Công thức tính mật độ dòng điện trung bình
|
Để chọn được dây dẫn bạn cần phải biết dòng điện tải sử dụng, cùng với mật độ dòng diện cho phép từng lọai dây dẫn. Ta có thể áp dụng công thức sau để tính tóan một cách gần đúng: S=I/J Trong đó: - S: là tiết diện dây dẫn, tính bằng mm2 - I: là dòng điện chạy qua mặt cắt vuông, tính bằng Ampere (A) - J: là mật độ dòng điện cho phép (A/mm2) Mật độ dòng điện cho phép của dây đồng J~ 6A/mm2 Mật độ dòng điện cho phép của dây nhôm J~ 4,5 A/mm2 1. Trường hợp dây nhánh trong gia đình điện áp 220VAC (dây di động) : Trường hợp dùng đèn quạt, Ti vi, tủ lạnh hoặc các thiết bị khác có công suất dưới 1kW thì dây từ ổ cắm điện hoặc công tắc điện đến thiết bị điện nên dùng đồng loạt 1 dây là dây súp mềm, tiết diện 2x1,5 mm2. Các dây di động dùng cho bếp điện, lò sưởi,… có công suất từ 1kW đến 2kW nên dùng loại cáp PVC có 2 lớp cách điện, tiết diện 2x2,5 mm2 để đảm bảo an toàn cả về điện và về cơ. 2. Trường hợp tổng công suất các thiết bị điện, tính ở điện áp 220VAC: Đối với thiết bị điện khác có công suất lớn hơn 2kW thì phải tuỳ theo công suất mà tính toán chọn tiết diện dây như công thức trên.Ví dụ: Tổng công suất P dùng đồng thời trong gia đình gồm bình nóng lạnh(1.600W), tủ lạnh(300W), bàn ủi( 1.000W) và quạt(100W) là 3 kW. Nếu dùng dây đồng làm trục chính trong gia đình thì dây phải có tiết diện tối thiểu: S = 3kW/1,3 kW/mm2 = 2,3 mm2. Vậy tiết diện tối thiểu dây điện đường trục trong gia đình là 2,3 mm2. Trên thị trường có các loại dây cỡ 2,5 mm2 và 4 mm2. Để dự phòng phát triển phụ tải nên sử dụng cỡ dây 4 mm2. Lưu ý: Tăng đường kính dây dẫn (d) là cách tiết kiệm điện dễ thực hiện nhất và mang lại hiệu quả lớn nhất. Bởi vì, tỉ lệ giảm điện trở dây dẫn sẽ lớn gấp bình phương lần tỷ lệ tăng đường kính cuả nó. (R =1,27ρ*l/d2 ). Ví dụ, khi ta tăng đường kính dây dẫn lên gấp đôi thì điện trở của dây dẫn không phải giảm đi một nửa mà giảm xuống còn 1/4. Theo đó, số kWh điện năng tổn hao do truyền dẫn cũng được giảm xuống 4 lần.Xem thêm: giá dây điện chống cháy Page 2
 Page 3
Khoảng 18h30‘ hôm qua, một vụ nổ xuất phát từ cột điện trước cửa nhà số 44 đường Nguyễn Lương Bằng (Hà Nội), rồi bùng phát thành ngọn lửa. Cả một đoạn phố dài bị mất điện, đường phố bị tắc nghẽn.
Ban quản lý công trình cải tạo, tu bổ Nhà hát Lớn (thuộc Bộ Văn hóa) đã công bố chi phí công trình là 207 tỷ đồng, vượt 51 tỷ đồng so với dự toán Chính phủ phê duyệt ban đầu. Cục Cảnh sát kinh tế (Bộ Công an) đã tiến hành kiểm tra số chênh khổng lồ này. Chỉ với 4/48 hạng mục, ngân sách đã thất thoát mất 8 tỷ đồng.
Theo ông Phạm Quốc Trường, Giám đốc Sở GTCC Hà Nội, sắp tới biện pháp kiên quyết sẽ được áp dụng với các đơn vị được cấp phép thi công đào hè, đường, nhưng không hoàn trả lại mặt đường hoặc làm hỏng hiện trạng đường cũ. Đơn vị nào thiếu trách nhiệm sẽ bị thu hồi giấy phép đào đường.
Chiều 8/3, sự cố đường dây điện 110 kV Trần Quý Cáp thuộc Điện lực Tân Phú đã làm ngừng hoạt động khoảng 1.000 điện thoại cố định trên tuyến đường Nguyễn Kiệm và Thích Quảng Đức, quận Phú Nhuận.
Uỷ ban An toàn Sản phẩm Dân dụng Liên bang (CPSC) của Mỹ vừa yêu cầu Longwell Electronics (hãng cung cấp dây cáp điện cho HP) thu hồi ngay một loạt dây cáp điện được bán kèm với một số loại máy in của HP. Những dây cáp bị lỗi này có thể bị đứt và rò rỉ điện.
