Hoạt Động Của Máy Biến Thế, Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Biến Áp

[embed]https://www.youtube.com/watch?v=AapqesCBlOE[/embed]

Bạn đang xem: Hoạt Động Của Máy Biến Thế, Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Biến Áp

Máy biến áp được sử dụng rộng rãi trong thực tế, đặc biệt là trong ngành điện. Vì vậy, việc học các kiến ​​thức liên quan đến máy biến áp không chỉ giúp các em hoàn thành tốt chương trình Vật lý 9 mà còn hỗ trợ các em tư duy, giải thích các hiện tượng trong cuộc sống hàng ngày.

Máy biến áp còn được biết là máy biến áplà thiết bị điện từ loại tĩnh, chạy bằng điện và hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ.

Bạn đang xem: Vận Hành Máy Biến Áp

Mục đích của máy biến áp là biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành dòng điện xoay chiều ở điện áp khác.

Tuy nhiên, việc thay đổi dòng điện sẽ không làm thay đổi tần số của nguồn điện.

Máy biến áp ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để thu và phát tín hiệu điện hoặc năng lượng điện xoay chiều giữa các mạch điện theo một nguyên tắc nhất định.

Trên thực tế, họ chịu trách nhiệm truyền tải điện và phân phối điện đến nơi sử dụng tương ứng.

xin lưu ýmáy biến áp không có chức năng biến đổi năng lượng.

Cấu tạo máy biến áp

Dưới đây là cấu tạo hoàn chỉnh của một máy biến áp. 3 thành phần chính của máy là lõi thép, cuộn cảm (dây quấn) và vỏ máy.

Lõi thép

Lõi thép được đặt bên trong máy biến áp, thường lõi có gông và cực. Trụ của máy biến áp dùng để đặt dây quấn, gông dùng để liên kết các trụ với nhau, lõi thép của máy biến áp được làm bằng các tấm sắt mỏng, được liên kết và có khả năng cách ly với nhau. . Nhờ đó người ta có thể ứng dụng để tạo ra vật liệu dẫn từ hiệu quả cao Lõi thép thực hiện nhiệm vụ dẫn từ thông. Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng để sản xuất khung được đặt trên cuộn dây. Khung máy được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghệ thông tin đòi hỏi phải đạt được tần số cao. Vì vậy, người ta sẽ sử dụng tấm thép Permalloy để lắp ghép.

Rửa sạch hoặc quấn

Dây quấn của máy biến áp được làm bằng đồng hoặc nhôm để dẫn điện tốt. Ngoài ra, máy biến áp được sử dụng liên tục và rộng rãi trong quá trình truyền tải điện năng nên chất liệu đồng ngoài khả năng dẫn điện tốt còn giúp máy hạn chế bị oxi hóa từ đó tăng độ bền cho máy biến áp. Hơn nữa, dây được cách điện bên ngoài nhằm mục đích dễ dàng nhận năng lượng và tiêu tán năng lượng. Cuộn sơ cấp làm nhiệm vụ dẫn năng lượng để truyền giữa các mạch điện xoay chiều. Dây thứ cấp có nhiệm vụ ngược lại - nhận và gửi năng lượng để kết nối với tải tiêu thụ điện năng. Một điểm lưu ý trong chế tạo là hai cuộn dây này phải có số vòng dây khác nhau. Tùy theo mục đích sử dụng mà nhà sản xuất điều chỉnh số vòng dây N1

Nếu số vòng dây của cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp thì máy có tác dụng giảm điện áp (máy biến áp hạ thế).

Nếu số vòng dây của cuộn sơ cấp ít hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp thì máy có tác dụng tăng áp (máy biến áp tăng áp).

Trường hợp

Thùng có hai bộ phận chính là vỏ và nắp, vỏ được làm từ nhiều chất liệu khác nhau tùy vào mục đích sử dụng. Chúng có thể được làm bằng gang, tôn mạ kẽm mỏng, thép hoặc nhựa, gỗ Nhiệm vụ chính của vỏ máy là bảo vệ các linh kiện bên trong của máy biến áp.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ.

