ cấp của máy được nối với biến trở R bằng dây dẫn có điện trở không đổi R0. Gọi cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp là I, điện áp hiệu dụng ở hai đầu biến trở là U. Khi giá trị R tăng thì:
A. I tăng, U tăng.
B. I giảm, U tăng.
C. I giảm, U giảm.
D. I tăng, U giảm.
Lời giải
– Với công suất mà mát biến áp truyền đến tải ở thứ cấp là không đổi:
→ khi R tăng thì I giảm.
– Với: 
→ khi R tăng thì UR tăng.
Chọn đáp án B
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật lí 12 Bài 16: Truyền tải điện năng – Máy biến áp do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Truyền tải điện năng – Máy biến áp. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 12
