Bài giảng máy biến áp truyền tải điện ppt

MÁY BiẾN ÁP
V
Ậ T L Í
+ Máy biến áp là gì?
+ Vì sao trong hệ thống truyền tải
dòng điện xoay chiều đi xa không
thể thiếu máy biến áp?
MỘT SỐ HÌNH ẢNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN Ở NƯỚC TA
Nhà máy thủy điện Hòa BìnhNhà máy thủy điện Hòa Bình
Nhà máy thủy điện SÊ SAN 3A
MỘT SỐ HÌNH ẢNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN Ở NƯỚC TA
HÌNH ẢNH MÁY BIẾN ÁP
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
I- MÁY BIẾN ÁP.
Công dụng của máy
biến áp làm gì?
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
dòng điện.
Em hãy nêu cấu
tạo của máy biến
áp?
∼
•
•
R
Cuoän
sô
caáp
Cuoän

thöù
caáp
∼
•
•
R
Cuoän
sô
caáp
Cuoän
thöù
caáp
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
I- MÁY BIẾN ÁP.
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp.
Khung
từ
I- MÁY BIẾN ÁP.
U
1
D
1
D
2
~
U
2
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp.
a- Cấu tạo:
- Khung từ: được làm bằng sắt có

pha silic, gồm nhiều lá thép mỏng
ghép sát, cách điện với nhau để
giảm hao phí do dòng điện phu cô.
+Cuộn dây thứ cấp D
2
: có số vòng dây N
2

nối với các tải tiêu thụ điện, có HĐT U
2
.
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
- Hai cuộn dây:
+ Cuộn dây sơ cấp D
1
: có số vòng dây N
1

nối với nguồn điện có HĐT U
1
.

Ký hiệu MBA trong mạch
điện
N
1

N
2
Cuộn dây

sơ cấp
Cuộn dây
thứ cấp
Khung từ
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
Em hãy nêu hoạt động của máy biến
áp?
BA PHA
∼
Hoạt động của máy biến áp.
Cuộn sơ cấp
Cuộn dây thứ
cấp
Từ thông biến
thiên qua cuộn
dây thứ cấp.
Dòng điện cảm
ứng ở cuộn dây
thứ cấp.
Hoạt động của máy biến áp
I- MÁY BIẾN ÁP.
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp.
a- Cấu tạo:
b- Nguyên tắc hoạt động của MBA:
- Nếu đặt một điện áp xoay chiều có tần số f ở hai đầu
cuộn sơ cấp, thì gây ra sự biến thiên từ thông trong hai
cuộn dây. Gọi từ thông của một vòng dây là: φ= Φ
0
cosωt
2

2 2 0
d
e N sin t
dt
φ
ω ω
=− = Φ
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp: φ
1
= N
1
Φ
0
cosωt
φ
2
= N
2
Φ
0
cosωt
- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e
2
:
Suất điện cảm ứng
trong cuộn dây thứ cấp
?
Kết luận: Trong cuộn dây thứ cấp có suất điện động
cảm ứng e

2
,
có tần số bằng tần số của cuộn sơ cấp.

I- MÁY BIẾN ÁP.
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp.
2. Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua MBA.
-
Nếu bỏ qua điện trở của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp r
1
= r
2
≈0
thì sđđ cảm ứng của mỗi vòng dây tỉ lệ với số vòng dây của hai
cuộn dây ⇒E
1
≈ U
1
và E
2
≈ U
2
:
1 1 1
2 2 2
E N U
E N U
= =
Khi nào MBA là máy
tăng áp hoặc máy

hạ áp?
- Nếu N
2
> N
1
thì U
2
> U
1
⇒ máy tăng áp.
-Nếu N
2
< N
1
thì U
2
< U
1
⇒ máy hạ áp.
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
Nếu máy biến áp có hiệu suất 100%, thì HĐT và
cường độ dòng điện của cuộn dây sơ cấp và
thứ cấp có quan hệ với nhau như thế nào?
+ E
1
, E
2
: sđđ hiệu dụng của hai cuộn dây.
+ N
1

, N
2
: số vòng dây của hai cuộn dây.
+ U
1
, U
2
: HĐT hiệu dụng của hai cuộn dây.
I- MÁY BIẾN ÁP.
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp.
2. Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến
áp.
1 1
2 2
U N
U N
=
-
Nếu hiệu suất của máy biến áp 100% (công suất đầu
vào bằng công suất đầu ra) thì P
1
= P
2
1 2 1
1 1 2 2
2 1 2
U I N
U I U I
U I N
⇒ = ⇒ = =

Kết luận: 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.
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
Quan hệ giữa điện áp và
cường độ dòng điện của cuộn
dây sơ cấp và thứ cấp?
Công thức
máy biến áp
MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
Trong quá trình truyền
tải điện năng đi xa làm
thế nào để giảm được
hao phí điện năng ?
II- TRUYỀN TẢI ĐIỆN.
Nhà
máy
điện
Nhà
máy
điện
Nơi
tiêu
thụ
Nơi
tiêu
thụ
U
R/2
R/2

- Công suất phát ra từ nhà
máy:
P= U.I. cosϕ
- Công suất hao phí do toả
nhiệt trên đường dây:
2
2
2
. .
( . os )
P
P R I R
U c
ϕ
∆ = =
Có mấy cách làm
giảm được công
suất hao phí khi
truyền tải điện?
→
Muốn giảm ∆P có 2 cách:
+ Giảm R =ρl/S bằng cách tăng tiết diện dây dẫn S(tốn kém).
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
Nguyên nhân làm
giảm công suất điện
khi truyền tải điện?
+ Tăng U
phát
bằng máy biến áp (rễ thực hiện) chỉ cần
tăng U lên 10 lần thì ∆P giảm 100 lần.

