SKKN đơn giản hóa bài toán truyền tải điện năng vật lý 12 bằng phương pháp chia cột

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT BA ĐÌNH

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐƠN GIẢN HĨA BÀI TỐN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
VẬT LÝ 12 BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA CỘT

Người thực hiện: Nguyễn Thị Ngoan
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc môn: Vật Lý

THANH HOÁ NĂM 2021


MỤC LỤC.
1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài…………………………………………………….........
1.2. Mục đích nghiên cứu……………………………………………………..
1.3. Đối tượng nghiên cứu…………………………………………………….
1.4. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………
1.5. Những điểm mới của sáng kiến………………………………………..…
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN
2.1. Cơ sở lí luận……………………………………………………………...
2.2. Thực trạng vấn đề nghiên cứu………………………………………….
2.3. Giải pháp giải quyết vấn đề…………………………...………...............
2.3.1. Phương pháp 4 cột……………………………………………………...
2.3.2. Phương pháp 5 cột…..…………………………………………………
2.3.3. Phương pháp 6 cột………………………………………..
2.4. Hiệu quả của SKKN ……………………….……………………………

3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.
3.1. Kết luận…………..……………………………………………………….
3.2. Kiến nghị…………………………….……………………………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤCSÁNG KIẾN ĐƯỢC HỘI ĐỒNG XẾP LOẠI.
PHỤ LỤC

1
1
2
2
2
2
3
4
4
10
14
18
19
19


1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài
Bài tốn truyền tải điện năng trong chương trình thi THPT quốc gia là bài
tốn khó kể cả với những đối tượng học sinh khá, giỏi.Với các em học lực trung
bình và yếu thì gần như các em bỏ qua bài này.Tuy nhiên, các tài liệu tham khảo
viết về bài toán truyền tải điện năng giải theo phương pháp thiết lập các phương
trình liên hệ, sau đó giải các phương trình đã thiết lập để đi đến kết quả. Cách

làm này chỉ phù hợp cho đối tượng tư duy tốt vì có rất nhiều các đại lượng trong
bài tốn như cơng suất nơi phát, cơng suất hao phí, cơng suất nơi tiêu thụ, điện
áp nơi phát, điện áp nơi tiêu thụ, điện áp trên đường dây… Các em sẽ khó xác
định phương trình cần thiết lập, nhiều em thiết lập được phương trình rồi nhưng
đến khi xử lí phương trình cũng khơng làm được vì nhiều ẩn số.
Các sáng kiến kinh nghiệm viết về phương pháp giải cho bài tốn này cịn
rất ít. Tơi cũng có đọc và tìm hiểu các tài liệu,các sáng kiến của nhiều tác giả.
Trong đó tơi tâm đắc hơn cả là sáng kiến kinh nghiệm của tác giả Hà Thị Lý
trường THPT Lê Hồng Phong – Thanh Hóa với tên đề tài :“Sử dụng phương
pháp 4 cột, 5 cột để giải nhanh bài toán truyền tải điện năng”năm học 20192020.Tơi cũng đã có sử dụng đề tài đó để áp dụng với học sinh các lớp tôi dạy ở
trường THPT Ba Đình và thấy rằng đề tài cịn một số hạn chế như sau:
+ Đề tài chưa nêu được dấu hiệu nhận biết khi nào sẽ giải bài toán bằng
cách chia 4 cột, khi nào chia 5 cột.
+ Đưa ra bảng cột mà khơng nêu trình tự tính cột nào trước, cột nào sau.
+ Sử dụng 4 cột và 5 cột thì khơng thể giải được bài tốn truyền tải điện
năng có hệ số cơng suất khác 1.
Với mong muốn tìm ra phương pháp ưu việt có tính thống nhất chung cho
nhiều bài toán truyền tải điện năng, giúp học sinh kể cả học sinh trung bình- yếu
làm được, tôi đã kế thừa và phát triển đề tài của tác giả Hà Thị Lý thành “ Đơn
giản hóa bài toán truyền tải điện năng vật lý 12 bằng phương pháp chia
cột’’làm đề tài nghiên cứu của mình.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Việc nghiên cứu đề tài nhằm cung cấp cho học sinh phương pháp giải
mới cho bài toán truyền tải điện năng đó là phương pháp chia cột để làm đơn
giản bài toán truyền tải điện năng tạo điều kiệntiếp cận nhiều đối tượng học sinh
hơn nữa còn tiết thời gian trong quá trình thi THPT Quốc Gia và thi Học Sinh
Giỏi theo hình thức trắc nghiệm sắp tới sẽ áp dụng tại tỉnh Thanh Hóa.
3

1.3. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là phương pháp giải bài toán truyền tải
điện năng vật lý 12.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài này, tôi sử dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp chính: Nghiên cứu, thực nghiệm
+ Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết.
+ Điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin trước và sau khi vận dụng phương
pháp chia cột cho các lớp tôi dạy 12K,12G, 12E tại trường THPT Ba Đình – Nga
Sơn – Thanh Hóa.
- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu: tổng hợp, so sánh và đưa ra kết luận trên
cơ sở các thơng tin và số liệu đã có.
1.5. Điểm mới của sáng kiến.
+ Sáng kiến đã nêu được dấu hiệu nhận biết khi nào sẽ giải bài toán bằng
cách chia 4 cột, khi nào chia 5 cột, bổ sung thêm 6 cột từ đó giúp học sinh định
hướng được phương pháp làm.
+ Phần phương phải giải tôi đã nêu trình tự tính tốn cột nào trước, cột nào
sau giúp học sinh dễ đi tới kết quả.
+ Với những bài tốn có hệ số cơng suất khác 1 tơi đã đưa thêm cách giải 6
cột để học sinh áp dụng.
+ Ngồi ra tơi đã cung cấp thêm hệ thống các bài tập phong phú hơn phục
vụ quá trình rèn luyện cho học sinh ở nhà được thành thục hơn.
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. Cơ sở lí luận
Sơ đồ truyền tải: Điện năng phát ra từ nhà máy phát điện, được truyền
đến nơi tiêu thụ trên một đường dây có điện trở tổng cộng là R.

