Câu hỏi trang 17 Chuyên đề học tập Lí 12 - Chân trời sáng tạo: Hãy giải thích vì sao dòng điện không đổi khó có thể truyền tải đi xa Vận dụng lí thuyết về máy biến áp và...

Hãy giải thích vì sao dòng điện không đổi khó có thể truyền tải đi xa

Vận dụng lí thuyết về máy biến áp và truyền tải điện năng đi xa

Việc truyền tải dòng điện không đổi đi xa gặp nhiều khó khăn hơn so với dòng điện xoay chiều do một số lý do sau:

- Hao phí điện năng trên đường dây:

+ Hao phí Joule: Khi truyền tải dòng điện không đổi, hao phí Joule trên đường dây tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện (I^2) và điện trở dây dẫn (R). Do đó, khi truyền tải dòng điện không đổi với cùng một công suất, hao phí Joule sẽ cao hơn so với truyền tải dòng điện xoay chiều.

+ Hao phí cảm ứng: Dòng điện không đổi không tạo ra từ trường biến thiên, do đó không có hao phí cảm ứng trên đường dây. Tuy nhiên, trong thực tế, do sự tồn tại của điện dung và cảm kháng parazit trên đường dây, vẫn có một lượng hao phí cảm ứng nhỏ.

- Hiệu điện thế:

+ Suy giảm điện áp: Khi truyền tải dòng điện không đổi trên đường dây dài, điện áp sẽ giảm dần do hao phí Joule. Để đảm bảo điện áp tại điểm cuối đường dây đủ cao, cần phải sử dụng máy biến áp nâng cao điện áp ở điểm đầu đường dây. Tuy nhiên, việc sử dụng máy biến áp cũng dẫn đến một số hao phí nhất định.

+ Giới hạn điện áp: Điện áp truyền tải quá cao có thể gây nguy hiểm cho con người và thiết bị. Do đó, có giới hạn về điện áp truyền tải cho phép. Việc truyền tải dòng điện không đổi với cùng một công suất thường đòi hỏi điện áp cao hơn so với truyền tải dòng điện xoay chiều, dẫn đến nguy cơ vượt quá giới hạn điện áp cho phép.

- Hiệu quả:

+ Hiệu suất truyền tải: Hiệu suất truyền tải của dòng điện không đổi thường thấp hơn so với dòng điện xoay chiều do hao phí Joule cao hơn và giới hạn điện áp.

+ Chi phí: Việc truyền tải dòng điện không đổi đòi hỏi sử dụng máy biến áp và các thiết bị khác phức tạp hơn, dẫn đến chi phí đầu tư và vận hành cao hơn so với truyền tải dòng điện xoay chiều.