Đây là điều xảy ra khi một điện áp hay còn gọi là suất điện động chạy qua một dây dẫn. Sau đó, đối tượng sẽ được đặt trong một từ trường thay đổi.

- Ta gọi N1 là số vòng dây của cuộn 1- N2 là số vòng dây của cuộn 2. - Cuộn 1 được nối với nguồn một hiệu điện thế xoay chiều U1. Đây được gọi là cuộn sơ cấp. - Còn dây 2 sẽ làm nhiệm vụ cấp nguồn cho tải điện áp Zt. Chúng được gọi là cuộn dây thứ cấp U2.

2 cuộn dây được quấn trên mỗi lõi thép kín. Tiếp tục đặt một hiệu điện thế xoay chiều U1 vào cuộn N1 thì trong dây dẫn của cuộn N1 có dòng điện I1 chạy qua. Đồng thời ở cuộn N1 cũng sẽ xuất hiện từ thông vòng cho cả hai cuộn N1 và N2.

Tương tự cuộn N2 được nối với tải, trên cuộn N2 sẽ xuất hiện điện áp U2 cùng với dòng điện I2. Do đó, năng lượng của dòng điện xoay chiều được truyền từ cuộn 1 sang cuộn 2.

Chú ý: Với chương trình Vật lí lớp 9 ta tạm bỏ qua phần tổn hao máy biến áp. Khi đó công thức chung được áp dụng là U1xI1=U2xI2. Do đó, tỷ lệ chung được sử dụng trong tính toán là:

Các loại máy biến áp

Máy biến áp được chia thành nhiều loại khác nhau. Có một số cách phân loại máy giúp người dùng dễ dàng nhận biết được loại máy phù hợp với mục đích và nhu cầu của mình:

Máy biến áp để làm gì?

Máy biến áp có tác dụng biến đổi hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn dây. Cụ thể:

Gọi hiệu điện thế đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp là U1, số vòng dây của cuộn sơ cấp là N1 .

Gọi hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn thứ cấp là U2, số vòng dây của cuộn thứ cấp là N2.

Qua nhiều thí nghiệm người ta thấy hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây của máy điện biến thiên tỉ lệ thuận với số vòng dây của mỗi cuộn dây. Khi đó tỉ số hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây của máy biến áp bằng tỉ số giữa số vòng dây của các cuộn dây tương ứng.

Chúng tôi có mối quan hệ: U1/U2= N2/N1

Khi U1 > U2, tức là hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp thì nó máy biến áp hạ thế.

Khi U1

Xem thêm: giày miu miu có tốt không

Vai trò của máy biến áp

Như đã phân tích ở trên, bạn có thể rút ra vai trò của máy biến áp là biến đổi hiệu điện thế hay nói cách khác là biến đổi hiệu điện thế về giá trị chính xác để phục vụ cho từng nhu cầu sử dụng. Vì vậy, máy biến áp được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, hỗ trợ nhiều hoạt động truyền tải điện năng khác nhau.

Các nhà sản xuất có thể dễ dàng điều chỉnh tăng điện áp từ máy phát đến các đường dây tải điện xa. Ngoài ra, máy còn có khả năng giảm lực căng cuối dây, đáp ứng mục đích cấp tải cho phụ tải.

Ngoài vai trò truyền tải điện năng đi xa, máy biến áp còn được sử dụng rộng rãi trong các lò hàn điện, lò nung, lò nung hay dùng làm nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử.

Thực hành máy biến áp Vật lý 9 bài 37

Sau khi học lý thuyết liên quan đến máy biến áp, các em cũng nên luyện tập làm các câu hỏi luyện tập trong phần này để nắm vững và ghi nhớ nội dung bài học.

Bài C1 (trang 100 SGK Vật Lý 9): Nếu đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu một cuộn dây (gọi là cuộn sơ cấp) thì bóng đèn nối với hai đầu còn lại (gọi là cuộn thứ cấp) có bị cháy không? Tại sao?

Hướng dẫn giải: Nếu đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp thì bóng đèn nối với cuộn thứ cấp sẽ phát sáng.