Nhà máy điện

R/2

Nơi tiêu thụ

R/2

P



- Công suất điện truyền đi là:
- Công suất hao phí trên đường dây là:
- Cơng suất nơi tiêu thụ:
4

Pt


- Liên hệ công suất và điện áp nơi phát và nơi tiêu thụ:
thì:
thì:
Đây chính là tổng hợp dao động ta có thể
xử lý nhanh bằng máy tính hoặc có thể
tính theo cơng thức tổng hợp dao động:


U tt


U

   tt
U


I

- Hiệu suất của quá trình truyền tải:
- Để giảm cơng suất hao phí trên đường dâycó hai phương án giảm P:
+ Phương án 1 :Giảm R.
Do nên giảm R thì cần tăng tiết diện S của dây dẫn: tốn kém.
+ Phương án 2 :Tăng U
Tăng hoặc giảm U chỉ đơn giản sử dụng máy biến áp: máy biến áp được sử
dụng để tăng áp trước khi truyền đi và hạ áp nơi nhận được.
- Khi có máy biếp áp sơ đồ truyền tải là:
P

Pt

P

Nhà máy điện Máy tăng áp

I

P I 2 .R
R/2

U

U

U I .R

Pt

Máy hạ
áp

Nơi tiêu thụ

Ut

Ut

2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN
Thực tế khi dạy bài toán truyền tải điện năng ở các lớp 12K, 12G, 12E tại
trường THPT Ba Đình, qua khảo sát tôi thu được kết quả như sau:
- Học sinh chỉ làm được bài tập dễ hoặc có sẵn cơng thức áp dụng, các bài
tập khó thì qua so sánh các lớp thì tơi thu được bảng số liệu sau sau đây :
Lớp
Sĩ số
HS làm đúng
HS làm sai
HS không làm được
12K
51
5
25
21
12G

47
3
26
32
12E
45
0
10
35
- Qua bảng số liệu ta thấy số học sinh không làm được bài chiếm đa số, một
số có làm bài nhưng làm sai và số lượng học sinh làm được đúng bài rất ít.
- Nguyên nhân của thực trạng trên là do học sinh hay mắc phải các lỗi sau:
+ Học sinh đọc đề không định hướng được cách làm nản chí khơng làm nữa.
5


+ Học sinh khơng thiết lập được các phương trình liên hệ giữa các đại lượng
nơi phát, nơi nhận, hao phí đường dây do nhiều mối liên hệ trong bài không thể
hiện rõ .
+ Một số học sinh thiết lập được phương trình nhưng lúng túng trong việc
giải ra kết quả vì có q nhiều ẩn số.Bài tốn trở nên mơ hồ rắc rối.
+ Một số ít học sinh giải ra được kết quả nhưng biến đổi nặng về mặt tốn
học, mất nhiều thời gian để tính tốn khơng phù hợp với hình thức thi trắc
nghiệm hiện nay.
2.3. Giải quyết vấn đề.
2.3.1. Phương pháp 4 cột.
- Dấu hiệu nhận biết bài toán giải theo cách chia 4 cột :
Thường áp dụng cho các bài tốn truyền tải điện năng khơng liên quan đến
máy biến áp với hệ số công suất
- Trình tự của cách làm:

Loại 1: Cơng suất truyền đi P không đổi.
Phương pháp giải:
+ Bước 1: Chia dữ kiện của bài tốn theo 4 cột gồm: cơng suất nguồn phát P,
cơng suất nơi tiêu thụ Ptt, hao phí trên đường dây,hiệu điện thế nơi phát U.

+ Bước 2: Điền các thông tin vào các cột treo thứ tự:
- Hàng 1 chọn P1=100 hoặc để giá trị P= const, Dựa vào hiệu suất H 1 tính
Ptt1và , U1
- Hàng 2 chọn P2= P1=100 hoặc để P2= P1=const, Dựa vào hiệu suất H2
tính Ptt2và , U2
+ Bước3: Lập tỉ số
+ Bước 4: Tìm dữ kiện mà đề u cầu.
Ví dụ 1:
Điệnnăngởmột trạmphátđiện đượctruyềnđidướiđiệnáp2 kV,hiệusuất
trongquátrìnhtruyềntảilà H= 60%.Muốnhiệusuấttrongquátrìnhtruyềntảităngđến
97,5%thìtaphải thay đổi hiệu điện thế truyền đi như thế nào? Cho công suất
truyền đi không đổi.
* Cách giải thông thường :
6


Lập tỉ số (1) và (2)

* Cách giải chia 4 cột:
Bài toán cho hiệu suất nên chọn P= 100 để dễ tính Ptt, .
100
100