TAND tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu vừa đưa vụ án phá hủy công trình quan trọng về an ninh quốc gia ra xét xử. 5 bị cáo liên quan đến vụ án đều bị tuyên phạt 4-9 năm tù giam. Một tên bỏ trốn hiện đang bị truy nã.
Do mâu thuẫn về thanh toán tiền nong, sáng 20/1 người của Công ty TNHH Giày Hiệp Trí đã đến đập phá tan hoang biến thế điện của Xí nghiệp Giày xuất khẩu Hải Hà (phường Linh Trung, Thủ Đức, TP HCM). Đến hôm nay, hơn 1.200 công nhân của xí nghiệp vẫn phải nghỉ việc vì không có điện.
Ngày 11/1, trong khi đào đường lắp đặt dây cáp điện, công nhân Công ty Cổ phần Xây dựng Thanh Xuân đã tìm thấy một vật lạ nằm sâu dưới vỉa hè nhà số 90 Nguyễn Tuân. Hiện vật hình nấm chóp tròn, đường kính 80 cm.
Theo kế hoạch của UBND thành phố, ngày 1/12, trên các tuyến Nguyễn Huệ, Đồng Khởi, Lê Duẩn, ngành bưu chính sẽ đào đường, đặt dây cáp điện thoại ngầm. Đến tháng 3/2002, khi công trình này hoàn thành thì ngành điện lại đào lên để hạ thổ mạng lưới điện trung thế.
Để đảm bảo đầy đủ nguồn điện cung cấp cho Hội hoa đăng Trung Quốc, Thảo Cầm Viên Sài Gòn đã thực hiện các công trình cải tạo nâng cấp lưới điện ở đây. Trong quá trình thực hiện, thanh tra đã phát hiện hàng loạt sai phạm.
« Previous 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Next »
KIẾN THỨC HAY VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI I – TÓM TẮT KIẾN THỨC - Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do. - Trong chuyển động, các êlectron tự do luôn va chạm với các ion ở nút mạng và truyền một phần động năng cho chúng. Sự va chạm này là nguyên nhân gây ra điện trở của dây dẫn kim loại. - Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn \(I=n_{0}.e.S.v\) . Trong đó: n0 là mật độ êlectron tự do (hạt/m3 hay m-3). e là điện tích của 1 electron ( e = 1,6.10-19C) v là vận tốc trung bình của các e tự do (m/s). S là tiết diện dây dẫn (m2). - Điện trở dây dẫn : \(R=\frac{1}{n_{0}.e.\mu _{e}}.\frac{l}{S}=\rho .\frac{l}{S}\) Trong đó: l là chiều dài dây dẫn (m) μe là độ linh động của êlectron tự do trong kim loại làm dây dẫn. \(\rho\) là điện trở suất của kim loại (Ω.m). S là tiết diện dây dẫn (m2) - Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ: \(\rho =\rho _{0}[1+\alpha (t-t_{0})]\) a là hệ số nhiệt điện trở (đơn vị K-1); \(\rho\)0 là điện trở suất ở 00C - Vật liệu siêu dẫn là vật liệu có điện trở giảm đến 0 khi nhiệt độ T≤Tc. Trong đó Tc là nhiệt độ tới hạn của chất siêu dẫn. - Suất điện động nhiệt điện: \(\xi\) = aT (T1 – T2) II – MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP - Tính các đại lượng có liên quan đến chuyển động có hướng của êlectrôn tự do trong kim loại. Áp dụng công thức: \(I=n_{0}.e.S.v;\Delta q=I.\Delta t\) - Chiều dịch chuyển có hướng của e tự do ngược với chiều của dòng điện. - Ngoài ra, còn sử dụng các công thức:\(n_{0}=\frac{N}{V} ; R=\rho .\frac{l}{S} ; \rho =\rho _{0} [1+\alpha (t-t_{0})]\) hay \(R=R_{0} [1+\alpha (t-t_{0})];R=\frac{U^{2}}{P}\) Ví dụ 1: Một dây dẫn bằng đồng, đường kính tiết diện là d = 2mm, có dòng điện cường độ I = 5A chạy qua. Cho biết mật độ êlectrôn tự do là n0 = 8,45.1028m-3. Hãy tính vận tốc trung bình của các êlectrôn trong chuyển động có hướng của chúng? Giải:
Xét trong khoảng thời gian ∆t, các êlectrôn dịch chuyển qua tiết diện S được một đoạn là ∆s = v.∆t. =>Điện tích chuyển qua tiết diện S trong khoảng thời gian ∆t là: \(\Delta q=N.e=n_{0}.V.e=n_{0}.S.v.\Delta t.e\) Do đó cường độ dòng điện là: \(I=\frac{\Delta q}{\Delta t}=n_{0}.S.v.e\)
Thay số vào ta được:
