Bài 32. Máy biến áp. Truyền tải điện năng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NGÃI
Cuộc thi Thiết kế bài giảng điện tử E-Learning
Ngày hội CNTT Ngành Giáo dục và Đào tạo, lần thứ I
Bài giảng: MÁY BIẾN ÁP - TRUYỀN TẢI ĐIỆN
Môn Vật lí 12 Nâng cao
Giáo viên: CHẾ NGỌC QUYỀN
Địa chỉ email:
Số điện thoại: 0973928379
Trường THPT Trần Quang Diệu
Huyện: Mộ Đức
Tháng 12/2012


MỘT SỐ HÌNH ẢNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN Ở NƯỚC TA

Nhà máy thủy điện Hòa Bình


MỘT SỐ HÌNH ẢNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN Ở NƯỚC TA

Nhà máy thủy điện SÊ SAN 3A


HÌNH ẢNH MÁY BIẾN ÁP


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP - TRUYỀN TẢI ĐIỆN
+ Máy biến áp là gì?
+ Vì sao trong hệ thống truyền tải dòng điện
xoay chiều đi xa không thể thiếu máy biến áp?

Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN

I- MÁY BIẾN ÁP.
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.
Công dụng của máy biến
áp?

Em hãy nêu cấu tạo của
máy biến áp?


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
I- MÁY BIẾN ÁP.
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.

•
∼•

Cuộn
Cuoä
sơ
n cấp
sô
caáp

Khung
từ

Cuoä
Cuộn
thứ
n
thöù
cấp
caáp

R


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
Khung từ

I- MÁY BIẾN ÁP.
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.
a- Cấu tạo:
U
- Khung từ: được làm bằng thép có pha
~ 1D
1
silic, gồm nhiều lá mỏng ghép sát, cách
điện với nhau để giảm hao phí do dòng
điện phu cô.
- Hai cuộn dây:

Cuộn dây sơ
cấp

+ Cuộn dây sơ cấp D1 : có số vòng dây N1 nối với

nguồn điện có điện áp U1.

N1

D2

U2

N2

Cuộn dây
thứ cấp

+ Cuộn dây thứ cấp D2: có số vòng dây N2 nối
với các tải tiêu thụ điện, có điện áp U2.
Ký hiệu MBA trong mạch điện


Hoạt động của máy biến áp
Cuộn thứ cấp

Từ thông biến thiên qua
cuộn dây thứ cấp.

∼

Cuộn sơ cấp

Hoạt động của máy biến áp.

Dòng điện cảm ứng
ở cuộn dây thứ cấp.


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
I- MÁY BIẾN ÁP.

1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.
a- Cấu tạo:
b- Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp:
- 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= Φ0cosωt
- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp: φ 1 = N1Φ0cosωt
φ 2 = N2Φ0cosωt
- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e2:

d φ2
e2 = −
= N 2ωΦ 0 sinωt
dt

Các em hãy tìm biểu thức
suất điện cảm ứng trong
cuộn dây thứ cấp ?

Kết luận: Trong cuộn dây thứ cấp có suất điện động cảm ứng
e2 có tần số bằng tần số của cuộn sơ cấp.

Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
I- MÁY BIẾN ÁP.
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.
2. Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến áp.

-Nếu bỏ qua điện trở của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp r1 = r2 ≈ 0
thì sđđ cảm ứng của mỗi vòng dây tỉ lệ với số vòng dây của hai
cuộn dây ⇒E1 ≈ U1 và E2 ≈ U2:

E1
N1 U1
=
=
E2
N2 U2

+ E1, E2: sđđ hiệu dụng của hai cuộn dây.
+ N1, N2: số vòng dây của hai cuộn dây.
+ U1, U2: điện áp hiệu dụng của hai cuộn dây.

- Nếu N2 > N1 thì U2 > U1 ⇒ máy tăng áp.
-Nếu N2 < N1 thì U2 < U1 ⇒ máy hạ áp.
Khi nào máy biến áp
là máy
Nếu máy biến áp có hiệu suất 100%,
thìtăng
điệnáp
áphoặc
và cường
độ dòng điện của cuộn dây sơ cấp vàmáy

thứ hạ
cấpáp?
có quan hệ

với nhau như thế nào?


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
I- MÁY BIẾN ÁP.
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.
2. Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến áp.

