Đây là máy tăng thế hay hạ thế vì sao

Table of Contents

* Cấu tạo máy biến thế: Máy biến thế gồm 2 bộ phận chính. Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau, đặt cách điện với nhau. Một lõi thép dùng chung cho cả hai cuộn dây.

* Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế:

• Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế một chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn thứ cấp không sáng.
• Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn thứ cấp phát sáng.
• Nếu đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều.

2. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế

Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ thuận với số vòng dây của mỗi cuộn dây

Khi hiệu điện thế ở 2 đầu cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp (U1>U2) ta có máy hạ thế, còn khi U1

II. Truyền tải điện năng đi xa

1. Điện năng hao phí trên đường dây truyền tải điện và cách làm giảm hao phí điện năng

Dòng điện đi qua dây dẫn gây ra tác dụng nhiệt. Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng. Đó là phần điện năng hao phí. Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, có một phần điện năng bị hao phí do toả nhiệt trên đường dây dẫn.

Công thức tính công suất hao phí:  

*Từ công thức trên nhận thấy để giảm công suất hao phí có 2 cách:

Cách 1: Giảm R

Cách 2: Tăng U bằng cách dùng máy biến thế

* Khi tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây tải lên n lần thì công suất hao phí sẽ giảm n2 lần.

Mặt khác:  

Không thể giảm ρ vì ρbạc < ρđồng  mà bạc đắt hơn đồng

Không thể giảm l vì là khoảng cách từ đầu dây tải  đến nơi tiêu thụ

Không thể tăng S vì dây sẽ to, nặng

Cách tốt nhất để giảm hao phí điện năng là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế.

2. Nguyên tắc dùng máy biến thế để truyền tải điện năng của dòng điện xoay chiều

Để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện xoay chiều, người ta dùng máy tăng thế để tăng hiệu điện thế đặt vào đầu đường dây dẫn.Tuy nhiên hiệu điện thế tại nơi sử dụng chỉ khoảng vài trăm vôn. Do đó ở cuối đường dây tải điện người ta phải dùng các máy hạ thế để giảm dần hiệu điện thế đến giá trị phù hợp.

III. Cách giải các dạng bài tập thường gặp

1. Máy biến thế là làm tăng hay giảm hiệu điện thế hiệu dụng?

Cần xác định:

• Khi hiệu điện thế ở 2 đầu cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp (U1>U2) ta có máy hạ thế
• Khi hiệu điện thế ở 2 đầu cuộn sơ cấp nhỏ hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ  (U1

2. Xác định hiệu điện thế khi tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện?

Để xác định công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện cụ thể

• Xác định máy tăng thế thì hiệu điện thế áp dụng là hiệu điện thế cuộn dây thứ cấp .
• Xác định máy hạ thế thì hiệu điện thế áp dụng là hiệu điện thế cuộn dây sơ cấp. 

3. Tính công suất hao phí và số vòng dây

Cần nhớ:

Công thức tính Số vòng dây:  

• U­1: Hiệu điện thế của cuộn sơ cấp (V)
• U­2: Hiệu điện thế của cuộn sơ cấp (V)
• n­1: Hiệu điện thế của cuộn sơ cấp (Vòng)
• n­2: Hiệu điện thế của cuộn sơ cấp (Vòng)

Công thức tính công suất hao phí:  

Gọi:

• P là công suất điện cần truyền đi ( W)
• U là hiệu điện thế đầu đường dây truyền tải điện (W)
• R là điện trở của đường dây tải điện ()là
• Php công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn (W)

Chú ý:

• Máy biến thế hoạt động được với dòng điện xoay chiều mà không hoạt động được với dòng điện 1 chiều không đổi
• Để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện biện pháp tối ưu là tăng hiệu điện thế ở 2 đầu đường dây.

IV. Bài tập luyện tập về Máy biến thế - Truyền tải điện năng đi xa của trường Nguyễn Khuyến

1. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Máy biến thế được dùng để:

1. làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều.
2. làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng điện không đổi.
3. biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện không đổi.
4. biến dòng điện không đổi thành dòng điện xoay chiều.

A  

Câu 2: Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 1200 vòng. Cho biết khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp là 240V thì hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp là 12V. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là:

1. 60 vòng.
2. 24000 vòng.
3. 2400 vòng.
4. 64000 vòng.   