60
97,5

40
2,5

Ta có: nên
Ví dụ 2:
Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến một khu tái định cư bằng đường
dây truyền tải một pha. Cho biết, nếu điện áp tại đầu truyền đi tăng từ U lên 2U
thì số hộ dân được trạm cung cấp đủ điện năng tăng từ 114 lên 150.Cho rằng chỉ
tính đến hao phí trên đường dây, cơng suất tiêu thụ điện của các hộ dân đều như
nhau, công suất của trạm phát không đổi và hệ số công suất trong các trường
hợp đều bằng nhau.Tính số hộ dân mà trạm phát này cung cấp đủ điện năng khi
điện áp truyền đi là 4U.
* Cách giải thơng thường:
- Cơng suất hao phí trên đường dây
- Công suất lúc đầu khi điện áp là U:
- Công suất lúc sau khi điện áp là 2U:
- Do công suất của nguồn truyền đi là không đổi nên: P1=P2
Thay vào P1 ta được: P1=P2=162 P0. Khi điện áp tăng lên 4U thì

* Cách giải chia 4 cột:
Bài tốn khơng cho hiệu suất nên để P= const. Chọn công suất nơi tiêu thụ của
các hộ dân là 1. Ta có bảng sau:

n
Ta có:
7


Loại 2: Công suất tiêu thụ Ptt không đổi

Phương pháp giải:
+ Bước 1: Chia dữ kiện của bài toán theo 4 cột gồm: công suất nơi tiêu thụ Ptt,
công suất nguồn phát P, hao phí trên đường dây,hiệu điện thế nơi phát U.

+ Bước 2: Điền các thông tin vào các cột treo thứ tự:
- Hàng 1: chọn Ptt =100 hoặc một số xác định a nào đó mà khi chia cho
hiệu suất ta được tròn số, dựa vào hiệu suất H1 tính P1và , U1
- Hàng 2: chọn Ptt2= Ptt1=100 hoặc bằng a, dựa vào hiệu suất H 2 tính P2và ,
U2
+ Bước 3: lập tỉ số:
+ Bước 4: Tìm dữ kiện mà đề u cầu.
Ví dụ 1:Điệnnăngởmột trạmphátđiện đượctruyềnđidướiđiệnáp2 kV,hiệusuất
trongqtrìnhtruyềntảilà H= 60%.Đểhiệusuấttrongqtrìnhtruyềntảităngđến
97,5%mà cơng suất truyền đến nơi tiêu thụ khơng đổi thìtaphải thay đổi hiệu điện
thế truyền đi như thế nào?
* Cách giải thông thường :
Gọi công suất nơi tiêu thụ là ( không đổi )

* Cách giải chia 4 cột:
Vì Ptt khơng đổi nên chọn P = 60 ta có:
60
60

100
800/13

40
20/13

Ta có:

Ví dụ 2:
Người ta truyền tải điện năng đến một nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha
có điện trở R. Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây là U = 220 V
thì hiệu suất truyền tải điện năng là 60%. Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90%
8


mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ vẫn không thay đổi thì điện áp hiệu dụng
đưa lên hai đầu đường dây bằng bao nhiêu?
* Cách giải thông thường :
Gọi công suất nơi tiêu thụ là ( không đổi )

* Cách giải chia 4 cột:
Vì Ptt khơng đổi nên chọn P = 60 ta có:

60
60

100
200/3

40
20/3

Ta có:
Loại 3: Hiệu điện thế nơi phát không đổi.
+ Bước 1: Chia dữ kiện của bài tốn theo 4 cột gồm: cơng suất nguồn phát P,
hao phí trên đường dây, cơng suất nơi tiêu thụ Ptt, hiệu điện thế nơi phát U.

+ Bước 2: Điền các thông tin vào các cột treo thứ tự:

- Hàng 1: chọn P=100 hoặc một số xác định a nào đó. Dựa vào hiệu suất
H1 tính P1 và
- Hàng 2: Dựa vào hiệu suất H2 tính Ptt2, P2 và
Bước 3: Lập tỉ số:
Bước4 :Tìm dữ kiện đề u cầu
Ví dụ 1:
Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây
một pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt
trên đường dây và không vượt quá 20%. Nếu công suất sử dụng điện của khi dân
cư này tăng 20% và giữ nguyên điện áp nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện
năng trên chính đường dây đó là:
9


A. 85,8%
B. 89,2%
C. 87,7%
D. 92,8.
*Cách giải thông thường:
Ban đầu hiệu suất truyền tải là 90% thì
Khi cơng suất điện năng 20% thì cơng suất nơi tiêu thụ lúc này bằng:

Hiệu suất của q trình tải điện khi đó là:
và
Do hao phí điện năng khơng vượt q 20% điện năng của nguồn phát nên
trường hợp hiệu suất đạt 12,3% không thỏa mãn. Vậy ta chỉ chọn
* Giải bằng phương pháp 4 cột:
Chọn công suất ban đầu là P1= 100. Theo bài cho ta có thể lập bảng:
Ta có:
Khi

Khi (loại vì hao phí > 20%)
Ví dụ 2:
Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường
dây tải điện một pha với hiệu suất truyền tải 75%. Coi hao phí chỉ do tỏa nhiệt
trên dây và khơng vượt q 40%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư
này tăng thêm 25% và giữ nguyên điện áp nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện
năng trên chính đường dây đó là bao nhiêu?
Cách giải thơng thường:
Ban đầu hiệu suất truyền tải là 75% thì
Khi cơng suất điện năng 25% thì cơng suất nơi tiêu thụ lúc này bằng:

