Câu hỏi:
Một trang trại dùng các bóng đèn sợi đốt loại 220 V – 200 W để thắp sáng và sưởi ấm vườn cây vào ban đêm. Biết điện năng được truyền đi từ trạm điện có điện áp hiệu dụng là 1000V, đến trang trại bằng đường dây tải điện một pha có điện trở 20 \(\Omega \). Ở trang trại, người ta dùng máy hạ áp lí tưởng. Coi rằng hao phí điện năng chỉ xảy ra trên đường dây tải điện và hệ số công suất của mạch điện luôn bằng 1. Số bóng đèn tối đa mà trang trại có thể sử dụng cùng một lúc để các đèn vẫn sáng bình thường là
Phương pháp giải:
Áp dụng các công thức:
\(\text{U = }{{\text{U}}_{\text{1}}}\text{+ }{{\text{I}}_{\text{1}}}\text{R}\)
Và \({{\text{U}}_{\text{1}}}{{\text{I}}_{\text{1}}}\text{= }{{\text{U}}_{\text{2}}}{{\text{I}}_{\text{2}}}\)
U1,U2 lần lượt là hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy hạ áp; U là điện áp hiệu dụng ở trạm điện
Lời giải chi tiết:
Ta có :
Do hệ số công suất bằng 1 ta có: Điện áp hiệu dụng ở trạm điện là:
\(\text{U = }{{\text{U}}_{\text{1}}}\text{+ }{{\text{I}}_{\text{1}}}\text{R}\Rightarrow \text{1000 = }{{\text{U}}_{\text{1}}}\text{+ }{{\text{I}}_{\text{1}}}.20\) (1)
Do bỏ qua tiêu hao năng lượng ở các máy biến áp nên ta có: \({{\text{U}}_{\text{1}}}{{\text{I}}_{\text{1}}}\text{= }{{\text{U}}_{\text{2}}}{{\text{I}}_{\text{2}}}=n.200\Rightarrow {{\text{U}}_{\text{1}}}\text{ = }\frac{\text{n}\text{.200}}{{{\text{I}}_{\text{1}}}}\) (2)
n là số bóng đèn tối đa
U1,U2 lần lượt là hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy hạ áp.
(1), (2) \(\Rightarrow \text{1000 = }{{\text{U}}_{\text{1}}}\text{+ }{{\text{I}}_{\text{1}}}.20=\frac{\text{n}\text{.200}}{{{\text{I}}_{\text{1}}}}\text{+ }{{\text{I}}_{\text{1}}}.20\Rightarrow 1000{{\text{I}}_{\text{1}}}=\text{n}.200+\text{I}_{\text{1}}^{\text{2}}.20\)
\(\text{I}_{\text{1}}^{\text{2}}.20-1000.{{\text{I}}_{\text{1}}}+200n=0\Rightarrow \Delta ={{1000}^{2}}-4.20.200.n\ge 0\Rightarrow n\le 62,5\)
\(\Rightarrow \) Số đèn tối đa mà trang trại có thể sử dụng là 62
Chọn C