Tải ở cuối trang

Sách Giáo Khoa Vật Lý 12 nâng cao

Bài 32. Máy biến áp. Truyền tải điện năng –

Máy biến áp là gì ? Vì sao trong hệ thống truyền tải điện năng đi xa không thể thiếu máy biến áp ? Bài này giúp ta giải đáp câu hỏi đó. Máy biến áp Máy biến áp là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó. a) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên một lõi sắt kín (Hình 32.1). Lõi thường làm bằng các lá sắt hoặc thép pha silic, ghép cách điện với nhau để giảm hao phí điện năng do dòng Fu-cô. Các cuộn dây thường làm bằng đồng, đặt cách điện với nhau và được cách điện với lõi. Hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Một trong hai cuộn của máy biến áp được nối với nguồn điện xoay chiều, được gọi là Cuộn sơ cấp. Cuộn thứ hai được nối với tải tiêu thụ điện năng, được gọi là cuộn thứ cấp. Dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp gây ra từ thông biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất hiện trong cuộn thứ cấp một suất điện động xoay chiều. Nếu mạch thứ cấp kín thì có dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp. b) Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến áp Trong các công thức dưới đây, các đại lượng và các thông số ở đầu vào (nối với cuộn sơ cấp) được ghi bằng chỉ số 1, ở đầu ra (nối với cuộn thứ cấp) được ghi bằng chỉ số 2. Với lõi sắt kín, hầu như mọi đường sức từ chỉ chạy trong lõi sắt nên từ thông qua mỗi vòng dây ởNgười ta còn gọi máy biến áp là máy biến thế.Hình 32,1 Sơ đồ cấu tạo của máy biến áp.Hình 32,2 Kí hiệu máy biến áp trong mạch điện.Có thể thay cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng một cuộn dây có nhiều đầu ra (một cặp đầu dây nối với mạch sơ cấp, các cặp khác nối với mạch thứ cấp). Đó là biến áp tự ngẩu thường được dùng trong đời sống.169 Hiệu suất của máy biến áp trong thực tế có thể đạt tới 98+ 99%. Hãy viết biểu thức tính hiệu suất của máy biến áp và giải thích vì sao nó có thể đạt giá trị lớn.Để cho đơn giản, ta giả thiết hệ số công suất của mạch sơ cấp và của mạch thứ cấp bằng nhau. Từ điều kiện bằng nhau về công suất của hai mạch, ta suy ra công thức (32.4).Đối với máy tăng áp, nên dùng dây của cuộn thứ cấp là loại có đường kính to hơn hay nhỏ hơn dây của cuộn sơ cấp ? Vi sao ?170cả hai cuộn bằng nhau, suất điện động cảm ứng trong mỗi vòng dây cũng bằng nhau. Như vậy, suất điện động cảm ứng trong mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây N1, N2 của chúng: e. Ni32.1 e N2 (32.1)Tỉ số giữa các suất điện động tức thời không đổi nên tỉ số giữa các giá trị hiệu dụng cũng bằng tỉ số ấy : E NI E. N2 (32.2) Nếu bỏ qua điện trở của dây quấn thì có thể coi điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn dây bằng suất điện động hiệu dụng tương ứng trong mỗi cuộn :Սլ = E. Ս2 = E2 Do đó U. N. ம – ம 2. U2 N2 (32.3)Nếu N2 > N.1 thì U2 > U1, ta gọi máy biến áp là máy tăng áp. Nếu N2 < N.1 thì U2 < U1, ta gọi máy biến áp là máy hạ áp. Nếu hao phí điện năng trong máy biến áp không đáng kể (Biến áp lí tưởng) thì công suất của dòng điện trong mạch sơ cấp và trong mạch thứ cấp có thể coi bằng nhau.Như vậy: UI Սշlշ (32.4) hay 12 Ս1 (32.5)Do đó, máy biến áp làm tăng điện áp lên bao nhiêu lần thì làm giảm cường độ dòng điện đi bấy nhiêu lần và ngược lại.Hiệu suất của máy biến áp trong thực tế có thể đạt tới 98+ 99%. Hãy viết biểu thức tính hiệu suất của máy biến áp và giải thích vì sao nó có thể đạt giá trị lớn.