Hiệu suất của q trình tải điện khi đó là:
và
Do hao phí điện năng khơng vượt q 40% điện năng của nguồn phát nên trường
hợp hiệu suất đạt 37,5% không thỏa mãn. Vậy ta chỉ chọn
* Giải bằng phương pháp 4 cột:
10


Chọn công suất ban đầu là P1= 100. Theo bài cho ta có thể lập bảng:

Ta có: nên
Hiệu suất khi đó là:
+
+ (loại vì > 40%)
2.3.2. Phương pháp 5 cột.
- Dấu hiệu nhận biết bài toán giải theo cách chia 5 cột :
Thường áp dụng cho các bài toán truyền tải điện năng có liên quan đến máy
biến áp với hệ số công suất
Phương pháp giải:

+ Bước 1: Chia dữ kiện của bài tốn theo 5 cột gồm: cơng suất nguồn phát P,
hiệu điện thế nơi phát U, cường độ dòng điện I trên dây dải, hiệu điện thế nơi
tiêu thụ, công suất nơi tiêu thụ Ptt.

+ Bước 2: Điền các thông tin vào các cột treo thứ tự:
Hàng 1: , , , ,
Hàng 2 :, , , ,
+Bước 3:Kết hợp dữ kiện đề cho xem đại lượng nào không đổi, đồng nhất 2
phương trình và giải phương trình đó để tìm đại lượng mà đề u cầu.
Ví dụ 1:
Điện năng được truyền từ một nhà máy điện với công suất khơng đổi đến
một khu dân cư có 100 hộ dân bằng đường dây tải điện một pha. Theo tính toán
của các kỹ sư, nếu điện áp nơi truyền đi là U và lắp một máy hạ áp có hệ số hạ
áp k =20 để dùng chung cho toàn khu dân cư thì cung cấp đủ điện cho 50 hộ.
Cho rằng công suất sử dụng điện năng của tất cả các hộ dân như nhau và điện áp
luôn cùng pha với dòng điện. Khi giảm điện áp nơi truyền đi tăng 3U, để cung
cấp đủ điện năng cho cả 100 hộ dân thì cần sự dụng máy hạ áp có hệ số hạ áp là
bao nhiêu?
11


* Cách giải thông thường:
Gọi P là công suất của nhà máy phát điện, Ptt1 và Ptt2 là công suất nơi tiêu
thụ khi điện áp là U và 3U.
U, U0 là điện áp nơi truyền đi và điện áp hai đầu cuộn thứ cấp, kU 0 là điện
áp hai đầu cuộn cuộn sơ cấp của máy hạ áp.
Khi hiệu điện thế tăng từ U lên 3U tức tăng 3 lần thì hao phí giảm 3 2=9 lần
nên
Ta có:
Gọi k là hệ số hạ áp của máy biến áp ta có:

Lập tỉ số ta được:
Vậy cần dùng máy hạ áp có hệ số giảm áp là 120.
* Giải bằng phương pháp 5 cột:
Chọn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp của máy hạ áp là 1V.k là hệ số của máy
biến áp thì hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp của máy biến áp là k.1=k.

Vì cơng suất nơi tiêu thụ khơng đổi nên
Ví dụ 2:
Điện năng được truyền từ một nhà máy điện với công suất không đổi đến
một khu dân cư có 30 hộ dân bằng đường dây tải điện một pha. Theo tính tốn
của các kỹ sư, nếu điện áp nơi truyền đi là U và lắp một máy hạ áp có hệ số hạ
áp k =30 để dùng chung cho tồn khu dân cư thì cung cấp đủ điện cho 20 hộ.
Cho rằng: công suất sử dụng điện năng của tất cả các hộ dân như nhau và điện
áp ln cùng pha với dịng điện. Khi tăng điện áp nơi truyền đi lên 2U, để cung
cấp đủ điện năng cho cả 30 hộ dân thì cần sự dụng máy hạ áp có hệ số hạ áp là
bao nhiêu?
* Cách giải thông thường:
Gọi P là công suất của nhà máy phát điện, P tt1 và Ptt2 là công suất nơi tiêu thụ
trong trường hợp điện áp truyền đi là U và 2U
U, U0 là điện áp nơi truyền đi và điện áp hai đầu cuộn thứ cấp, kU 0 là điện
áp hai đầu cuộn cuộn sơ cấp của máy hạ áp.
Khi hiệu điện thế tăng từ U lên 2U tức tăng 2 lần thì hao phí giảm 2 2=4 lần
nên
Ta có:
Gọi k là hệ số hạ áp của máy biến áp ta có:
12


Lập tỉ số ta được:
Vậy cần dùng máy hạ áp có hệ số giảm áp là 90.