A           

Câu 3: Trong sự truyền tải điện năng, với một công suất điện xác định cần truyền đi, có thể làm giảm công suất điện hao phí bằng phương pháp nào sau đây?

1. Tăng chiều dài đường dây tải điện.
2. Tăng tiết diện đường dây tải điện.
3. Thay dây dẫn đồng bằng dây dẫn nhôm có cùng kích thước.
4. Giảm hiệu điện thế ở đầu đường dây dẫn.

B 

Câu 4: Trong sự truyền tải điện năng, với một công suất điện xác định cần truyền đi, nếu đồng thời tăng đường kính tiết diện dây dẫn lên gấp đôi và tăng hiệu điện thế ở đầu đường dây dẫn lên gấp đôi thì công suất hao phí trên đường dây giảm đi

1. 2 lần 
2. 4 lần 
3. 8 lần
4. 16 lần.

D                                   

Câu 5: Một máy biến thế có hai cuộn dây với số vòng dây tương ứng là 125 vòng và 600 vòng. Sử dụng máy biến thế này

1. Chỉ làm tăng hiệu điện thế.
2. Chỉ làm giảm hiệu điện thế.
3. Có thể làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế.
4. Có thể đồng thời làm tăng và giảm hiệu điện thế.

A

Câu 6: Hiệu điện thế giữa hai đầu dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến thế lần lượt là 110V và 220V. Nếu số vòng dây cuộn thứ cấp là 110 vòng, thì số vòng dây cuộn sơ cấp là:

1. 550 vòng.
2. 220 vòng.
3. 55   vòng.
4. 50  vòng.

B

Câu 7: Để nâng hiệu điện thế từ U = 25000V lên đến hiệu điện thế U’= 500000V, thì phải dùng máy biến thế có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là:

B 

Câu 8:  Một máy biến thế có số vòng dây cuộn sơ cấp gấp 3 lần số vòng dây cuộn thứ cấp thì hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp so với hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp sẽ:

1. Giảm 3 lần.
2. Tăng 3 lần.
3. Giảm 6 lần
4. Tăng 6 lần.

A

Câu 9: Khi nói về máy biến thế phát biểu nào không đúng: Máy biến thế hoạt động :

1. Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
2. Với dòng điện xoay chiều. 
3. Luôn có hao phí điện năng.
4. Biến đổi điện năng thành cơ năng.

A

Câu 10: Trong máy biến thế :

1. Cả hai cuộn dây đều được gọi chung là cuộn sơ cấp.
2. Cả hai cuộn dây đều được gọi chung là cuộn thứ cấp.
3. Cuộn dẫn điện vào là cuộn sơ cấp, cuộn dẫn điện ra là cuộn thứ cấp. 
4. Cuộn dẫn điện vào là cuộn thứ cấp, cuộn dẫn điện ra là cuộn sơ cấp.

C

2. Bài tập tự luận

Bài 1: Một máy biến thế gồm cuộn sơ cấp có 500 vòng, cuộn thứ cấp có 25000 vòng. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp là 5000V. Hỏi máy này là máy tăng thế hay hạ thế? Tính hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp?

Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì do hiện tượng cảm ứng điện từ, ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng xuất hiện một HĐT xoay chiều.

Máy biến thế là máy tăng thế vì n1 < n2

Hiệu điện thế hai dầu cuộn thứ cấp:

 Bài 2: Đường dây truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ với công suất điện 3,5 Mw.Hiệu điện thế tại trạm cung cấp điện là 2000V

a) Tính công suất điện hao phí trên đường dây truyền tải? Biết đường dây có điện trở tổng cộng 20W.

b) Để giảm công suất điện hao phí 900 lần, người ta dùng một máy biến thế:

- Máy biến thế loại gì? Tại sao? Hiệu điện thế lúc này là bao nhiêu?.

- Tính số vòng dây cuộn thứ cấp của máy biến thế? Biết số vòng dây ở cuộn sơ cấp là 1500 vòng.

a) Công suất hao phí là:

Suy ra: 

Php = 61250000W

b) Công suất hao phí giảm 900 lần thì hiệu điện thế tăng 30 lần. Nên

+ Máy tăng thế.   (Vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế)

+ Hiêu điện thế lúc này  là U2 =  30. 2000 = 60000V

+ Số vòng cuộn thứ cấp là: 

GV: LÊ THỊ MỘNG TRINH

TRƯỜNG THCS - THPT NGUYỄN KHUYẾN