Để cho đơn giản, ta giả thiết hệ số công suất của mạch sơ cấp và của mạch thứ cấp bằng nhau. Từ điều kiện bằng nhau về công suất của hai mạch, ta suy ra công thức (32.4).Đối với máy tăng áp, nên dùng dây của cuộn thứ cấp là loại có đường kính to hơn hay nhỏ hơn dây của cuộn sơ cấp ? Vi sao ?170cả hai cuộn bằng nhau, suất điện động cảm ứng trong mỗi vòng dây cũng bằng nhau. Như vậy, suất điện động cảm ứng trong mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây N1, N2 của chúng: e. Ni32.1 e N2 (32.1)Tỉ số giữa các suất điện động tức thời không đổi nên tỉ số giữa các giá trị hiệu dụng cũng bằng tỉ số ấy : E NI E. N2 (32.2) Nếu bỏ qua điện trở của dây quấn thì có thể coi điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn dây bằng suất điện động hiệu dụng tương ứng trong mỗi cuộn :Սլ = E. Ս2 = E2 Do đó U. N. ம - ம 2. U2 N2 (32.3)Nếu N2 > N.1 thì U2 > U1, ta gọi máy biến áp là máy tăng áp. Nếu N2 < N.1 thì U2 < U1, ta gọi máy biến áp là máy hạ áp. Nếu hao phí điện năng trong máy biến áp không đáng kể (Biến áp lí tưởng) thì công suất của dòng điện trong mạch sơ cấp và trong mạch thứ cấp có thể coi bằng nhau.Như vậy: UI Սշlշ (32.4) hay 12 Ս1 (32.5)Do đó, máy biến áp làm tăng điện áp lên bao nhiêu lần thì làm giảm cường độ dòng điện đi bấy nhiêu lần và ngược lại.2 сAи ног1. 2.qAq T TTq qAqAq q AqAAA AAAA AAAA TT AqAqA TTT ܪܝܚ ܚܝ.±:a܇ ܚܫaܫ ...ܫ1 ܬ g độ dòng điện qua máy biến áp.- ܚܐ ܚ ܢܝ ܫ ܢܝ ܚ ܫ ܐܫ ܚܝܫܶܐ ܔ12 - ܘܐܫ- ܢ ܀".ܥܬܚ ܥܬܚ ܣܰܝܚ ܚܫ ܣܰܚ . ܘܫ̄ ܬܬa) Trong máy biến áp. b) Trong truyền tải điện năng đi xa.52 BAl TÂP1.2.4.Một máy biến áp có cuộn thứ cấp mắc với một điện trở thuần, cuộn sơ cấp mắc với nguồn điện Xoay chiều. Điệ ác cuộn dây và hao phí điện năng ở máy không đáng kể. Nếu tăng trị số của điện trở mắc với cuộn thứ cấp lên hai lần thì A. Cường độ hiệu dụng của dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp giảm hai lần, trong cuộn sơ cấp không đổi. B, điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp đều tăng hai lần. C. suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp tăng hai lần, trong cuộn sơ cấp không đổi. D. Công suất tiêu thụ điện ở mạch sơ cấp và thứ cấp đều giảm hai lần. Chọn phát biểu sai. ܢܝ ܬܩ ܓ. :- ܫ ܘܶܫ ܬܚܶܝܬ݂ ܚ ܧ. .. ܚܝܬ ܚܬܚܝܬ ܫ7 ~1 un uy vi i r A, tỉ lệ với thời gian truyền điện. B, tỉ lệ với chiều dài đường dây tải điện.".- ܝܚܶܝܬ݂ ܚ ܫ ܀ܓܪܓܝܓܬܚܓܝ ܕܩܠܐ ܀ u Itę i IgTTIVID, tỉ lệ với bình phương A....A.l Ali J.A شیر ۔ ۔ خمر 4یر ۔۔۔مبر 4یر: حسرح ܓܝܪ ܢܝ ܢܚܬܢܝܬܢܝ ܠܝ---- -Công suất truyền đi.r ột máy biến áp được nối với mạng điện xoay chiều có điện áp 380 V. Cuộn thứ cấp có dòng điện Cường độ 15A chạy qua và có điện áp giữa hai đầu dây là 12 V. Biết số vÔng dây của cuộn thứ cấp là 30. Tính số vòng dây của cuộn sơ cấp và cường độ dòng điện chạy qua nó. Bỏ qua hao phí điện năng trong máy.- Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV và Công suất truyền đi 200 kW.Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau thêm 480 kWh.a) Tỉnh Công suất điện hao phí trên đường dây tải điện. b) Cần tăng điện áp ở trạm phát đến giá trị nào để điện năng hao phí trên đường dây chỉ bằng 5 % di ền đi ? Coi công suất truyền đi ở trạm phát điệ không đổi.172

 

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình 5 / 5. Số lượt đánh giá: 921

Chưa có ai đánh giá! Hãy là người đầu tiên đánh giá bài này.

--Chọn Bài--

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!

Tải xuống