* Giải bằng phương pháp 5 cột:
Chọn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp của máy hạ áp là 1V.k là hệ số của máy biến
áp thì hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp của máy biến áp là k.1=k

Vì cơng suất nơi tiêu thụ khơng đổi nên
Ví dụ 3:
Điện năng được truyền từ một nhà máy điện A có cơng suất khơng đổi đến
nơi tiêu thụ B bằng đường dây một pha. Nếu điện áp truyền là U và ở B lắp một
máy hạ áp với tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp k=30 thì đáp ứng
được 20/21 nhu cầu điện năng ở B. Bây giờ, nếu muốn cung cấp đủ điện cho B
với hiệu điện thế truyền đi là 2U thì dùng máy hạ áp có k bằng bao nhiêu? Coi
hệ số công suất luôn bằng 1, bỏ qua mất mát năng lượng trong máy biến áp.
* Cách giải thông thường:
Gọi P là công suất của nhà máy phát điện, P tt1 và Ptt2 là công suất nơi tiêu thụ
trong trường hợp điện áp truyền đi là U và 2U
U, U0 là điện áp nơi truyền đi và điện áp hai đầu cuộn thứ cấp, kU 0 là điện
áp hai đầu cuộn cuộn sơ cấp của máy hạ áp.
Khi hiệu điện thế tăng từ U lên 2U tức tăng 2 lần thì hao phí giảm 2 2=4 lần
nên
Ta có:
Gọi k là hệ số hạ áp của máy biến áp ta có:
Lập tỉ số ta được:
Vậy cần dùng máy hạ áp có hệ số giảm áp là 63.
* Giải bằng phương pháp 5 cột:
Chọn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp của máy hạ áp à 1V.k là hệ số của
máy biến áp thì hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp của máy biến áp là k.1=k.

13

Vì cơng suất nơi tiêu thụ khơng đổi nên
2.3.3. Phương pháp 6 cột.
- Dấu hiệu nhận biết bài toán giải theo cách chia 6 cột : Thường áp dụng cho
các bài tốn truyền tải điện năng có hệ số cơng suất
Phương pháp giải:
+ Bước 1: Chia dữ kiện của bài tốn theo 6 cột gồm: cơng suất nguồn phát P,
cơng suất nơi tiêu thụ Ptt, cơng suất hao phí, hiệu điện thế nơi phát U, cường độ
dòng điện I trên dây dải, hiệu điện thế nơi tiêu thụ U tt, Thứ tự cột P và Ptt có thể
thay đổi, đại lượng nào khơng đổi thì đặt trước.
P
Ptt
Utt
U

+ Bước 2: Điền các thông tin vào các cột treo thứ tự:
Hàng 1: Xem đại lượng nào không đổi chọn giá trị cho đại lượng đó = 100
- Dựa vào hiệu suất để tính các giá trị cơng suất cịn lại P1, Ptt1và .
- Chọn tùy ý ( không ảnh hưởng kết quả ).
- Áp dụng ( bấm tổng hợp dao động từ máy tính )
Hàng 2 :điền thơng tin như hàng 1 với đại lượng không đổi
- Dựa vào hiệu suất để tính các giá trị cơng suất cịn lại: P2, Ptt2và .
Áp dụng
+Bước 3: Lập tỉ số:
Ví dụ 1 ( Mã đề 201 - THPT Quốc gia 2017)
Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây
tải điện một pha. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 80%. Cho công suất truyền đi
không đổi và hệ số công suất ở nơi tiêu thụ luôn bằng 0,8. Để giảm hao phí trên
đường dây 4 lần thì cần phải tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên n lần.
Giá trị của n là:
A. 2,0

B. 2,1
C. 2,3
D. 2,2.
tt1
* Cách giải thông thường
1


U


U

14

 1

U 1

 tt


I


Ta có: và
Chuẩn hóa chọn
(V)



U tt 2


U2
* Giải bằng phương pháp 6 cột:
Hàng 1: Cho P=100,, , ,
Hàng 2: Cho P=100,, , ,

P
100
100

Ptt
80
95

 2

U 2

20
5

2
1

Utt
10
23,75


I

 tt 2

U
11,66
24,56

Vậy cần tăng điện áp lên:
Ví dụ2 ( mã 203- THPT Quốc gia 2017)
Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây
tải điện một pha. Cho công suất ở nơi tiêu thụ ln khơng đổi và có hệ số công
suất luôn bằng 0,8. Để tăng hiệu suất quá trình truyền tải lên từ 80% lên 90% thì
cần tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên
A. 1,33 lần
B. 1,38 lần
C. 1,41 lần
D. 1,46 lần
* Cách giải thông thường
Chuẩn hóa chọn


U tt1


U1

(V)

 1

U 1

.

 tt

Tương tự ở trên ta cũng có thế tính được U tt2 như Utt1


U tt 2


U2

 2

* Giải bằng phương pháp 6 cột:
Hướng dẫn học sinh theo trình tự sau:
15

U 2


I

 tt 2



I


Hàng 1: Cho Ptt1 =72,, ,
Hàng 2: Cho Ptt2=72,,

Kết quả thu được bảng:
Ptt
P
72
90
72
80

Utt
7,5
11,25

18
8

U
8,75
12,06

1,5
1

Ví dụ 3:
Điện năng được truyền từ trạm phát điện A đến nơi tiêu thụ B bằng đường

dây tải điện một pha. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 80%. Cho công suất truyền
đi không đổi và hệ số công suất ở nơi tiêu thụ luôn bằng 0,8. Nếu nhu cầu tiêu
thụ điện năng ở B tăng lên 20% thì cần tăng điện áp truyền đi ở A lên bao nhiêu
lần so với ban đầu.
A. 2,06
B. 2,16
C. 2,36
D. 2,46
Giải:
* Cách giải thơng thường
tt1
Chuẩn hóa chọn
1


U


U

Để hiệu suất tăng 20% so với ban đầu thì mà nên

 1

U 1

Chọn (V). Ta có
(V)
(V)


U tt 2


U2

 2

U 2

* Giải bằng phương pháp 6 cột:
Hàng 1: Cho P=100,, , ,
Hàng 2: Cho P=100,, ,
100
100


I

 tt

80
96

20
4

1

2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh.

