SKKN giải nhanh các bài toán truyền tải điện năng bằng phương pháp tạo bảng tỉ lệ

SỞ GD – ĐT AN GIANG TRƯỜNG THPT ĐỨC TRÍ KẾT QUẢ THỰC HIỆN SÁNG KIẾN I- Sơ lược lí lịch tác giả: – Họ tên: Lê Bảo Anh Giới tính: Nam – Ngày, tháng, năm sinh: 29/12/1985 – Nơi thường trú: Tân Châu, An Giang – Đơn vị cơng tác: Trường THPT Đức Trí – Chức vụ nay: Giáo viên – Lĩnh vực công tác: Vật lý II- Tên sáng kiến: GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO BẢNG TỈ LỆ III- Lĩnh vực: Giải pháp kĩ thuật (Quy trình cải tiến phương pháp giảng dạy) IV- Mục đích yêu cầu sáng kiến: Thực trạng ban đầu trước áp dụng sáng kiến: Thực tế, chương trình vật lý lớp 12 có nội dung tương đối khó, nhiều học sinh nói chung, có nhiều dạng nhiều phương pháp giải khác Khi tham gia công tác ôn thi học sinh thi Quốc gia liên quan đến chương III “ Dòng điện xoay chiều ’’ nhận thấy khả tiếp thu em chậm, học sinh thường cảm thấy không tự tin lúng túng việc tiếp thu kiến thức giải tập Đối với mơn Vật lý, mơn có u cầu cao phương pháp tư biến đổi toán học, vấn đề trở nên khó khăn vất vả Điều đặt cho giáo viên nhiệm vụ xây dựng nhiều phương pháp dạy học phù hợp cho học sinh, nhằm nâng cao hiệu giáo dục điều kiện khó khăn Trang Đặc biệt dạng toán liên quan đến truyền tải điện nhận thấy phần lớn em tồn học thuộc lịng cơng thức áp dụng cách máy móc Chẳng hạn tốn liên quan đến thay đổi điện áp, hiệu suất Các em thuộc công thức sau áp dụng máy móc: 1−H2 = (U1)2; 1−H2 = R2,…Và cịn nhiều cơng thức 1−H U2 1−H R1 khác mà em phải nhớ Với mong muốn giúp cho em giải nhanh toán truyền tải điện mà khơng cần phải học thuộc lịng cơng thức cách máy móc, tơi xin đưa phương pháp giải phương pháp tạo bảng tỉ lệ Một phương pháp không yêu cầu học sinh phải nhớ công thức giải nhanh mà em thường sử dụng mà chưa biết chứng minh từ đâu Ngồi kiến thức cơng thức phương pháp khơng u cầu em phải nhớ thêm cơng thức giải nhanh thêm Theo tư tưởng đó, tơi có ý tưởng phương pháp để học sinh làm tốt hơn, nhanh hiệu Một ý tưởng hệ thống dạng tập chủ đề tìm chất dạng tập Từ khái quát lên thành phương pháp giải nhanh cho dạng tập Ý tưởng đề tài nghiện cứu năm học vừa qua tơi trình bày đề tài ” GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO BẢNG TỈ LỆ ” Sự cần thiết phải áp dụng sáng kiến: Các toán thuộc phần truyền tải điện gồm nhiều toán tách từ phần khác mạch truyền tải – Đối với học sinh, toán có chung số điểm khó khăn sau: + Phân tích nhiều kiện để nhận biết vấn đề phức tạp cần giải thuộc phần mạch truyền tải + Phải làm tập phức tạp với nhiều công thức gần giống hay gây nhầm lẫn, thiếu bao quát + Thường tốn thời gian