May bien ap co loi giai chi tiet

<span class='text_page_counter'>(1)</span>Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. MÁY BIẾN ÁP 1. Truyền tải điện năng - Công suất hao phí trên đường dây tải: Php = rI2 = r( - Hiệu suất tải điện: H =. P 2 r ) = P2 2 U U. P  Php P. - Độ giảm điện trên đường dây tải điện: U = Ir. - Biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải: giảm r, tăng U. Vì r = . l nên để giảm ta phải dùng các loại dây có điện trở suất nhỏ như bạc, dây siêu dẫn, S. ... với giá thành quá cao, hoặc tăng tiết diện S. Việc tăng tiết diện S thì tốn kim loại và phải xây cột điện lớn nên các biện pháp này không kinh tế. Trong thực tế để giảm hao phí trên đường truyền tải người ta dùng biện pháp chủ yếu là tăng điện áp U: dùng máy biến áp để đưa điện áp ở nhà máy phát điện lên cao rồi tải đi trên các đường dây cao áp. Gần đến nơi tiêu thụ lại dùng máy biến áp hạ áp để giảm điện áp từng bước đến giá trị thích hợp. Tăng điện áp trên đường dây tải lên n lần thì công suất hao phí giảm n2 lần. 2. Máy biến áp: Máy biến áp là thiết bị biến đổi điện áp (xoay chiều). Cấu tạo - Một lỏi biến áp hình khung bằng sắt non có pha silic để tăng độ từ thẩm  của lỏi sắt. - Hai cuộn dây có số vòng dây N1, N2 khác nhau có điện trở thuần nhỏ và độ tự cảm lớn quấn trên lỏi biến áp. Cuộn nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối ra các cơ sở tiêu thụ điện năng gọi là cuộn thứ cấp. Nguyên tắc hoạt động Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn phát điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp tạo ra từ trường biến thiên trong lỏi biến áp. Từ thông biến thiên của từ trường đó qua cuộn thứ cấp gây ra suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp. Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện trong máy biến áp Với máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng (hiệu suất gần 100%): 3.Công dụng của máy biến áp - Dùng để thay đổi điện áp của dòng điện xoay chiều. 1. U 2 I1 N 2 = = . U 1 I 2 N1.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. - Sử dụng trong việc truyền tải điện năng để giảm hao phí trên đường dây truyền tải. - Sử dụng trong các máy hàn điện, nấu chảy kim loại. 4. Máy biến áp – Truyền tải điện năng Công thức máy biến áp:. U2 I N = 1 = 2 U 1 I 2 N1. Công suất hao phí trên đường dây tải: Php = rI2 = r(. P 2 r ) = P2 2 U U. Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = Ir. Hiệu suất tải điện: H =. P  Php P. .. Câu 1: Một máy biến áp có số vòng dây trên cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 2000 vòng và 500 vòng. Điện áp hiệu dụng và cường độ hiện dụng ở mạch thứ cấp lần lượt là 50 V và 6 A. Xác định điện áp hiệu dụng và cường độ hiệu dụng ở mạch sơ cấp. Hướng dẫn giải Ta có:. U1 I N N N = 2 = 1  U1 = 1 U2 = 200 V; I1 = 2 I2 = 1,5 A. U2 I1 N2 N2 N1. Câu 2: Cuộn sơ cấp và thứ cấp của một máy biến áp có số vòng lần lượt là N1 = 600 vòng, N2 = 120 vòng. Điện trở thuần của các cuộn dây không đáng kể. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V. a. Tính điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp. b. Nối 2 đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có điện trở 100 . Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp. Bỏ qua hao phí ở máy biến áp. Hướng dẫn giải a. Ta có: U2 = b. Ta có: I2 =. N2 U1 = 76 V. N1 U2 N = 0,76 A và I1 = 2 I2 = 0,152 A. R N1. Câu 3: Một máy phát điện có công suất 120 kW, điện áp hiệu dụng giữa hai cực của máy phát là 1200 V. Để truyền đến nơi tiêu thụ, người ta dùng một dây tải điện có điện trở tổng cộng 6 . a. Tính hiệu suất tải điện và điện áp ở hai đầu dây nơi tiêu thụ. b. Để tăng hiệu suất tải điện, người ta dùng một máy biến áp đặt nơi máy phát có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp và sơ cấp là 10. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp, tính công suất hao phí trên dây và hiệu suất tải điện lúc này. Hướng dẫn giải a. Ta có: P = RI2 = R. P  P P2 = 60000 W = 60 kW; H = = 0,5 = 50%; 2 P U 2.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. U = IR =. P R = 600 V  U1 = U – U = 600 V. U. b. U’ = 10U = 12000 V; P’ = RI’2 = R. P  P' P2 = 600 W; H’ = = 0,995 = 99,5%. '2 P I. Câu 4: Điện năng được tải từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp bằng đường dây tải điện một pha có điện trở R = 30 . Biết điện áp ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy hạ áp lần lượt là 2200 V và 220 V, cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy hạ áp là 100 A. Bỏ qua tổn hao năng lượng ở các máy biến áp. Tính điện áp ở hai cực trạm tăng áp và hiệu suất truyền tải điện. Coi hệ số công suất bằng 1. Hướng dẫn giải Ta có: I1 =. U2I2 = 10 A; U = I1R = 300 V; U = U1 + U = 2500 V. U1. Câu 5: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Tính điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở khi tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp. Hướng dẫn giải Ta có:. Vì:. N2 U 2  ; với U2 = 100 V N1 U. N2  n N2 n U 2 n U = =   N1 N 2 N1 U 1 N1 U 1. Tương tự:. n U U = 2 (1’) N1 U1. N2  n N2 n U n 2U = 2+ = (2)   N1 N 2 N1 U 1 N1 U 1. Từ (1) và (2) suy ra: Mặt khác:. (1) . 2U 2 200 2U 2 3U = U= = V 3 3 U1 U1. N 2  3n N 2 3n U 2 3n U 3 = + = (3)   N1 N 2 N1 U 1 N1 U 1. Từ (1’) và (3) ta có:. 4U 2  3U U 3 =  U3 = 4U2 – 3U = 200 V U1 U1. Câu 6: Từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là hai máy biến áp. Máy tăng áp A có hệ số biến đổi KA =. 1 , 20. máy hạ áp B có hệ số biến đổi KB = 15. Dây tải điện giữa hai biến áp có điện trở tổng cộng R = 10 . Bỏ qua hao phí trong hai biến áp và giả sử đường dây có hệ số công suất là cos = 1. Để đảm bảo nơi tiêu thụ, mạng điện 120 V – 36 kW hoạt động bình thường thì nơi sản xuất điện năng phải có I1A và U1A bằng bao nhiêu? Tính hiệu suất của sự tải điện. 3.