16

5
30

 tt 2


I


- Tôi đã tiến hành khảo sát với học sinh 3 lớp 12 K, 12G, 12E, năm học
2020 - 2021trước và sau khi sử dụng phương pháp chia cột để giải bài toán
truyền tải điện năng. Kết quả thu được như sau:
Phương pháp cũ
Lớp

Sĩ số

HS làm
đúng

12K
12G
12E

51
47
45

5
3
0

Phương pháp chia cột

HS
làm
sai

HS
không
làm
được

HS làm
đúng

HS
làm
sai

HS
không
làm
được

25
26
10

21
32
35

30
25
10

10
7
15

11
15
20

Qua bảng kết quả ta nhận thấy số lượng học sinh làm đúng đã tăng lên
dáng kể, số không làm được bài giảm đi nhiều. vẫn còn một số em vận dụng
chưa đúng nên làm sai kết quả. Điều này chứng tỏ phương pháp chia cột rất hữu
ích cho q trình học tập của các em, làm cho các em tự tin vận dụng vào các
bài tốn khó.
3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận:
- Qua quá trình ấp ủ ý tưởng, vận dụng thực tiễn trong giảng dạy, đánh giá
kết quả thu được, tôi nhận thấy phương pháp chia cột đã cung cấp thêm cho giáo
viên và học sinh một phương pháp giải mới cho bài toán truyền tải điện năng.
Cái ưu điểm cơ bản, cốt lõi nhất của phương pháp này là giúp cho việc giải bài
toán này trở nên đơn giản và rút ngắn rất nhiều về mặt thời gian
- Phương pháp chia cột có thể áp dụng đại trà cho học sinh kể cả các đối

tượng học sinh yếu, trung bình các em cứ lần lượt tính tốn các dữ liệu theo các
cột sẽ đi đến kết quả ( cịn với các em sinh giỏi thì thời gian chỉ tính vài chục
giây đã ra kết quả chính xác).
3.2. Kiến nghị:
3.2.1. Với giáo viên:
- Qua quá trình giảng dạy tôi nhận thấy, cách thức để đi đến kết quả rất
quan trọng cho quá trình học tập của học sinh. Do đó người giáo viên phải ln
nỗ lực để tìm ra cách thức con đường ngắn nhất, dễ hiểu nhất giúp học sinh yếu
học sinh trung bình cũng có thể giải được các bài tốn khó.

17


- Khi áp dụng phương pháp chia cột, giáo viên nên nêu cụ thể chitiết trình
tự tính cho cột nào trước, cột nào sau thì học sinh càng dễ vận dụng và làm
đúng.
- Phương pháp chia cột có thể áp dụng cho nhiều lớp đặc biệt các lớp ôn thi
theo gọi gói khoa học tự nhiên và ơn thi HSG theo hình thức trắc nghiệm.
- Trong quá trình dạy và học khơng có phương pháp nào là vạn năng cho
mọi đối tượng nên người giáo viên và học sinh cần biết chắt lọc lựa chọn
phương pháp thậm chí có thể kết hợp chúng để mang lại hiệu quả cao nhất.
3.2.2. Với các cấp quản lí giáo dục:
- Trường học nên mua thêm các sách tham khảo về đổi mới phương pháp
dạy học, các tài liệu chuyên sâu để phục vụ tốt cơng tác dạy và học
- Có thể áp dụng phương pháp chia cột cho nhiều lớp trong cùng trường và
nhiều trường trong huyện, tỉnh, cả nước.
- Hiện nay rất nhiều các em học sinh chuyển khối vì cảm thấy mơn vật lý
rất khó, việc giáo viên cung cấp cho học sinh phương pháp giải dễ hiểu, rõ ràng
sẽ giúp giảm bớt áp lực môn học, các em vận dụng được làm bài sẽ cảm thấy
hứng thú hơn với học tập vì thế mỗi dạng bài tập giáo viên cần tìm ra phương

pháp nào hay, ngắn gọn, dễ hiểu cho học sinh.
Do hạn chế về thời gian, tài liệu cũng như kinh nghiệm của bản thân nên đề
tài sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy rất mong được sự góp ý của các
đồng chí, đồng nghiệp để đề tài được hồn thiện hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Tôi xin cam đoan đây là SKKN của
ĐƠN VỊ
mình viết, khơng sao chép nội dung của
người khác.
Tác giả

Nguyễn Thị Ngoan

18


TÀI LIỆU THAM KHẢO.
[1].Trịnh Minh Hiệp, Phương pháp tư duy sáng tạo trong giải nhanh bồi dưỡng
học sinh giỏi vật lý 12, NXB Đại học quốc gia Hà Nội- năm 2017.
[2]. Nguyễn Phú Đồng, Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 12, NXB Tổng hợp
Thành phố Hồ Chí Minh- năm 2014.
[3]. Chu Văn Biên, Các bài tập hay lạ khó, NXB Tổng hợp Thành phố Hồ Chí
Minh- năm 2015.
[4]. Chu Văn Biên ,Kinh nghiệm luyện thi vật lý 12.NXB Đại học Quốc Gia Hà
Nội- năm 2018.
[5]. Tăng Hải Tuân, Công phá vật lý 3, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội- năm
2018.
[6].Vũ Thanh Khiết, Tuyển tập các bài toán cơ bản và nâng cao vật lý 12, NXB
Đại học Quốc Gia Hà Nội- năm 2012.
[7]. Mạng internet.

