Bài giảng bài máy biến thế vật lý 9 (10)

Kiểm tra bài cũ
Câu 1: Nêu các cách làm giảm hao phí khi truyền tải
điện năng đi xa? Trong đó cách nào ưu thế hơn?
Trả lời: Có hai cách để giảm hao phí khi truyền tải điện
năng đi xa, đó là giảm điện trở dây dẫn hoặc tăng hiệu điện
thế đặt vào hai đầu dây dẫn.Cách tăng hiệu điện thế là ưu thế
hơn.

Hỏi thêm: Nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn lên
hai lần thì điện năng hao phí giảm đi mấy lần? Vì sao?
Trả lời: Công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ giảm đi 4 lần vì theo
công thức tính điện năng hao phí
p 2 .R
php 
U2


Muốn truyền tải điện đi xa, người ta phải
tăng hiệu điện thế ở hai đầu lên để giảm hao
phí. Nhưng dụng cụ trong nhà thường chỉ
dùng hiệu điện thế 220 V. Để giải quyết cả
hai nhiệm vụ tăng thế và hạ thế, người ta
phải dùng máy biến thế. Vậy máy biến thế
có cấu tạo và hoạt động thế nào?


Bài37: M¸y biÕn thÕ
I/ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ

1. Cấu tạo:

- Hai cuộn dây dẫn có số vòng
khác nhau, đặt cách điện với
nhau
- Một

lõi sắt (hay thép) có pha
silic chung cho cả hai cuộn dây.

Trong thực tế người ta còn vẽ biến thế
như sơ đồ bên (ở các bản vẽ kỹ thuật) và
có tên gọi là sơ đồ nguyên lý

n1

n2


Bài37: M¸y biÕn thÕ
I/ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ

1. Cấu tạo
2. Nguyên tắc hoạt động
C1:Nếu

đặt vào hai đầu của một cuộn
dây (gọi là cuộn sơ cấp) một HĐT
xoay chiều thì bóng đèn ở hai đầu
cuộn dây kia (gọi là cuộn thứ cấp) có
sáng không? Tại sao?
Thí nghiệm

Có sáng. Vì khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế
thì lõi sắt bị nhiễm từ và có từ trường biến thiên, từ trường này sẽ
xuyên qua tiết diện của cuôn dây thứ cấp do đó sẽ tạo ra trong cuộn
dây thứ cấp một dòng điện cảm ứng, nên đèn sáng.
Trả lời C1


Bài37 : M¸y biÕn thÕ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ

1. Cấu tạo
2. Nguyên tắc hoạt động

C2: Hiệu điện thế xuất hiện ở
hai đầu cuộn thứ cấp là hiệu điện
thế xoay chiều? Tại sao?
Trả lời: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế
xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều
chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm, vì
thế số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ
cấp luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp
xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Bởi vậy hai đầu
cuộn thứ cấp có một dòng điện xoay chiều.
Hình mô phỏng


3. Kt lun
Khi
đặt
vào hai đầu cuộn

sơ cấp một hiệu
điện thế xoay
chiều thì ở hai
đầu cuộn thứ cấp
xuất hiện một
hiệu điện thế
xoay chiều.


Bài37: M¸y biÕn thÕ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ

II. TÁC DỤNG LÀM BIẾN ĐỔI HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA MÁY BIẾN THẾ

1. Quan sát
Quan sát làm thí nghiệm sau:

Kết
Thí nghiệm quả

U1 (V)

U2(V)

n1(vòng)

n2(vòng)

1

4

4

180

180

2

4

2

180

90

3

4

6

80

120

? Nhìn vào bảng trên em hãy cho biết lần TN nào tăng thế, không tăng thế, hạ thế.

Không tăng thế(lần 1)

Hạ thế( lần 2)

Tăng thế (lần 3)


Bng kt qu:
U1 (V)

U2(V)

1

4

4

180

180

2

4

2

180

90

3

4

6

80

120

Kt
Thớ nghim
qu

n1(vũng)

n2(vũng)

C3: Cn c vo cỏc s liu trờn, hóy rỳt ra nhn xột v mi
quan h gia hiu in th U t hai u cỏc cun dõy ca mỏy
bin th v s vũng dõy ca cỏc cun tng ng.

Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế
U1
n1
tỷ lệ với số vòng dây cuộn tơng ứng:

U2

n2


2. Kt lun

Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế
U1
n1

tỷ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn:
U2
n2
Khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện
thế ở cuộn thứ cấp (U1 > U2) ta có máy hạ thế, còn khi
U1 < U2 ta có máy tăng thế.


III. LẮP ĐẶT MÁY BIẾN THẾ Ở HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN

C¸c em quan s¸t hình díi ®©y vµ cho biÕt biÕn thÕ
nµo lµ t¨ng thÕ, biÕn thÕ nµo lµ h¹ thÕ?

Biến thế 1 tăng thế

Biến thế 2 hạ thế

Biến thế 3 hạ thế

Biến thế 4 hạ thế

Nếu đặt vào hai đầu một hiệu một chiều thỡ đèn
có sáng không? giải thích tại sao?

Trả lời: Dòng điện một chiều, không đổi tạo ra từ
trường không đổi. Do đó, số đường sức từ xuyên
qua tiết diện của cuộn thứ cấp không đổi. Kết quả là
trong cuộn thứ cấp không có dòng điện cảm ứng.

