Untuk mencari kuasa hilang dalam kabel: cari arus dahulu dengan I = P ÷ V, kemudian kehilangan dengan P(hilang) = I² × R. Menaikkan voltan penghantaran merendahkan arus, jadi kehilangan berkurang jauh.
Pelajaran ini menggunakan nisbah daripada menggunakan nisbah pengubah dan idea a.u. daripada arus ulang-alik. Ia sebahagian daripada aruhan dan pengubah.
Mengapa voltan tinggi mengurangkan kehilangan?
Kuasa yang disampaikan oleh talian ialah P = I × V. Untuk menghantar kuasa yang sama pada voltan lebih besar, arus boleh lebih kecil. Kabel mempunyai rintangan, jadi ia menjadi panas, dan kuasa terbazir sebagai haba ialah I² × R.
Arus dikuasaduakan, jadi arus separuh mengurangkan kehilangan kepada suku. Mendarab voltan dengan 10 mengurangkan arus kepada satu persepuluh dan kehilangan kepada satu perseratus.
Tiga langkah
- Arus dalam talian: I = P ÷ V.
- Kuasa hilang: I² × R, dengan R rintangan kabel.
- Bandingkan: nyatakan kehilangan sebagai peratusan kuasa yang dihantar jika diminta.
Contoh berlangkah
Sebuah stesen janakuasa rekaan menghantar 50 kW melalui kabel dengan jumlah rintangan 4.0 Ω. (Data contoh rekaan.) Bandingkan penghantaran pada 500 V dan pada 10 000 V.
Pada 500 V:
Arus = 50 000 ÷ 500 = 100 A.
Kehilangan = 100² × 4.0 = 10 000 × 4.0 = 40 000 W = 40 kW.
Peratusan hilang = 40 000 ÷ 50 000 × 100 = 80%.
Pada 10 000 V:
Arus = 50 000 ÷ 10 000 = 5.0 A.
Kehilangan = 5.0² × 4.0 = 25 × 4.0 = 100 W.
Peratusan hilang = 100 ÷ 50 000 × 100 = 0.2%.
Semak: voltan naik 20 kali, jadi arus turun 20 kali dan kehilangan turun 20² = 400 kali. Memang 40 000 ÷ 100 = 400. Untuk melihat kesan pembundaran pada jawapan akhir, gunakan penerang had dan pembundaran.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kerja yang salah: kehilangan = V² ÷ R = 500² ÷ 4.0 = 62 500 W.
Pelajar menggunakan voltan bekalan seolah-olah ia merentasi kabel. Hasilnya lebih besar daripada 50 kW yang dihantar, dan itu mustahil.
Pembetulan: gunakan I² × R, dan pastikan arus datang daripada P ÷ V dahulu. Semakan pantas ialah kehilangan tidak boleh lebih besar daripada kuasa yang dihantar.
Semak kendiri
Cuba soalan ini, kemudian buka setiap jawapan.
1. Sebuah talian membawa 20 kW pada 2000 V melalui kabel berintangan 2.0 Ω. Cari kuasa hilang.
Tunjukkan jawapan
I = 20 000 ÷ 2000 = 10 A. Kehilangan = 10² × 2.0 = 200 W.
2. 20 kW yang sama dihantar pada 400 V melalui kabel yang sama. Cari kuasa hilang dan peratusan kuasa yang dihantar.
Tunjukkan jawapan
I = 20 000 ÷ 400 = 50 A. Kehilangan = 50² × 2.0 = 2500 × 2.0 = 5000 W. Peratusan = 5000 ÷ 20 000 × 100 = 25%.
3. Voltan penghantaran dinaikkan 4 kali bagi kuasa dan kabel yang sama. Berapa kali kehilangan jatuh?
Tunjukkan jawapan
Arus jatuh 4 kali. Kehilangan bergantung pada I², jadi ia jatuh 4² = 16 kali.
Ke mana selepas ini
Kini anda sudah mempelajari kelima-lima kemahiran dalam topik ini. Uji semuanya bersama dalam set latihan aruhan dan pengubah, kemudian kembali ke gambaran keseluruhan topik.
Jika soalan penghantaran masih terasa panjang, guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh melatih anda menyelesaikan tiga langkah itu dengan soalan baharu.