Ví dụ 2: Một bóng đèn (220V – 100W) khi sáng bình thường thì nhiệt độ dây tóc là 25000C. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng bình thường và khi không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi trường là 200C. Cho biết: dây tóc được làm bằng vônfram (a = 4,5.10-3K-1). Giải: - Điện trở của đèn khi thắp sáng: ADCT: \(R_{s}=\frac{U^{2}}{P}=\frac{220^{2}}{100}=484\Omega\) - Điện trở của đèn khi không thắp sáng: Ta có: Rs = R0.[1 + (2500 – 20).a] và Rt = R0. Do đó:
III – LUYỆN TẬP Câu 10.1. Chứng minh công thức xác định cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn kim loại có dạng I = e.n.S.v, trong đó e là độ lớn của điện tích êlectron, n là mật độ êlectron trong kim loại, S là tiết diện của dây kim loại và v là vận tốc trôi của êlectron. Câu 10.2. Một dây bạch kim ở 200C có điện trở suất \(\rho\)0 = 10,6.10-8Ω.m. Tính điện trở suất \(\rho\) của bạch kim ở nhiệt độ 10200C. Hệ số nhiệt điện trở a = 3,9.10-3K-1. Câu 10.3. Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với một milivôn kế thành một mạch kín. Nhúng mối hàn thứ nhất vào nước đá đang tan, mối hàn thứ hai vào nước sôi thì milivôn kế chỉ 4,25mV. Tính hệ số nhiệt điện động aT? Câu 10.4. Khối lượng nguyên tử của đồng là 64g/mol, khối lượng riêng của đồng là 8,9.103kg/m3. Biết mỗi nguyên tử đồng giải phóng 2 êlectrôn dẫn. a) Tính mật độ êlectron trong đồng. b) Một dây điện bằng đồng có tiết diện 30mm2, mang dòng điện 40A. Tính tốc độ chuyển động của êlectrôn trong dây dẫn đó? Câu 10.5. Để mắc dây tải điện từ điểm A đến điểm B ta cần phải dụng 1500kg dây nhôm. Nếu thay dây nhôm bằng dây sắt mà vẫn giữ nguyên chất lượng truyền điện thì ta chỉ phải dùng bao nhiêu kg dây sắt. Cho biết khối lượng riêng của nhôm là 2700kg/m3, của sắt là 7800kg/m3; điện trở suất của nhôm là 2,75.10-8Ω.m, của sắt là 9,68.10-8Ω.m. Câu 10.6. Một dây dẫn nhôm có nguyên tử khối là 27g/mol và khối lượng riêng là 2700kg/m3, điện trở suất 2,75.10-8Ω.m. Biết nhôm có hoá trị 3 và mỗi nguyên tử nhôm giải phóng 3 êlectrôn dẫn. Tính mật độ êlectrôn tự do của nhôm? Câu 10.7. Một bóng đèn (220V – 75W) khi sáng bình thường thì nhiệt độ dây tóc là 20000C. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng bình thường và khi nhiệt độ của dây tóc là 5000C. Cho biết dây tóc được làm bằng vônfram (a = 4,5.10-3K-1). Câu 10.8. Một dây dẫn bằng đồng, đường kính tiết diện là d = 1mm, có dòng điện chạy qua với vận tốc 0,12mm/s. Cho biết mật độ êlectrôn tự do là n0 = 8,45.1028 êlectrôn/m3. Hãy tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn? Phải dùng một hiệu điện thế 110V để cung cấp dòng điện trong dây dẫn đó, tính chiều dài dây đồng trên? Cho \(\rho\)đồng = 1,7.10-8W.m. Câu 10.9. Một bóng đèn (220V – 75W) có dây tóc làm bằng Vonfram. Điện trở của dây tóc bóng đèn ở 200C là R0 = 121Ω. Tính nhiệt độ t của dây tóc bóng đèn khi đèn sáng bình thường. Cho hệ số nhiệt điện trở là (a = 4,5.10-3K-1). Câu 10.10. Dây tóc bóng đèn (220V – 100W) khi sáng bình thường nhiệt độ của nó là 24850C có điện trở lớn gấp 12,1 lần so với điện trở của nó ở 200C. Tính hệ số nhiệt điện trở a và điện trở R0 của bóng đèn ở 200C. Câu 10.11. Cho bảng số liệu về sự phụ thuộc của suất điện động của cặp nhiệt điện sắt - constantan vào hiệu nhiệt độ của hai đầu mối hàn. Tính hệ số nhiệt điện động αT của cặp nhiệt điện này?
Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây: Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 11 - Xem ngay >> Học trực tuyến Lớp 11 trên Tuyensinh247.com. Cam kết giúp học sinh lớp 11 học tốt, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. |
