Máy biến áp là gì? Lý thuyết tóm tắt ngắn gọn - Tự Học 365

Máy biến áp là gì? Lý thuyết tóm tắt ngắn gọn

Máy biến áp là gì? Lý thuyết tóm tắt ngắn gọn

LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Máy biến áp:

Là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số

2. Cấu tạo:

- Lõi của máy biến áp gồm nhiều lá thép mỏng, ghép lại với nhau (nhằm tránh dòng Fu-co và tăng từ thông).

- Gồm hai vòng dây (số vòng dây các cuộn dây là khác nhua).

- Cuộn sơ cấp có ${{N}_{1}}$ vòng được nối vào nguồn phát điện xoay chiều.

- Cuộn thứ cấp có ${{N}_{2}}$vòng được nối ra các cơ sở tiêu thụ điện năng.

3. Khảo sát máy biến áp:

Nguyên lý:

Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: từ thông qua các vòng dây, biến thiên làm xuất hiện suất điện động cảm ứng.

Ta có: $e=-{\Phi }'$, từ thông qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là như nhau. Gọi từ thông này là $\Phi ={{\Phi }_{0}}\cos \omega t$.

Từ thông qua cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp:

${{\Phi }_{1}}={{N}_{1}}{{\Phi }_{0}}\cos \omega t,{{\Phi }_{2}}={{N}_{2}}{{\Phi }_{0}}\cos \omega t$.

Suy ra ${{e}_{1}}={{N}_{1}}\omega {{\Phi }_{0}}\sin \omega t$ và ${{e}_{1}}={{N}_{2}}\omega {{\Phi }_{0}}\sin \omega t$.

Do đó: $\frac{{{e}_{1}}}{{{e}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\Rightarrow \frac{{{E}_{1}}}{{{E}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}$.

Bỏ qua điện trở trong của các cuộn dây ta có: ${{E}_{1}}={{U}_{1}};{{E}_{2}}={{U}_{2}}$

Do đó: $\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}=\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}$

Nếu ${{U}_{2}}>{{U}_{1}}\Rightarrow {{N}_{2}}>{{N}_{1}}$: Máy tăng áp.

Nếu ${{U}_{2}}<{{U}_{1}}\Rightarrow {{N}_{2}}<{{N}_{1}}$: Máy hạ áp.

Trong trường hợp mạch thứ cấp để hở ta có: ${{I}_{2}}=0$.

Trong trường hợp mạch thứ cấp có tải, bỏ qua hao phí (coi H = 100%) ta có:

${{U}_{1}}{{I}_{1}}={{U}_{2}}{{I}_{2}}\Rightarrow \frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{I}_{2}}}{{{I}_{1}}}$(Máy biến áp lý tưởng).

Kết luận:

- Công thức đúng: $\frac{{{E}_{1}}}{{{E}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}$.

- Bỏ qua ${{r}_{1}};{{r}_{2}}$ ta có: $\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}=\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}$.

- Với máy biến áp lý tưởng ta có: $\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}=\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{I}_{2}}}{{{I}_{1}}}$.

Công suất của máy biến áp:

- Công suất của cuộn sơ cấp: ${{P}_{1}}={{U}_{1}}{{I}_{1}}\cos {{\varphi }_{1}}$

- Công suất của cuộn thứ cấp: ${{P}_{2}}={{U}_{2}}{{I}_{2}}\cos {{\varphi }_{2}}$

- Hiệu suất của máy biến thế: $H=\frac{{{P}_{2}}}{{{P}_{1}}}=\frac{{{U}_{2}}{{I}_{2}}\cos {{\varphi }_{2}}}{{{U}_{1}}{{I}_{1}}\cos {{\varphi }_{1}}}$

Nếu H = 100% ta có máy biến áp lý tưởng $\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}=\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{I}_{2}}}{{{I}_{1}}}$.

Luyện bài tập vận dụng tại đây!

VẬT LÝ LỚP 12