làm kết không đạt cao Trang – Đối với giáo viên, thường không nắm rõ chất dạng tập nên thường hay nhầm lẫn việc áp dụng công thức dẫn đến suy luận cho kết không xác Qua nghiên cứu dạng tập truyền tải điện năng, đồng thời qua giảng dạy lớp 12, bồi dưỡng học sinh giỏi vịng 2…tơi nhận thấy việc sử dụng tạo bảng tỉ lệ phương pháp hay giải tốn truyền tải điện khó đạt hiệu cao giải nhanh tập dạng Phương pháp tạo bảng tỉ lệ đơn giản, dễ hiểu không học sinh khá, giỏi mà kể học sinh mức trung bình Với lí, tơi xin trình bày đề tài “ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO BẢNG TỈLỆ” Nội dung sáng kiến: 3.1 Phần lý thuyết 3.1.1 Sơ đồ truyền tải điện 3.1.2 Các công thức truyền tải điện Gọi  P: công suất nhà máy điện phát Sau tăng áp với máy biến áp lí tưởng cơng suất P  U: điện áp đầu đường dây tải điện sau tăng áp   R: điện trở đường dây tải điện I: cường độ dòng điện đường dây  ′ : công suất nơi tiêu thụ  ′ : điện áp nơi tiêu thụ Trang  Cường độ hiệu dụng đường dây: I = Ucosφ  Độ giảm đường dây: P PR ∆U = IR = Ucosφ  Công suất hao phí đường dây: ∆P=I2R=   Phần trăm hao phí: h= Hiệu suất truyền tải: H=1−h=1−  Cơng suất tồn phần: P = ∆P + P′ 3.2 Giải nhanh toán truyền tải điện phương pháp tạo bảng tỉ lệ 3.2.1 Quy ước đọc ghi kí hiệu bảng – Ơ số 1: P1 – Ô số 7: P2 – Các số 1, 2: số xác định trạng thái lúc đầu lúc sau Trang 3.2.2 Phương pháp chung để giải toán truyền tải điện phương pháp tạo bảng tỉ lệ  Bước 1: Phân tích tốn tìm số cột, số hàng  Việc xác định số cột: cột Các tốn thường cho cosφ = 1, khơng có máy hạ áp cuối đường dây Việc xác định số hàng phụ thuộc vào điện áp thay đổi thay đổi hiệu suất,   Căn vào giả thuyết tốn câu dẫn nếu…thì… Bước 2: Dựa vào đề điền kiện ô số  Chú ý kiện quan trọng tốn để điền số Thường đề cho thông số không thay đổi + Công suất nơi phát không đổi: P= số + Điện áp nơi phát không đổi: U= số + Công suất nơi tiêu thụ không đổi: P′ = số + Điện áp nơi tiêu thụ không đổi: U′ = số   Việc điền ô số liệu đại lượng số ta chọn Đơi để số dễ tính ta nên chọn số số đẹp (chú ý đến hiệu suất ) chuẩn hóa theo tỉ lệ tối giản để việc giải toán nhanh hơn, tiết kiệm thời gian Bước 3: Phân tích tốn để điền ô số lại  Đây bước quan trọng để tìm mà đề u cầu Chúng ta thường sử dụng cơng suất hao phí đường dây để biện luận ô số: ∆P=I2R=( ⟹ Nếu R = const, cosφ = ⟹ ∆P~ Trang   Đối với cosφ = tỉ lệ U tỉ lệ P ′ ′ Đối với toán cosφ ≠ 1: U = ∆U + U ∠φ ′ 3.2.3 Các toán giải phương pháp tạo bảng tỉ lệ cột  Đây dạng toán phổ biến dạng toán truyền tải điện Những năm gần phần lớn tập dạng có nằm đề thi THPTQG Bộ   Dấu hiệu nhận biết tập dạng toán thường cho