+ Hiệu suất của quá trình truyền tải điện:
( )
.100%
P P
H
P
− ∆
=
+ ∆P: công suất hao phí.
+ R: điện trở của dây dẫn.
+ P: công suất điện truyền đi.
+ U: HĐT truyền đi.
+ I: Cường độ dòng điện.
+ Cosϕ: hệ số công suất của mạch.
MÁY
HẠ
ÁP
MÁY
HẠ
ÁP
MÁY
PHÁT
ĐIỆN
MÁY
TĂNG
ÁP
êng d©y cao thÕĐ
10kV
200kV hoặc
500 kV

5kV
220V
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
II- TRUYỀN TẢI ĐIỆN.
+ Sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng.
Khu
dân cư
Em hãy nêu sơ đồ truyền tải và
phân phối điện năng?
Sơ đồ máy hàn điện
Sơ đồ máy hàn điện
I
1 I
2
~
N
1
N
2
1 2 2
2 1 1
I N U
I N U
= =
1
2 1
2
U
I I
U

⇒ =
+ Nếu N
1
>>N
2
⇒ U
1
>> U
2
thì I
2
>>I
1
do đó nhiệt lượng tỏa ra
lớn Q=I
2
Rt => Hình thành mối hàn.
R
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
Em hãy giải
thích cấu
tạo máy
hàn điện?
+ Công thức
máy biến áp:
LIOA LIOA
Các máy biến áp (ổn áp) thường dùng trong gia đình.
+ Em hãy giải thích hoạt động của máy ổn áp?
+ Ổn áp = hằng số.
+ U

2
không đổi và N
1
cố định, khi U
1
tăng hoặc giảm
thì N
2
giảm, tăng.
1 2
2
1
.U N
U
N
=
LỊCH SỬ CỦA MÁY BIẾN ÁP
+ Năm 1831: Michael Faraday phát hiện ra hiện tượng dòng điện
tạo ra từ trường và ngược lại, sự biến thiên từ trường cũng tạo ra
dòng điện (định luật cảm ứng điện từ).
+ Năm 1891: Máy biến áp Tesla được chế tạo bởi Nikola Tesla, có
khả năng tạo ra dòng điện xoay chiều với tần số và hiệu điện thế cao.

Michael Faraday
(1791-1867)- người Anh
Nhà Vật lý và Hóa học
Nổi tiếng về điện từ, cảm ứng
điện từ và định luật Faraday
Nikola Tesla
(1899-1943) Ng i Nam Tườ ư

Nhà vật lý nổi tiếng về điện từ và là
cha đẻ của máy biến thế Tesla
- Những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải
điện, trong đó tăng áp là biện pháp hiệu quả nhất.
Hướng dẫn về nhà
- Học thuộc: định nghĩa, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của
máy biến áp .
- Công thức máy biến áp:
1 2 1
2 1 2
U I N
U I N
= =
Tiết 28. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
-
Công suất hao phí khi truyền
tải điện:
2
2
2
. .
( . os )
P
P R I R
U c
ϕ
∆ = =
Bài tập 1
Chọn phát biểu sai: Trong quá trình truyền tải
điện năng đi xa, công suất hao phí :

A. tỉ lệ với chiều dài đường dây tải điện.
B. tỉ lệ nghòch với bình phương điện áp giữa
hai đầu dây ở trạm phát điện.
C. tỉ lệ với bình phương công suất truyền đi.
D. tỉ lệ với thời gian truyền điện.
Sai
Bài tập 2
Câu 2: Chọn câu sai.
Máy biến áp:
A. Hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
B. Lõi thép gồm các lá thép mỏng để hạn chế
dòng điện Phu-cô.
C. Có tần số dòng điện xoay chiều ở hai cuộn
dây bằng nhau.
D. Có thể biến đổi điện áp của dòng điện không đổi
Đúng
Đúng
Đúng
Sai
Câu 3: Chọn câu đúng.
Dòng điện xoay chiều trong hai cuộn dây của máy biến áp
Bài tập 3
A. Chạy trực tiếp từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp.
B. Có tần số thay đổi theo thời gian.
C. Cường độ hiệu dụng tăng lên ba lần nếu điện áp
hiệu dụng giảm ba lần.
D. Có cường không đổi theo thời gian.
ĐÚNG
SAI
SAI

SAI
Câu 4: Hai cuộn dây của một máy biến áp lí tưởng có số
vòng cuộn sơ cấp là 200 vòng và cuộn thứ cấp là 600
vòng. Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều
có U=12V thì điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp là:
Bài tập 4
A. 4V.
B. 36V.
C. 24V.
D. 12V.
SAI
SAI
SAI
ĐÚNG
1 1 1 2
2
2 2 1
. 12.600
36( )
200
U N U N
U V
U N N
= ⇒ = = =
Ta có:
Bài tập 5
Một máy biến áp lí tưởng cung cấp một công
suất 4kW dưới một điện áp hiệu dụng 110V. Biến
áp đó nối với đường dây tải điện có điện trở là
2Ω.

a- Tính cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện.
b- Tính độ sụt thế trên đường dây tải điện.
c- Tính điện áp hiệu dụng ở cuối đường dây tải điện.

d- Xác định công suất tổn hao trên đường dây đó.
e- Tính hiệu suất truyền tải điện.
g- Muốn hiệu suất truyền tải điện là 90% thì phải tăng U
bằng bao nhiêu.