[8]. Vũ Thanh Khiết, Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT NXB Giáo
dục - 2003.


DANH MỤC
CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG
ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC
CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: Nguyễn Thị Ngoan.
Chức vụ và đơn vị cơng tác: Trường THPT Ba Đình
Cấp đánh Kết quả
TT
Tên đề tài SKKN
giá xếp
đánh giá
loại
xếp loại
Xây dựng nội quy lớp học góp
Sở
phần nâng cao chất lượng quản GD&ĐT
C
1 lý và giáo dục học sinh của giáo Thanh Hóa
viên chủ nhiệm.
Xây dựng và sử dụng công thức
Sở
2 để giải nhanh các bài toán về dao GD&ĐT
C
động tắt dần của con lắc lị xo
Thanh Hóa
Phân loại và phương pháp giải

Sở
nhanh các dạng bài tập thường GD&ĐT
C

Năm học
đánh giá
xếp loại
2010-2011

2012-2013

2014-2015


3

gặp về tụ xoay trong bồi dưỡng Thanh Hóa
HSG và thi THPT quốc gia.

PHỤ LỤC:
Loại 1: công suất của nguồn phát khơng đổi.
Ví dụ 3 :
Bằng một đường dây truyền tải, điện năng được truyền tải từ một máy phát
điện nhỏ có cơng suất khơng đổi được đưa đến xưởng sản xuất. Nếu tại nhà máy
phát điện dùng máy biến áp có tỉ số vịng dây của cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp là
5 thì tại nơi sử dụng sẽ cung cấp đủ điện năng cho 80 máy hoạt động. Nếu tại
nhà máy phát điện dùng máy biến áp có tỉ số vịng dây của cuộn thứ cấp và cuộn
sơ cấp là 10 thì tại nơi sử dụng sẽ cung cấp đủ điện năng cho 95 máy hoạt động.
Nếu đặt xưởng sản xuất tại nhà máy điện thì điện năng cung cấp được cho bao
nhiêu máy ?

* Cách giải thông thường :
Gọi công suất của 1 máy là P0
- Lúc đầu dùng máy biến áp có tỉ số vịng dây sơ cấp và thứ cấp bằng 5:
- Lúc sau dùng máy biến áp có tỉ số vịng dây sơ cấp và thứ cấp bằng 10 tức là

tăng gấp 2 lần so với ban đầu nên hiệu điện thế tăng gấp đơi mà
nên khi U tăng gấp đơi thì giảm 4 lần khi đó ta có :


Giải hệ (1) và (2) ta được :
- Khi đặt tại xưởng sản xuất thì hao phí bằng 0 nên tức là điện năng cung cấp đủ
cho 100 máy.
* Cách giải chia 4 cột:
Chọn công suất nơi tiêu thụ của các hộ dân là 1. Ta có bảng sau:

n
Ta có:
* Bài tập áp dụng loại1: Công suất truyền đi không đổi
Bài 1 :Điệnnăngởmột trạmphátđiện đượctruyềnđidướiđiệnáp2 kV,hiệusuất
trongquátrìnhtruyềntảilà H= 80%.Muốnhiệusuấttrongquátrìnhtruyềntảităngđến
95%thìtaphải thay đổi hiệu điện thế truyền đi như thế nào?
Bài 2 :Điệnnăngởmột trạmphátđiện đượctruyềnđidướiđiệnáp10kV,hiệusuất
trongquátrìnhtruyềntảilà H= 84%.Muốnhiệusuấttrongquátrìnhtruyềntảităngđến
96%thìtaphải thay đổi hiệu điện thế truyền đi như thế nào?
Bài 3:Điệnnăngởmột trạmphátđiện đượctruyềnđidướiđiệnáp40 kV,hiệusuất
trongquátrìnhtruyềntảilà H= 80%. Tăng hiệu điện thế lên tới 80kV thì hiệu suất
truyền tải điện năng là bao nhiêu?
Bài 4:Điệnnăngởmột trạmphátđiện đượctruyềnđidướiđiệnáp220V,hiệusuất
trongquátrìnhtruyềntảilà H= 60%. Tăng hiệu điện thế lên tới 90kV thì hiệu suất
truyền tải điện năng là bao nhiêu?

Bài 5:Bằng đường dây truyền tải một pha, điện năng từ một nhà máy phát
điện nhỏ được đưa đến mộtkhu tái định cư. Các kỹ sư tính tốn được rằng: nếu
tăng điện áp truyền đi từ U lên 3U thì số hộ dân đượcnhà máy cung cấp đủ điện
năng tăng từ 25 lên 225. Biết rằng chỉ có hao phí trên đường dây là đáng kể;các
hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau. Điện áp truyền đi là 5U, nhà máy này cung
cấp đủ điện năng cho bao nhiêu hộ dân ?
Bài 6: Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến một khu tái định cư
bằng đường dây truyền tải một pha. Cho biết, nếu điện áp tại đầu truyền đi tăng
từ U lên 2U thì số hộ dân được trạm cung cấp đủ điện năng tăng từ 120 lên 156.
Cho rằng chỉ tính đến hao phí trên đường dây, cơng suất tiêu thụ điện của các hộ
dân đều như nhau, công suất của trạm phát không đổi và hệ số công suất trong


các trường hợp đều bằng nhau. Vậy để cung cấp điện cho 180 hộ dân thì hiệu
điện thế cần nâng lên bao nhiêu ?
Bài 7 :Điện năng từ một trạm phát điện được đưa đến một khu tái định cư
bằng đường dây truyền tải một pha. Cho biết, nếu điện áp tại đầu truyền đi tăng
từ U lên 2U thì số hộ dân được trạm cung cấp đủ điện năng tăng từ 120 lên
144.Cho rằng chỉ tính đến hao phí trên đường dây, công suất tiêu thụ điện của
các hộ dân đều như nhau, công suất của trạm phát không đổi và hệ số công suất
trong các trường hợp đều bằng nhau.Tính số hộ dân mà trạm phát này cung cấp
đủ điện năng khi điện áp truyền đi là 4U.