cosφ = Kẻ bảng sau:  Lưu ý: cột không thay đổi, thay đổi số hàng Việc xác định số hàng phụ thuộc vào điện áp thay đổi thay đổi hiệu suất,  Sử dụng tỉ lệ để tìm ô số Nếu R = const, cosφ = ⟹ ∆P~ DẠNG CÔNG SUẤT NƠI PHÁT KHÔNG ĐỔI P =const Câu 1: Điện từ trạm phát điện đưa đến khu tái định cư đường dây truyền tải pha Cho biết, điện áp đầu truyền tăng từ U lên 2U số hộ dân trạm cung cấp đủ điện tăng từ 120 lên 144 Cho tính đến hao phí đường dây, cơng suất tiêu thụ điện hộ dân nhau, công suất trạm phát không đổi hệ số công suất trường hợp Nếu điện áp truyền 4U trạm phát cung cấp đủ điện cho hộ dân? A 168 B 150 C 504 D 192 Trang Hướng dẫn giải:  Bước 1: Phân tích tốn tìm số hàng   ′ Kẻ bảng cột (P, U, ∆P, P ) hàng ( Vì có U, 2U, 4U) Bước 2: Dựa vào đề điền kiện ô số  Nếu điện áp đầu truyền tăng từ U lên 2U số hộ dân trạm cung cấp đủ điện tăng từ 120 lên 144 ta điền ô số 2,4,6,8 − Ô số 2: U − Ô số 6: U Các số cần tìm  Nếu điện áp truyền 4U trạm phát cung cấp đủ điện cho hộ dân ta điền số 10 Và số 12 (P3′) cần tìm − Ơ số 10: U3 = 4U − Ô số 12: P3′ =? Các ô số cần tìm Trang  Bước 3: Phân tích tốn để điền cịn lại  Gọi cơng suất hao phí ban đầu x, ta điền ô số ô số − Ô số 3: ∆P = x Ô số 1: P1 = P1′ + ∆P1 = 120 + x − Các số cần tìm Vì cơng suất nơi phát không đổi nên P số 5, ô số 11 ∆P = I2R = (Ucosφ )2R Do P = const nên ∆P~ U Ta điền số 7, Các số cần tìm Do công suất nơi phát không đổi nên ta có: x 120 + x = 144 + ⟹ x = 32 ⟹ P = 120 + 32 = 152 Ta điền ô số Trang Các số cần tìm 120 + x 12  Tìm số 12  Chọn B Câu 2: Bằng đường dây truyền tải, điện từ nhà máy phát điện nhỏ có cơng suất khơng đổi đưa đến xưởng sản xuất Nếu nhà máy điện, dùng máy biến áp có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp nơi sử dụng cung cấp đủ điện cho 80 máy hoạt động Nếu dùng máy biến áp có tỉ số vịng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp 10 nơi sử dụng cung cấp đủ điện cho 95 máy hoạt động Nếu đặt xưởng sản xuất nhà máy điện cung cấp đủ điện cho máy? A 90 B 100 C 85 Hướng dẫn giải:  Bước 1: Phân tích tốn tìm số hàng    Tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp 5: U1=5U Tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp 10: U2=10U ′ Kẻ bảng cột (, , ∆, ) ℎà ( ì ó =5, = 10 ) D 105 Trang 110  Do = ℎì ỉ ệ ủ ỉ ệ ủ nên = ′ 3.2.4 Các toán giải phương pháp tạo bảng tỉ lệ cột  Dấu hiệu nhận biết: Đề có cho sử dụng máy hạ áp cuối đường dây  Kẻ bảng sau: …  Chú ý: ′ Điện áp đầu đường dây U sau truyền tải bị sụt áp ∆ điện áp cuối đường dây sau qua máy hạ áp điện áp đến nơi tiêu thụ có giá trị, thơng thường giá trị 220V Ta chuẩn hóa 220V Để đơn giản toán Câu 