12


0
0

V

V

:6 V

:6 V

=1┴

=1┴

KHOA VẬT LÍ TRƯỜNG ĐHSP TN
VẬT LÍ KĨ THUẬT

KHOA VẬT LÍ TRƯỜNG ĐHSP TN
VẬT LÍ KĨ THUẬT

M¸y biÕn thÕ 1

+
_

U1 = 4V
K

n1 = 180 vòng

Đèn
không
sáng
n2 = 180 vòng


•Hãy chọn câu đúng:
Mỏy biến thế dựng để:

A.giữ cho hiệu điện thế ổn định, không
đổi
B.giữ cho cường độ dòng điện ổn định,
không đổi
C.làm tăng hoặc giảm cường độ dòng
điện

D. làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế

IV VẬN DỤNG
C4 :Một máy biến thế dùng trong nhà cần phải hạ

hiệu điện thế từ 220V xuống còn 6V và 3V. Cuộn sơ
cấp có 4000 vòng. Tính số vòng của các cuộn thứ cấp
tương ứng.
Trả lời: + Tính số vòng của cuộn 6 V

U1 n1
U 2 .n1 6.4000
  n2 

 109
Ta có
U 2 n2
U1
220

(vòng)

+ Tính số vòng của cuộn 3V
Ta có

U1 n1
U 2 .n1 3.4000
  n2 

 54 (vòng)

U 2 n2
U1
220


KIẾN THỨC THỰC TẾ
1. Tại sao mỏ

n1

AC: 220 v

hàn điện lại nóng nhanh vậy?
n2

AC: 0,1V

K

VD hình trên: mỏ hàn của Đức CFN3614 cuộn sơ cấp: 4400
vòng, cuộn thứ cấp: 2 vòng - Công suất 100W. Ta tính được
I = 100 : 0,1= 1000A. Dòng điện lớn như vậy nên nóng tức thời.
Tuỳ theo từng loại hai cuộn có số vòng khác số liệu trên.
n
Máy biến thế ngoài tính năng tăng, giảm điện thế xoay I
1 
2
chiều còn có tính năng quan trọng là làm biến đổi
cường độ dòng điện. Cường độ dòng điện trong cuộn I
n

2
1
sơ cấp và cuộn thứ cấp tỷ lệ nghịch với số vòng dây.


Khi máy biến thế hoạt động, trong lõi thép xuất hiện dòng
điện Fucô. Dòng điện Fucô có hại vì làm nóng máy biến
thế, giảm hiệu suất của máy.
1.Để tăng hiệu suất của máy biến thế ta phải làm gì?
Trả lời: Để làm mát máy biến thế, người ta nhúng toàn
bộ lõi thép của máy trong một chất làm mát đó là dầu
của máy biến thế.
2.Trong khi hoạt động của máy biến thế có thể xảy ra sự
cố gì làm ô nhiễm môi trường?

Trả lời: Trong khi hoạt động, máy biến thế có thể xảy ra
sự cố cháy làm nổ máy, nên dầu của máy biến thế có thể
chảy ra, sinh ra khí độc làm ô nhiễm môi trường trầm
trọng và rất khó khắc phục.


3.Em hãy đề xuất một số phương án để có thể khắc
phục sự cố có thể gây ra khi sử dụng máy biến thế để
bảo vệ môi trường?

Trả lời: Các trạm biến thế lớn cần có các thiết bị tự động
để phát hiện và khắc phục sự cố; mặt khác cần đảm bảo
các quy tắc an toàn khi vận hành các trạm biến thế lớn.

h

0
0

V

V

:6 V

:6 V

=1┴

=1┴

KHOA VẬT TRƯỜNG CAO ĐẲNG
SƯ PHẠM QUẢNG NINH

KHOA VẬT TRƯỜNG CAO ĐẲNG
SƯ PHẠM QUẢNG NINH

U2 = 4V

U1 = 4V
K

n1 = 180 vòng

M¸y biÕn thÕ 1

n2 = 180 vòng


0
0

V

V

:6 V

:6 V

=1┴

=1┴

KHOA VẬT TRƯỜNG CAO ĐẲNG

KHOA VẬT TRƯỜNG CAO ĐẲNG

SƯ PHẠM QUẢNG NINH

SƯ PHẠM QUẢNG NINH

U2 = 2V

U1 = 4V
K

n1 = 180 vòng

Máy biến thế 2

n2 = 90 vòng


0
0

V

V

:6 V

:6 V

=1┴

=1┴

KHOA VẬT TRƯỜNG CAO ĐẲNG
SƯ PHẠM QUẢNG NINH

KHOA VẬT TRƯỜNG CAO ĐẲNG
SƯ PHẠM QUẢNG NINH

U2 = 6V

U1 = 4V
K

n1 = 80 vòng

Máy biến thế 3

n2 = 120 vòng





Chúng ta cùng quan sát thí nghiệm
Nếu mắc song song một bóng đèn sợi đốt có HĐT
định mức như bóng đèn LED thì đèn có sáng không?

Đóng K

Đèn LED sáng

Đèn sợi đốt có sáng


k

2

k