Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, một phần năng lượng sẽ bị hao hụt do sự tỏa nhiệt trên đường dây và người ta gọi đó là công suất hao phí.
Công suất hao phí được tính như thế nào? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu vấn đề này thông qua bài viết công thức tính công suất hao phí?
Công suất hao phí là gì?
Công thức tính công suất hao phí
Công thức tính công suất hao phí là Php = I2 x R = R x P2/ U2 = P2 x U2 x cos2φ x r
Trong đó:
+ Php là công suất hao phí điện năng trong quá trình truyền tải từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ điện (W)
+ I là cường độ dòng điện (A)
+ U là hiệu điện thế (V)
+ R là điện trở của dây dẫn (Ω)
+ Cos φ là hệ số công suất của mạch điện xoay chiều
Các đơn vị đo công suất
Watt (W) là đơn vị đo công suất chính và chuẩn xác nhất- một số đơn vị đo nhỏ hơn như: mW, MW, KW, Kva.
Trong đó:
+ KwA: mạch điện xoay chiều với công thức biểu kiến (S) và vectơ tổng của công suất thực (P) và công suất phản kháng (Q). VA là đơn vị đo của công suất dòng điện và được tính bằng việc nhân hiệu điện thế tính theo V cùng cường độ dòng điện A.
+ Kw: là đơn vị đo công suất P trong hệ đo lường quốc tế, công suất này biểu thị cho sự thay đổi nguồn năng lượng ΔE trong khoảng thời gian Δt.
Làm thế nào để giảm hao phí điện năng trên đường truyền?
Chúng ta có thể thấy công thức tính công suất hao phí như sau:
Php = I2 x R = R x P2/ U2 = P2 x U2 x cos2φ x r
Từ công thức này ta có thể thấy rằng để giảm hao phí điện năng trên đường truyền thì ta có thể giảm điện trở R hoặc tăng hiệu điện thế U hoặc tăng giá trị của hệ số công suất cosφ. Cụ thể như sau:
– Giảm điện trở R
Điện trở của dây dẫn được xác định bằng tích điện trở suất của vật liệu của dây dẫn với chiều dài của dây dẫn chia cho diện tích mặt cắt của dây dẫn. Vì chiều dài của dây dẫn trên đường truyền là xác định nên ta có thể giảm điện trở bằng cách: Giảm điện trở suất của dây dẫn: Dùng các vật liệu có điện trở suất nhỏ làm dây tải điện như vàng, bạc,.. để tăng khả năng dẫn điện.
– Tăng diện tích mặt cắt của dây dẫn bằng cách sử dụng dây to do đó tăng khối lượng dây và cột đỡ. Khi giảm điện trở R đi k lần thì công suất hao phí Php giảm k lần.
– Tăng hiệu điện thế U
Theo công thức tính công suất hao phí, khi tăng hiệu điện thế lên k lần thì Php sẽ giảm k2 lần. Do đó, tăng hiệu điện thế sẽ hiệu quả hơn so với phương án giảm điện trở. Để làm được điều này, người ra sử dụng máy tăng thế.
– Tăng giá trị của hệ số công suất cosφ
Để tăng giá trị của hệ số công suất cosφ, chúng ta phải sử dụng các loại tụ điện đắt tiền ở những nơi tiêu thụ điện năng. Do đó, cách này cũng không khả thi.
Một số giải pháp cho việc truyền tải điện năng đi xa
– Sử dụng máy tăng thế trước khi truyền tải để tăng hiệu điện thế
– Xây dựng hệ thống đường dây điện cao thế (110 kV – 500 kV), trung thế (11 kV – 35 kV) và hạ thế (220 V – 380 V) gồm: cột điện, dây dẫn.
Tóm lại, để giảm hao phí điện năng trên đường truyền, bạn cần sử dụng các thiết bị điện tiết kiệm năng lượng, kiểm tra và bảo dưỡng thiết bị điện thường xuyên, sử dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng, tối ưu hóa hệ thống điện và sử dụng thiết bị điện thông minh.
Một số mẫu bài tập công suất tính hao phí?
Để tính công suất hao phí, bạn cần biết công thức tính công suất hao phí:
Công suất hao phí (P) = Công suất tiêu thụ (P1) – Công suất hiệu dụng (P2)
Trong đó:
– Công suất tiêu thụ (P1): Là công suất mà thiết bị sử dụng để hoạt động.
– Công suất hiệu dụng (P2): Là công suất mà thiết bị sử dụng để thực hiện công việc cần thiết.
Dưới đây là một số bài tập tính công suất hao phí:
1. Một bóng đèn có công suất 60W, hoạt động trong 5 giờ mỗi ngày. Tính công suất hao phí trong một tháng (30 ngày).
Giải:
Công suất hao phí = Công suất tiêu thụ – Công suất hiệu dụng Công suất hiệu dụng = Công suất tiêu thụ = 60W Công suất hao phí = 60W – 60W = 0W Trong trường hợp này, không có công suất hao phí vì công suất tiêu thụ bằng công suất hiệu dụng.
2. Một máy giặt có công suất tiêu thụ là 1000W và công suất hiệu dụng là 800W. Tính công suất hao phí của máy giặt.
Giải:
Công suất hao phí = Công suất tiêu thụ – Công suất hiệu dụng Công suất hao phí = 1000W – 800W = 200W
3. Một tủ lạnh có công suất tiêu thụ là 250W và công suất hiệu dụng là 200W. Nếu tủ lạnh hoạt động 24 giờ mỗi ngày, tính công suất hao phí của tủ lạnh trong một tuần (7 ngày).
Giải:
Công suất hao phí = Công suất tiêu thụ – Công suất hiệu dụng Công suất hao phí = 250W – 200W = 50W Công suất hao phí trong một ngày = 50W x 24 giờ = 1200Wh Công suất hao phí trong một tuần = 1200Wh x 7 ngày = 8400Wh hoặc 8,4kWh
Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về nội dung Công thức tính công suất hao phí? Chúng tôi hi vọng rằng nội dung bài viết sẽ hữu ích và giúp quý bạn đọc hiểu rõ về nội dung này.