14 (Thi thử ĐH Vinh 2016) Điện truyền từ nhà máy điện A có cơng suất khơng đổi đến nơi tiêu thụ B đường dây pha Nếu điện áp truyền U B lắp máy hạ áp với tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp k=30 đáp ứng 20/21 nhu cầu điện B Bây giờ, muốn cung cấp đủ điện cho B với điện áp truyền tải 2U B phải dùng máy hạ áp có k bao nhiêu? Coi hệ số cơng suất 1, bỏ qua mát lượng máy biến áp A 63 B Trang 35 Hướng dẫn giải:  Bước 1: Phân tích tốn tìm số hàng   Từ giả thuyết ta xác định gồm hàng (U, 2U) Kẻ bảng cột (, ,, ′, ′) ℎà  Bước 2: Dựa vào đề điền kiện ô số  Nếu điện áp truyền U1=U đáp ứng 20/21 nhu cầu điện B Ta tìm số 4, số 2  Nếu muốn cung cấp đủ điện cho B với điện áp truyền tải U2= 2U ta tìm số số  Bước 3: Phân tích tốn để điền số cịn lại  Sau hạ áp xong điện áp đến nơi tiêu thụ phải giá trị Chọn giá trị (V) (dễ nhớ )  Tìm số 5: Ở B lắp máy hạ áp với tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp k=30, tức dùng máy hạ áp điện áp xuống 30 lần Vậy điện áp cuối đường dây là: Trang 36  Tìm số số 1: Sử dụng công thức = Do điện truyền có cơng suất khơng đổi nên ta suy ô số, ô số ô số 10 Trang 37  Ta tìm số 10 63, nghĩa điện áp cuối đường dây 63 Như ta phải hạ áp xuống 63 lần Vì ta chuẩn hóa điện áp nơi tiêu thụ 1(V)  Chọn A Câu 15 Điện truyền từ nhà máy điện A có cơng suất không đổi đến nơi tiêu thụ B bầng đường dây pha Nếu điện áp truyền U B lắp máy hạ áp với tỉ số vòng cuộn sơ cấp thứ cấp k=40 đáp ứng 80% nhu cầu B Coi hệ số công suất luôn Bỏ qua mát lượng máy biến áp Nếu điện áp truyền 2U máy hạ áp có k=30 đáp ứng phần trăm nhu cầu điện B? A 70% Hướng dẫn giải:  Bước 1: Phân tích tốn tìm số hàng    Từ giả thuyết ta xác định b ′ ′ Kẻ bảng cột (, ,, , ) ℎà Bước 2: Dựa vào đề điền kiện ô số  Nếu điện áp truyền U1=U sau hạ áp 40 lần đáp ứng 80%  Nếu điện áp truyền U2= 2U đáp ứng phần trăm nhu cầu điện B Ta tìm số xác định ô cần tìm ô số Trang 38  Bước 3: Phân tích tốn để điền số cịn lại  Sau hạ áp xong điện áp đến nơi tiêu thụ phải giá trị Chọn giá trị (V) (dễ nhớ )  Nếu điện áp U1=U hạ áp 40 lần Ta tìm số  Nếu điện áp U2= 2U hạ áp 30 lần Ta tìm số 10 ′ ′ =40.1=40 (V) =30.1=30 (V)  Sử dụng công thức =  Do điện truyền có cơng suất khơng đổi nên ta suy ô số, ô số số −Ơ ố6: = =2 −Ô ố8: 2= ′ = =1 − Ô ố9∶ = ′ 2=30.1=30 22 22 Trang 39  Chọn C 3.2.5 Các toán giải phương pháp tạo bảng tỉ lệ cột   Hệ số công suất nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) ≠ ′ Kẻ bảng sau: …   Chú ý: Đề cho ⟹ ′ ′ Điện áp nơi sản xuất lúc là: = ∆ + ∠ ′ ′ ′ (cos ≠ 1) Sử dụng mode – 02 để tìm đại lượng liên quan  Sử dụng tỉ lệ để tìm số: Câu 16: (THPTQG 