Nguyên nhân là do khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp sẽ xuất hiện dòng điện xoay chiều. Khi đó lõi sắt bị nhiễm từ trở thành nam châm có từ trường biến thiên; Số đường sức từ của từ trường xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp cũng biến thiên tương ứng. Vì vậy, bên trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện cảm ứng làm đèn phát sáng.

Bài C2 (trang 100 SGK Vật Lý 9): Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng chính là hiệu điện thế xoay chiều. Tại sao?

Hướng dẫn giải: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp thì trong cuộn đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm. Kết quả là, một dòng điện xoay chiều xuất hiện trong cuộn thứ cấp.

Mặt khác, dòng điện xoay chiều phải do hiệu điện thế xoay chiều gây ra. Điều này giải thích tại sao hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp lại là hiệu điện thế xoay chiều.

Bài C3 (trang 101 SGK Vật Lý 9): Dựa vào số liệu ở bảng 1 SGK, nhận xét về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U đặt vào hai đầu cuộn dây của máy biến thế và số vòng dây của các cuộn dây tương ứng.

Hướng dẫn giải: Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ thuận với số vòng dây của các cuộn dây tương ứng.

Bài C4 (trang 102 SGK Vật Lý 9): Một máy biến áp để sử dụng trong gia đình phải giảm điện áp từ 220V xuống 6V và 3V. Cuộn sơ cấp có 4000 vòng. Tính số vòng dây của cuộn thứ cấp tương ứng.

Bản tóm tắt:

U1 = 220V; n1 = 4000 vòng;

U2 = 6V; U2' = 3V;

n2 = ?; n2' = ?

Hướng dẫn giải:

Với U2 = 6V ta có: U1/U2= N2/N1 => N2 = N1. U1/U2 = 4000.6/220= 109 (vòng)

Với U2' = 3V ta tính được cuộn 3V có số vòng dây là:

N'2 = N1. U'2/U1 = 4000.3/220= 54.6 (vòng)

Câu 2 (Trang 80 SGK Vật Lý 9): Cuộn sơ cấp của một máy biến áp có 4400 vòng, cuộn thứ cấp có 240 vòng. Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều 220V vào hai đầu cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp là bao nhiêu?

Bản tóm tắt:

N1 = 4400 vòng; N2 = 240 vòng

U1 = 220 V; U2 = ?

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức: U1/U2= N2/N1

Khi đó hai đầu cuộn thứ cấp có hiệu điện thế là:

U2 = U1.N2/N1 = 220.240/4400 = 12(V)

Bài 3 (Trang 80 SGK Vật Lý 9): Tại sao không thể sử dụng dòng điện một chiều không đổi để chạy máy biến áp?

Giải: Vì dòng điện một chiều không đổi sẽ tạo ra từ trường không đổi nên số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn thứ cấp sẽ không đổi. Khi đó trong cuộn thứ cấp không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Bài 4 (Trang 80 SGK Vật Lý 9): Một máy phát điện xoay chiều cho hiệu điện thế ở hai cực của máy là 2000V. Để mang điện đi xa, người ta phải tăng hiệu điện thế lên 20000V. Hỏi phải dùng máy biến áp có cuộn dây có số vòng dây theo tỉ lệ nào? Cuộn dây nào được nối với hai cực của máy phát điện?

Bản tóm tắt:

U1 = 2000V; U2 = 20000V

N2/N1 = ?

Hướng dẫn giải:

Phải dùng máy biến thế có cuộn dây có số vòng dây tỉ lệ với nhau là:

U2/U1= N2/N1 = 10

Cuộn dây có mấy vòng dây được nối với hai cực của máy phát điện.

Xem thêm: Gia đình có người nghiện, phải làm sao?

phần kết

Kiến thức liên quan đến bài viết máy biến áp đã được đề cập đầy đủ và chi tiết trong bài viết trên. Các bài tập củng cố có kèm theo lời giải sẽ giúp các em nắm bắt kiến ​​thức một cách tốt nhất. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn.

Xem thêm: váy cưới hàn quốc có tốt không