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Hướng dẫn giải Nơi tiêu thụ (B), ta có: U2B = 120 V; I2B = U1B = KB.U2B = 1800 V; I1B =. PB = 300 A U 2B. I2B = 20 A. KB. Nơi sản xuất (A), ta có: I2A = I1B = 20 A I1A =. I2 A = 400 A; U2A = U1B + I1BR = 2000 V; U1A = KAU2A = 100 V. KA. Công suất truyền tải: PA = I1AU1A = 40000 W = 40 kW. Hiệu suất tải điện: H =. PB = 90%. PA. Câu 7: Máy biến thế gồm cuộn sơ cấp N1=1000 vòng, r1=1 (ôm); cuộn thứ cấp với N2=200 vòng, r2=1,2 (ôm). Nguồn sơ cấp có hiệu điện thế hiệu dụng U1, tải thứ cấp là trở thuần R=10 (ôm); hiệu điện thế hiệu dụng U2. Bỏ qua mất mát năng lượng ở lõi từ. Tính tỉ số U1/U2 và tính hiệu suất của máy. A. 80%. B. 82%. C. 69%. D. 89%. Hướng dẫn giải Vì mạch từ khép kin và bỏ qua mất mát năng lượng nên ta có: e1 =  N1 . d d ; e2 =  N 2 ; e1i1 = e2i2 dt dt. i 2 e1 N1 1000    =5=k i1 e2 N 2 200. (1). Áp dụng định luật Ôm cho mạch sơ cấp và thứ cấp, ta có: u1 = e1 + r1i1 ; e2 = u2 + r2i2 và u2 = i2R Từ (1) ta được: u1 - r1i1= e1 = ke2 = k(u2 + r2i2 ) (2) Mà i1 =. i2 u ; i2 = 2 k R. Nên (2) suy ra: u1 – r1 u 2 = ku2 + kr2 u 2 kR. R. kr  u1 = (r1 1 + k + 2 )u2 R kR. kr  U1= (r1 1 + k + 2 )U2 R kR. . U1 kr 1 5.1, 2 1  250  30 281  = r1 1 + k + 2 = 1 + 5 + = U2 R 50 50 50 10 kR. Hiệu suất: H =. P2 U 2 I2 U 2 I2 U 50 250 = 0,8897  89%   k 2 5  I P1 U1I1 U 2 U1 281 281 1 k 4.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Câu 8: Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp gấp 10 lần cuộn thứ cấp. Hai đầu cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 220V. Điện trở của cuộn sơ cấp là r1  0 và cuộn thứ cấp r2  2Ω. Mạch từ khép kín; bỏ qua hao phí do dòng Fuco và bức xạ. Khi hai đầu cuộn thứ cấp mắc với điện trở R = 20Ω thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp bằng bao nhiêu? A. 18V. B. 22V. C. 20V. D. 24V. Hướng dẫn giải Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở: U2 = U1/10 = 22V = E2 Cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp khi nối với điên trở R: I2 = E2/(R +r2) = 1A Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp U’2 = I2R = 20V. Câu 9: Người ta truyền tải điện năng từ A đến B.ở A dùng một máy tăng thế và ở B dùng hạ thế, dây dẫn từ A đến B có điện trở 40Ω.cường độ dòng điện trên dây là 50A.công suất hao phí bằng trên dây bằng 5% công suất tiêu thụ ở B và hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp của mấy hạ thế là 200V .biết dòng điện và hiệu thế luôn cùng pha và bỏ qua hao phí trên máy biến thế.tỉ số biến đổi của mấy hạ thế là: A.0,005. B.0.05. C.0,01. D.0.004. Hướng dẫn giải Gọi cường độ dòng điện qua cuoonk sơ cấp và thứ cấp của máy hạ thế là I1 và I2 Công suất hao phí trên đường dây: ∆P = I12R = 0,05U2I2 Tỉ số biến đổi của máy hạ thế k=. U 2 I1 0,05U 2 0,05.200     0,005 U1 I 2 I1 R 50.40. Câu 10: Một máy biến áp lí tưởng có hiệu suất bằng 1 được nối vào nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 5V. Biết số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 100vong và 150 vòng. Do cuộn sơ cấp có 10 vòng bị quấn ngược nên điện áp thu được ở cuộn thứ cấp là: A. 7,5V. B. 9,37 V. C. 8,33V. D. 7,78V. Hướng dẫn giải Gọi e0 là suất điện động cảm ứng tức thời xuất hiện ở mỗi vòng dây khi biến áp được nối vào nguồn điện xoay chiều Suất điện đông tức thời xuất hiện ở cuộn sơ cấp và thứ cấp là e1 = (N1 – 10)e0 – 10e0 = 80e0 e2 = N2e0 = 150e0 . e1 E1 80 E U 80 150.5    1  1   U2   9,375V e2 E 2 150 E 2 U 2 150 80. 5.