30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 30)

Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một

40/40

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?

93,8 %

90,2 %

92,8 %

85,8 %

Giải thích

Phương pháp:

+ Sử dụng công thức tính hiệu suất: H=P'P

+ Sử dụng công thức tính công suất hao phí: ΔP=P2U2cos2φR

Cách giải: 

+ Ban đầu hiệu suất truyền tải là 95%: H=P1'P1=0,95⇒P1'=0,95P1

Công suất hao phí khi này: ΔP1=P12U2cos2φR=0,05P1

⇒P1=P1'+ΔP1

+ Khi công suất sử dụng điện của khu dân cư tăng 20%: P2'=(1+0,2)P1'=1,2P1'=1,14P1

Công suất hao phí khi này: ΔP2=P22U2cos2φR

⇒P2=P2'+ΔP2

Ta có: ΔP1ΔP2=P12P22⇒ΔP2=P22P12ΔP1=P22P12⋅0,05P1

Xét tỉ số:

P2P1=P2'+ΔP2P1'+ΔP1⇒P2P1=1,14P1+0,05P1P22P12P1=1,14+0,05P22P12

Hay: 0,05P22P12−P2P1+1,14=0⇒P2P1=18,786P2P1=1,214

Ta suy ra hiệu suất của quá trình truyền tải:  

+ Trường hợp 1:  

H=P2'P2=1,14P118,786P1=0,0607=6,07% (loại do hao phí không vượt quá 30% nên H ≥ 70%) 

+ Trường hợp 2:  

H=P2'P2=1,14P11,214P1=0,939=93,9% (t/m)

Chọn A