- Cấu tạo của máy biến áp 1 pha
- Phân loại Máy biến áp
- Công dụng máy biến áp
- Định nghĩa chuẩn nhất về máy biến áp.
- Công suất hao phí trên đường dây tải
- Hiệu suất tải điện
- Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện
- Biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải
Nào ta cùng HCV2020 bắt đầu thôi.
Định nghĩa Máy biến áp
Cấu tạo Máy biến áp
Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
* Công dụng của máy biến áp
Công thức Máy biến áp
Mạch thứ cấp không tải:
Ø Mạch thứ cấp có tải (lí tưởng):
Trong đó:
U1 (là điện áp hiệu dụng) ; E1 (suất điện động hiệu dụng)
; I1 (cường độ hiệu dụng) ;
N1 (số vòng dây) : của cuộn
sơ cấp
U2 (là điện áp hiệu dụng) ; E2 (suất điện động hiệu dụng)
; I2 (cường độ hiệu dụng) ;
N2 (số vòng dây): của cuộn
thứ cấp
ØHiệu suất của máy biến áp :
Trong đó: cosj1 và
cosj2 : là hệ số công
suất của cuộn sơ cấp và thứ cấp.
II. Bài tập MÁY BIẾN ÁP
1. Một máy biến áp có số vòng dây trên cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 2000 vòng và 500 vòng. Điện áp hiệu dụng và cường độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp lần lượt là 50V và 6A. Xác định điện áp hiệu dụng và cường độ hiệu dụng ở mạch sơ cấp.
Hướng dẫn giải từ Blog Học cùng HCV:
Dựa vào công thức hệ số biến áp, dễ dàng tìm được: U1 = 200V ; I1 = 1,5A
Nếu khó khăn, bạn có thể tham khảo lời giải chi tiết trên Blog Học cùng HCV bạn nhé.
2. Cuộn sơ cấp và thứ cấp của một máy biến áp có số vòng lần lượt là N1 = 600 vòng, N2 = 120 vòng. Điện trở thuần của các cuộn dây không đáng kể. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380V.
a) Tính điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp.
b) Nối 2 đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có điện trở 100. Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp. Bỏ qua hao phí ở máy biến áp.
Hướng dẫn giải từ Blog Học cùng HCV:
a) Từ U1/U2 = N1/N2 dễ dàng tính được U2 = 76V
b) Tính I2 và I1 theo công thức: I2 = U2 /R và I1 = (N2 .I2)/N1
Nếu khó khăn, bạn có thể tham khảo lời giải chi tiết trên Blog Học cùng HCV bạn nhé.
Một số câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1 : Điện áp đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp là 220V, số vòng dây của 2 cuộn sơ và thứ cấp lần lượt là N1=1000 vòng ; N2=50 vòng, mạch thứ cấp gồm một điện trở R=8Ω; một cuộn cảm có điện trở thuần 2Ω và một tụ điện. Cường độ dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp là 0,032A, bỏ qua hao phí của máy biến áp. Độ lệch pha giữa cường độ và điện áp trong cuộn thứ cấp là:
A. π/2Câu 2 : Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV và công suất 200 kW. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch nhau thêm 480 kWh. Hiệu suất của quá trình truyền tải điện là:
A. H = 95 % B. H = 80 %
Câu 3 : Hiện nay người ta chủ yếu dùng cách nào sau đây để làm giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải đi xa?
- Tăng điện áp trước khi truyền tải điện năng đi xa.
- Xây dựng nhà máy điện gần nơi tiêu thụ.
- Dùng dây dẫn bằng vật liệu siêu dẫn.
- Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải
Câu 4 : Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp 2kV, hiệu suất trong quá trình truyền tải là H = 80%. Muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải
A. tăng điện áp lên đến 4kV.C. giảm điện áp xuống còn 1kV.
Câu 5. Một máy biến áp có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V. Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là:
A. 1100. B. 2200.
Câu 6 (ĐH–2007) : Một máy biến thế có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng 220 V. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là
Câu 7: Một máy biến thế dùng trong máy thu vô tuyến có cuộn sớ cấp gồm 1000 vòng, mắc vào mạng điện 27V và ba cuộn thứ cấp để lấy ra các hiệu điện thế 6,35V; 15V; 18,5V. Số vòng dây của mỗi cuộn thứ cấp lần lượt là:
Câu 8 (ĐH- 2010) : Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng
A. 100 V. B. 200 V.
Câu 9 (ĐH- 2011) : Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dung không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,43. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,45. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp
A. 60 vòng dây.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI bài toán Mạch điện chỉ chứa một phần tử (hoặc R, hoặc L, hoặc C)
- Mạch điện chỉ có điện trở thuần: u và i cùng pha: ϕ = ϕu - ϕi = 0 Hay ϕu = ϕi
+ Ta có: thì ; với .
+Ví dụ 1: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R= 100Ω có biểu thức u=. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là :
A. i= C. i=
B. i= D.i=
-Mạch điện chỉ có tụ điện:
uC trễ pha so với i góc . -> ϕ = ϕu - ϕi =- Hay ϕu = ϕi - ; ϕi = ϕu +
+Nếu đề cho thì viết: và ĐL Ôm:
với .
+Nếu đề cho thì viết:
+Ví dụ 2: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tụ có điện dung C= có biểu thức u=. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là :
A. i= C.i=
B. i= D.i=
-Mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần:
uL sớm pha hơn i góc-> ϕ = ϕu - ϕi = Hay ϕu =ϕi +; ϕi = ϕu -
+Nếu đề cho thì viết: và ĐL Ôm: với
Nếu đề cho thì viết:
Ví dụ 3: Hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm có độ tự cảm L= có biểu thức u=. Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là :
A. i= C.i=
B. i= D.i=
Bài tập vận dụng:
Câu 1: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R= 200Ω có biểu thức u=. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là :
A. i= C.i=
B. i= D.i=
Câu 2: Cho hiệu điện thế giữa hai đầu 1 đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm là : . Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là :
A. i= C. i=
B. i= D. i=
Câu 3: Cho điện áp hai đầu tụ C là u = 100cos (100πt- π/2) (V). Viết biểu thức dòng điện qua mạch, biết
A. i = cos (100πt) (A) B. i = 1cos (100πt + π) (A)
C. i = cos (100πt + π/2) (A) D. i = 1cos (100πt – π/2) (A)
Câu 4: Đặt điện áp (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm thì cường độ dòng điện qua mạch là:
A. (A) B. (A)
C. (A) D. (A)
Câu 5: Đặt điện áp (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L= 0,318 (H) (Lấy 0,318) thì cường độ dòng điện qua mạch là:
A. (A) B. (A)
C. (A) D. (A)
Câu 6: Đặt điện áp (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ địên có C = 15,9μF (Lấy 0,318) thì cường độ dòng điện qua mạch là:
A. (A) B. (A)
C. (A) D. (A)
Câu 7: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn dây chỉ có độ tự cảm L= thì cường độ dòng điện qua cuộn dây có biểu thức i=3cos (100πt+) (A). Biểu thức nào sau đây là hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch:
A u=150cos (100πt+) (V) B. u=150cos (100πt-) (V)
C.u=150cos (100πt+) (V) D. u=100cos (100πt+) (V)
Câu 8: Xác định đáp án đúng .
Cường độ dòng điện qua tụ điện i = 4cos100t (A). Điện dung là 31,8F. Hiệu điện thế đặt hai đầu tụ điện là:
A- . uc = 400cos (100t) (V) B. uc = 400 cos (100t + ). (V)
C. uc = 400 cos (100t - ). (V) D. uc = 400 cos (100t - ). (V)