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Câu 11: Một máy tăng áp có tỷ lệ số vòng ở 2 cuộn dây là 0,5. Nếu ta đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 130V thì điện áp đo được ở 2 đầu cuộn thứ cấp để hở sẽ là 240V. Hãy lập tỷ lệ giữa điện trở thuần r của cuộn sơ cấp và cảm kháng ZL của cuộn sơ cấp A.. 5 12. B.. 1 12. C.. 1 168. D.. 13 24. Hướng dẫn giải Ta có. N1 U L   0,5  UL = 0,5U2 = 120V N1 U 2. UL2 + Ur2 = U12 = 1302  Ur = 50V.. Ur UL U r 5    r  r ZL Z L U L 12 Câu 12: Cần tăng hiêụ điên thê ở 2 cực của máy phát điện lên bao nhiêu lần để công suất hao phí giảm 100 lần coi công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi. Biết rằng hệ số công suất bằng 1và khi chưa tăng thì độ giảm điện thế trên đường dây = 15% hiệu thế giữa hai cực máy phát. Hướng dẫn giải Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp P1 = P12. R U12. Với P1 = P + P1, P1 = I1.U1. P2 = P22. R U 22. Với P2 = P + P2. Độ giảm điện thế trên đường dây khi chưa tăng điện áp U = I1R = 0,15U1  R =. 0,15U12 P1. P1 P12 U 22 U P  2 2  100  2  10 2 P2 P2 U1 U1 P1 P1 = P + P1 P2 = P + P2 = P + 0,01P1 = P + P1 - 0,99P1 = P1 – 0,99P1 0,15U12 P1 R Mặt khác: P1 = P12 2  P12  0,15P1 U1 U12. Do đó:. U2 P P  0,99P1 P  0,99.0,15P1  10 2  10 1  10 1  8,515 U1 P1 P1 P1. Vậy U2 = 8,515 U1. 6.

<span class='text_page_counter'>(7)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Câu 13: Điện năng từ nhà máy được đưa đến nơi tiêu thụ nhờ các dây dẫn, tại nơi tiêu thụ cần một công suất không đổi. Ban đầu hiệu suất tải điện là 90%. Muốn hiệu suất tải điện là 96% cần giảm cường độ dòng điện trên dây tải đi A. 38,8%.. B. 36,8%.. C. 42,2%.. D. 40,2%.. Hướng dẫn giải. P2 P1   1 1 1  H1  P  P  H  1 P H2 I 22 I   1 1 2 2    2  1  1 I1 I1  H  P2  1  1  P2  1 H1  2 P1  P2  H 2 P2. 1 1 H2  0,3876 1 1 H1. Câu 14: Một máy biến áp lý tưởng gồm một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp. Cuộn sơ cấp có n1 = 1320 vòng, điện áp U1 = 220V. Cuộn thứ cấp thứ nhất có U2 = 10V, I2 = 0,5A, Cuộn thứ cấp thứ 2có n 3 = 25 vòng, I3 = 1,2A. Cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp là A. I1 = 0,035A. B. I1 = 0,045A. C. I1 = 0,023A. D. I1 = 0,055A. Hướng dẫn giải Dòng điện qua cuộn sơ cấp I1 = I12 + I13 I12 U 2 10 1   I12  0,5.  ( A) I 2 U1 220 44 I13 U 3 n3 25 5 5 1      I13  1, 2.  ( A) I 3 U1 n1 1320 264 264 44. I1 = I12 + I13 =. 2 1   0, 045( A) 44 22. Câu 15: Máy biến thế gồm cuộn sơ cấp N1=1000 vòng, r1= 1  ; cuộn thứ cấp với N2 =200 vòng, r2=1,2  . Nguồn sơ cấp có điện áp hiệu dụng U1, tải thứ cấp là trở thuần R=10  điện áp hiệu dụng U2. Bỏ qua mất mát năng lượng ở lõi từ. Tính tỉ số U1/U2 và tính hiệu suất của máy Hướng dẫn giải Vì bỏ qua mất mát năng lượng ở lõi từ nên ta có năng lượng qua máy biến áp: A1 = A2 hay i1e1t = i2e2t. Mặt khác e1 = N1’ và e2 = N2’ . i1 e2 N 2 1    (1) i 2 e1 N1 5. Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn phát và nguồn thu Cuộn sơ cấp đóng vai trò nguồn thu: u1 = e1 + i1r1 (2) Cuộn thứ cấp đóng vai trò nguồn phát: u2 = e2 - i2r2 (3) Tải ngoài: u2 = i2R (4) Chú ý đến sự đồng pha của i1 và i2 theo (1); u2 và i2 theo (4) 7.