U1
N1
=
U2
N2
-Nếu hiệu suất của máy biến áp 100% (công suất đầu
vào bằng công suất đầu ra) thì P1 = P2

U1 I 2 N 1
⇒ U1 I1 = U 2 I 2 ⇒
= =
U 2 I1 N 2

(Công thức máy biến áp)

Kết luận: máy biến áp làm
tăng
ápquan

lên hệ
bao
nhiêu
Em hãy
rútđiện
ra mối
giữa
điệnlần thì
và cường
dòng điện
củangược
cuộn lại.
làm giảm cường độ dòngápđiện
đi bấyđộnhiêu
lần và
dây sơ cấp và thứ cấp?



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 ?


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
II- TRUYỀN TẢI ĐIỆN.

Nhà
máy
điện

R/2

- Công suất phát ra từ nhà máy:
U
P= U.I. cosϕ
R/2
- Công suất hao phí do toả nhiệt
+ ∆P: công suất hao phí.
trên đường dây:
2

P
∆P = R. I = R.
2
(U .cosϕ )
2

→ Muốn giảm ∆P có 2 cách:

+ Giảm R

Nơi
tiêu
thụ

Nguyên

nhân
làm giảm
+ R: điện trở
của dây
dẫn.
điệnđi.khi
+ P: công suấtcông
điệnsuất
truyền
truyềnđi.
tải điện?
+ U: Điện áp truyền
+ I: Cường độ dòng điện.
+ Cosϕ: hệ số công suất của mạch.

=ρl/S bằng cách tăng tiết diện dây dẫn S(tốn kém).

Có thực
mấy cách
+ Tăng Uphát bằng máy biến áp (dễ
hiện)làm
chỉ cần tăng U
giảm được công suất
lên 10 lần thì ∆P giảm 100 lần.
phí :khi truyền
( P − ∆P )
+ Hiệu suất của quá trình truyền hao
tải điện
.100%
tải điện?H =

P


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN
II- TRUYỀN TẢI ĐIỆN.

+ Sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng.
Các em hãy quan sát sơ đồ truyền tải và
phân phối điện năng?
MÁY
PHÁT
ĐIỆN
10kV

MÁY
MÁY
TĂNG
HẠ
Đường dây cao thế ÁP
ÁP

MÁY
HẠ
ÁP

5kV

220V

200kV hoặc

500 kV

Khu
dân cư


Các máy biến áp (ổn áp) thường dùng trong gia đình.

LIOA

LIOA

+ Em hãy giải thích hoạt động của máy ổn áp?
U1. N 2
+ Ổn áp U 2 =
= hằng số.
N1
+ U2 không đổi và N1 cố định, khi U1 tăng hoặc giảm thì
N2 giảm, tăng.


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN

BA PHA


Tiết 52. MÁY BIẾN ÁP- TRUYỀN TẢI ĐIỆN

Hướng dẫn về nhà
- Học thuộc: định nghĩa, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy

biến áp .
- Công thức máy biến áp:
- Những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện,
trong đó tăng áp là biện pháp hiệu quả nhất.
-Công suất hao phí khi truyền
tải điện:

2

P
∆P = R. I = R.
2
(U .cosϕ )
2


Máy biến áp là thiết bị:
A) có khả năng biến đổi điện áp của dòng
điện xoay chiều.
B) biến đổi tần số của dòng điện xoay
chiều.
C) biến đổi dòng điện xoay chiều thành
dòng điện một chiều.
D) làm tăng công suất của dòng điện xoay
chiều
Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời Đúng

Đúng--Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ
đâu
tục!
đâu để
để tiếp
tiếp
Your
answer:
Yourtục!
answer:

Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời SaiSai-Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ đâu
đâu
để
để tiếp
tiếp tục!
tục!

You
did

not
this
question
You
did
notanswer
answer
this
question
You
answered
this
correctly!
You
answered
this
correctly!
The
correct
completely
is:
The
correct
answer
completely
is: hỏi
Bạn
phải
trả
Bạn

phảianswer
trả lời
lời câu
câu
hỏi này
này trước
trước
khi
khi có
có thể
thể tiếp
tiếp tục!
tục!

Chấp nhận

Làm lại


Một máy tăng áp có cuộn thứ cấp mắc với điện trở thuần,
cuộn sơ cấp mắc vào nguồn điện xoay chiều. Tần số dòng
điện trong cuộn thứ cấp:
A) bằng tần số dòng điện trong cuộn sơ
cấp.
B) có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn tần số
dòng điện trong cuộn sơ cấp.
C) luôn lớn hơn tần số dòng điện trong
cuộn sơ cấp.
D) luôn nhỏ hơn tần số dòng điện trong
cuộn sơ cấp.

Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời Đúng
Đúng--Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ
đâu
tục!
đâu để
để tiếp
tiếp
Your
answer:
Yourtục!
answer:

Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời SaiSai-Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ đâu
đâu
để
để tiếp

tiếp tục!
tục!