2017) Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Ban đầu hiệu suất truyền tải 80% Cho công suất truyền không đổi hệ số công suất nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) ln 0,8 Để giảm hao phí đường dây lần cần phải tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên n lần Giá trị n A 2,1 B 2,2 C 2,3 D 2,0 Trang 40 Hướng dẫn giải:  Bước 1: Phân tích tốn tìm số hàng  Từ giả thuyết ta xác định gồm hàng (hiệu suất truyền tải 80%, Để giảm hao phí đường dây lần cần phải tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên n lần)  Kẻ bảng cột (, , ∆, ∆, ′, ′) ℎà  Bước 2: Dựa vào đề điền kiện ô số  Công suất truyền khơng đổi Ta tìm số 1, ô số P1=P2=100 (số đẹp)  Hiệu suất ban đầu 80% Ta tìm số 5, số Ơ ố 5: ′ = 80; Ô ố 3: ∆ = 20 Các số cần tìm  Để giảm hao phí đường dây lần ta suy ô số 9, ô số 11 Trang 41 Các ô số cần tìm  Bước 3: Phân tích tốn để điền số cịn lại  Để tìm ô số ô số 10 ta phân tích sau ∆ ∆ =  ⟹∆ Chuẩn hóa ∆ ∆ ⇒ Ô ố 4: ∆ ả ầ = ⟹ Ô ố 10: ∆ =∆ =1 ∆ Để tìm số ô số 12 Ta lập tỉ lệ −Ô ố6: − Ô ố 12: ∆  Tìm số 2, số ta sử dụng mode 02 để tìm: ( − ′ =−1(0,8) = 36,870) Ô số 2: U1 = ∆U1 + U1′∠φ′ = + 10∠36,87 = 11,66∠30,96 − Ô số 8: U2 = ∆U2 + U2′∠φ′ = + 23,75∠36,87 = 24,55∠35,46 Trang 42 Các số cần tìm ∆  Cần phải tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên n lần Giá trị n =  24,55 = 11,66 = 2,1 Chọn A Câu 17: (THPTQG 2017) Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ đường dây tải điện pha Biết đoạn mạch nơi tiêu thụ tiêu thụ điện với công suất không đổi có hệ số cơng suất ln 0,8 Để tăng hiệu suất trình truyền tải từ 80% lên 90% cần tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên A 1,33 lần B 1,38 lần C 1,41 lần D 1,46 lần Hướng dẫn giải:  Bước 1: Phân tích tốn tìm số hàng  Từ giả thuyết ta xác định gồm hàng (hiệu suất trình truyền tải từ 80% lên 90%)  Kẻ bảng cột (, , ∆, ∆, ′, ′) ℎà  Bước 2: Dựa vào đề điền kiện ô số  Cơng suất nơi tiêu thụ khơng đổi Ta tìm ô số 5, ô số 11 đẹp) Vì số 72 chia hết cho 80% 90%, để tìm = ′ ẽ ′ = ′ = 72 (số ố đẹ Trang 43  Ơ số số tính sau: Ơ số số dễ dàng tính ∆ = − ′ Ô ố3: ∆ ⟹{ =90−72=18 Ô ố9: ∆ =80−72=8 Các số cần tìm  Bước 3: Phân tích tốn để điền số cịn lại  Để tìm số số 10 ta phân tích sau ∆ = 18 ⟹∆ ả = 2,25 ầ ⟹ ∆ ả √2,25 = 1,5 ầ Trang 44  ∆ Chuẩn hóa ∆ 1,5 = 1 ∆ ⇒ Ô ố 4: ∆ = 1,5 ⟹ Ô ố 4: ∆ = ∆ Để tìm số ô số 12 Ta lập tỉ lệ −Ô ố6: − Ô ố 12: ∆ ∆  Tìm ô số 2, ô số ta sử dụng mode 02 để tìm: ( − − Ơ ố 8: Ô ố 2: = ∆ + 2′∠ ′ ′ =−1(0,8) = 36,870) = ∆ + 1′∠ ′ = 1,5 + 7,5∠36,87 = 8,75∠30,96 = + 11,25∠36,87 = 12,06∠34,02  Cần tăng điện áp hiệu dụng trạm phát điện lên 2 Chọn B = 12,06 = 8,75 ≈ 1,38 Trang 45 V- Hiệu đạt được: Trong trình áp dụng đề tài vào thực tiễn, nhận thấy đề tài đem lại hiệu sau: + Giúp giáo viên hiểu sâu nâng cao chuyên môn dạng tốn truyền tải điện + Giúp học sinh có nhìn tổng quan dạng tốn truyền tải điện + Củng cố thêm lý thuyết truyền tải điện Qua giúp học sinh biết liên hệ tốt kiến thức vật lý kiến thức toán học để hiểu sâu kiến thức, phát triển tư hoàn thiện VI- Mức độ ảnh hưởng: Qua q trình thực tế giảng dạy tơi thấy có số kết sau: a Đối với học sinh o Hiểu sâu dạng tốn truyền tải điện o Qua em tích lũy thêm phần kiến thức nâng cao q trình ơn thi học sinh THPT QG Từ góp phần nâng cao thành tích em kì thi o Khơng bắt em phải học thuộc lịng cơng thức giải nhanh cho tốn mà cơng thức khó học b Đối với thân o Tích lũy thêm phương pháp khảo sát dạng toán truyền tải điện o Nâng cao công tác ôn thi THPT QG dạng toán truyền tải điện VII- Kết luận Với đề tài giúp cho học sinh nhiều phương pháp giải toán lẫn thái độ học tập mơn Vật lí nâng lên đáng kể Từ học sinh vận dụng để giải dạng tốn có liên quan cách dễ dàng Đặc biệt toán liên quan đến truyền tải điện Giáo viên xem phần tham khảo để hướng dẫn học sinh làm tập dạy ôn học sinh giỏi, ôn thi THPT QG Trang 46 Đề tài góp phần giúp giáo viên có nhìn khái quát toán truyền tải điện năng, đồng thời có khả trực quan hố tư học sinh lôi nhiều học sinh tham gia vào trình giải tập giúp số học sinh khơng u thích không giỏi phần truyền tải điện cảm thấy đơn giản việc giải tập liên quan Trong đề tài tơi tìm cho phương pháp áp dụng cho số dạng tốn, tất nhiên khơng trọn vẹn, để giúp học sinh giải tốn mang tính lối mịn nhằm mục đích giúp em có kết tốt kỳ thi, đặc biệt kỳ thi THPT QG Rất mong quan tâm giúp đỡ, chia kinh nghiệm quí đồng nghiệp Tôi cam đoan nội dung báo cáo thật Tháng 02 năm 2019 Xác nhận đơn vị áp dụng sáng kiến Người viết sáng kiến Trang 47 … GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO BẢNG TỈ LỆ ” Sự cần thiết phải áp dụng sáng kiến: Các toán thuộc phần truyền tải điện gồm nhiều toán tách từ phần khác mạch truyền. ..  Đối với cosφ = tỉ lệ U tỉ lệ P ′ ′ Đối với toán cosφ ≠ 1: U = ∆U + U ∠φ ′ 3.2.3 Các toán giải phương pháp tạo bảng tỉ lệ cột  Đây dạng toán phổ biến dạng toán truyền tải điện Những năm gần… muốn giúp cho em giải nhanh toán truyền tải điện mà khơng cần phải học thuộc lịng cơng thức cách máy móc, tơi xin đưa phương pháp giải phương pháp tạo bảng tỉ lệ Một phương pháp không yêu cầu

– Xem thêm –

Xem thêm: SKKN giải nhanh các bài toán truyền tải điện năng bằng phương pháp tạo bảng tỉ lệ,

Source: https://vh2.com.vn
Category : Truyền Thông