Loại 2: cơng suất của nơi tiêu thụ khơng đổi.
Ví dụ 3:
Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng máy
hạ thế. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao
phí trên đường dây 50 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được
là không đổi. Biết điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i và ban
đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 20% điện áp của tải tiêu thụ.

Giải:
- Cách giải thông thường
Gọi công suất nơi tiêu thụ là ( không đổi )
Bài cho
Ban đầu công suất của nguồn phát là:
Do hao phí giảm đi 50 lần nên
Cơng suất nguồn khi đó là

* Cách giải chia 4 cột:
Bài cho . Vì Ptt khơng đổi nên chọn Ptt = 100
100
100
Ta có: nên

120
100,4

20
0,4


* Bài tập áp dụng loại2: Công suất tiêu thụ Ptt không đổi
Bài 1: Điện năng từ một trạm phát điện đến một nơi tiêu thụ điện bằng một
đường dây truyền tải một pha có điện trở khơng đổi. Khi điện áp hiệu dụng đưa
lên hai đầu đường dây truyền tải là U thì hiệu suất truyền tải điện năng là
80%.Coi hệ số công suất của mạch truyền tải bằng 1 và công suất tới nơi tiêu thụ
không đổi.Để hiệu suất truyền tải điện năng là 90% thì điện áp hiệu dụng đưa
lên hai đầu đường dây truyền tải là bao nhiêu?
Bài 2: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn dùng máy
hạ thế có tỉ số vòng dây bằng 2. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu

lần để giảm công suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưg vẫn đảm bảo công
suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi.Biết điện áp tức thời u cùng pha với
hiệu dòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện thế trên đường dây bằng 15%
điện áp của tải tiêu thụ.
Bài 3: Cần phải tăng điện áp hiệu dụng hai đầu một đường dây truyền tải
lên xấp xỉ bao nhiêu lần để công suất truyền tải trên đường dây giảm đi 25 lần.
Biết hệ số công suất trên dây luôn bằng 1. Biết công suất nơi tiêu thụ nhận được
là không đổi và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 20% điện áp của
tải tiêu thụ.
Bài 4: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng
máy hạ thế. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm cơng
suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ
nhận được là không đổi. Biết điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời
i và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ.
Bài 5: Cần phải tăng điện áp hiệu dụng hai đầu một đường dây truyền tải
lên xấp xỉ bao nhiêu lần để công suất truyền tải trên đường dây giảm đi 81 lần.
Biết hệ số công suất trên dây luôn bằng 1. Biết công suất nơi tiêu thụ nhận được
là không đổi và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của
tải tiêu thụ.
Bài 5: Điện năng từ một trạm phát điện đến một nơi tiêu thụ điện bằng một
đường dây truyền tải một pha có điện trở không đổi. Khi điện áp hiệu dụng đưa
lên hai đầu đường dây truyền tải là U thì hiệu suất truyền tải điện năng là
60%.Coi hệ số công suất của mạch truyền tải bằng 1 và công suất tới nơi tiêu thụ
không đổi.Để hiệu suất truyền tải điện năng là 75% thì điện áp hiệu dụng đưa
lên hai đầu đường dây truyền tải là bao nhiêu?
Bài 6: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn dùng máy
hạ thế có tỉ số vịng dây bằng 3. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu


lần để giảm cơng suất hao phí trên đường dây 20 lần nhưg vẫn đảm bảo công

suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi. Biết điện áp tức thời u cùng pha với
hiệu dòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện thế trên đường dây bằng 20%
điện áp của tải tiêu thụ.
Loại 3: Hiệu điện thế nơi phát khơng đổi.
Ví dụ 3:
Một nhà máy phát điện gồm nhiều tổ máy có cùng cơng suất có thể hoạt
động đồng thời, điện sản xuất ra được đưa lên đường dây rồi truyền đến nơi tiêu
thụ. Coi điện áp nơi truyền đi là không đổi. Khi cho tất cả các các tổ máy hoạt
động đồng thời thì hiệu suất truyền tải là 80%, còn khi bớt đi 3 tổ máy hoạt động
thì hiệu suất truyền tải là 85%. Để hiệu suất truyền tải đạt 95% thì số tổ máy
phải giảm bớt tiếp là bao nhiêu ?
Giải:
* Cách giải thông thường
Gọi số tổ máy là n, công suất 1 máy là P
Hiệu suất của quá trình truyền tải là:

Gọi x là số tổ máy phải giảm tiếp ta có:

Thay vào phương trình ta được x=6
Vậy cần phải giảm tiếp 6 tổ máy để hiệu suất đạt 95%
* Cách giải 4 cột:
P
n
n-3
n-x

0,2n
0,15(n-3)
0,05(n-x)

Ptt
0,8n
0,85(n-3)
0,95(n-x)

Ta có
Và => x= 9 vậy cần giảm bớt 6 tổ

U
U
U
U