You
Bạn
did
phải
not
trả
lời
hỏi
này
You
Bạn
did
phải
not
trảanswer
answer
lời câu
câuthis
this
hỏiquestion
question
này trước
trước
You
answered
this
correctly!

You
answered
this
correctly!
The
khi
completely
có
tiếp
The correct
correct
khianswer
answer
completely
có thể
thểis:
is:
tiếp tục!
tục!

Chấp nhận

Làm lại


Với cùng một công suất cần truyền tải, nếu tăng điện áp
hiệu dụng ở nơi truyền tải lên 20 lần thì công suất hao phí
trên đường dây:
A) giảm 400 lần.
B) giảm 20 lần.

C) tăng 400 lần.
D) tăng 20 lần.

Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời Đúng
Đúng--Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ
đâu
tục!
đâu để
để tiếp
tiếp
Your
answer:
Yourtục!
answer:

Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời SaiSai-Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ đâu

đâu
để
để tiếp
tiếp tục!
tục!

You
did
not
this
question
You
did
notanswer
answer
this
question
You
answered
this
correctly!
You
answered
this
correctly!
The
correct
completely
is:
The

correct
answer
completely
is: hỏi
Bạn
phải
trả
Bạn
phảianswer
trả lời
lời câu
câu
hỏi này
này trước
trước
khi
khi có
có thể
thể tiếp
tiếp tục!
tục!

Chấp nhận

Làm lại


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 xoa chiều có U=12V thì điện áp

ở hai đầu cuộn thứ cấp là:
A) 36V
B) 4V
C) 24V
D) 12V
Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời Đúng
Đúng--Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ
đâu
tục!
đâu để
để tiếp
tiếp
Your
answer:
Yourtục!
answer:

Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời SaiSai-Clik
Clik bất

bấtcứ
cứ đâu
đâu
để
để tiếp
tiếp tục!
tục!

You
did
not
this
question
You
did
notanswer
answer
this
question
You
answered
this
correctly!
You
answered
this
correctly!
The
correct
completely

is:
The
correct
answer
completely
is: hỏi
Bạn
phải
trả
Bạn
phảianswer
trả lời
lời câu
câu
hỏi này
này trước
trước
khi
khi có
có thể
thể tiếp
tiếp tục!
tục!

Chấp nhận

Làm lại


Một biến thế có hao phí bên trong xem như không đáng kể,

khi cuộn 1 nối với nguồn xoay chiều U1=110V thì hiệu điện
thế đo được ở cuộn 2 là U2=220V. Nếu nối cuộn 2 với
nguồn U1 thì hiệu điện thế đo được ở cuộn 1 là:
A) 55V
B) 110V
C) 45V
D) 220V
Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời Đúng
Đúng--Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ
đâu
tục!
đâu để
để tiếp
tiếp
Your
answer:
Yourtục!
answer:

Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời

lời SaiSai-Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ đâu
đâu
để
để tiếp
tiếp tục!
tục!

You
did
not
this
question
You
did
notanswer
answer
this
question
You
answered
this
correctly!
You
answered
this
correctly!
The

correct
completely
is:
The
correct
answer
completely
is: hỏi
Bạn
phải
trả
Bạn
phảianswer
trả lời
lời câu
câu
hỏi này
này trước
trước
khi
khi có
có thể
thể tiếp
tiếp tục!
tục!

Chấp nhận

Làm lại

Cần truyền đi một công suất điện 1200kW theo một đường
dây tải điện có điện trở là 20Ω. Tính công suất hao phí trên
đường dây tải điện. Khi điện áp truyền đi là 40kV
A) 18kW
B) 36kW
C) 12kW
D) 24kW
Bạn
Bạnđã
đã trả
trả lời
lời Đúng
Đúng--Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ
đâu
tục!
đâu để
để tiếp
tiếp
Your
answer:
Yourtục!
answer:

Bạn
Bạnđã
đã trả

trả lời
lời SaiSai-Clik
Clik bất
bấtcứ
cứ đâu
đâu
để
để tiếp
tiếp tục!
tục!

You
did
not
this
question
You
did
notanswer
answer
this
question
You
answered
this
correctly!
You
answered
this
correctly!

The
correct
completely
is:
The
correct
answer
completely
is: hỏi
Bạn
phải
trả
Bạn
phảianswer
trả lời
lời câu
câu
hỏi này
này trước
trước
khi
khi có
có thể
thể tiếp
tiếp tục!
tục!

Chấp nhận

Làm lại