<span class='text_page_counter'>(8)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Ta có tỉ số giá trị hiệu dụng: U1/U2 = 5,62 Hiệu suất máy: H = P2/P1 = U2I2/U1I1  89% Câu 16: Một máy biến thế lõi đối xứng gồm ba nhánh có tiết diện bằng nhau, hai nhánh được cuốn hai cuộn dây. Khi mắc một hiệu điện thế xoay chiều vào một cuộn thì các đường sức do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho hai nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 vào một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 240V thì cuộn 2 để hở có hiệu điện thế U2. Hỏi khi mắc vào cuộn 2 một hiệu điện thế U2 thì ở cuộn 1 để hở có hiệu điện thế bao nhiêu? Biết rằng điện trở của các cuộn dây không đáng kể. A. 60V. B. 30V. C. 40V. D. 120V. Hướng dẫn giải Gọi N1 và N2 là số vòng dây của cuộn 1 và cuộn 2.  là độ biến thiên từ thông qua mỗi vòng dây t cuộn sơ cấp. U2. U1.  ' 1   là độ biến thiên từ thông qua mỗi vòng t 2 t dây cuộn thứ cấp Khi cuộn 1 là cuộn sơ cấp: e1 = N1. . e2 E1 N U   2 1  1 (1) e2 E 2 N2 U2. Khi cuộn 2 là cuộn sơ cấp: e' 2 = N2. .   ' 1   N2 và e2 = N2 t t 2 t.   ' 1   N2 và e'1 = N1 t t 2 t. e' 2 E '1 N U' U   2 2  2  2 (2) e' 2 E ' 2 N1 U '1 U '1. Nhân 2 vế (1) và (2) Ta được U’1 = U1/4 = 60V Câu 17: Một máy biến thế lõi đối xứng gồm ba nhánh có tiết diện bằng nhau, hai nhánh được cuốn hai cuộn dây. Khi mắc một hiệu điện thế xoay chiều vào một cuộn thì các đường sức do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho hai nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 vào một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 240V thì cuộn 2 để hở có hiệu điện thế U2. Hỏi khi mắc vào cuộn 2 một hiệu điện thế U2 thì ở cuộn 1 để hở có hiệu điện thế bao nhiêu? Biết rằng điện trở của các cuộn dây không đáng kể. A. 60V. B. 30V. C. 40V. 8. D. 120V.

<span class='text_page_counter'>(9)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Câu 18: Điện năng ở một trạm điện được truyền đi dưới hiệu điện thế 20kV. Hiệu suất của quá trình tải điện là H1 = 80%. Biết rằng công suất truyền tải đến nơi tiêu thụ là không đổi. muốn hiệu suất tăng lên đến H = 95% ta phải: A. Tăng hiệu điện thế lên đến 36,7 kV.. B. Tăng hiệu điện thế lên đến 40 kV.. C. Giảm hiệu điện thế xuống còn 5 kV.. D. Giảm hiệu điện thế xuống còn 10 kV.. Hướng dẫn giải Gọi công suất nơi tiêu thụ là P Ta có: H1 =. H2 =. P 1 = 0,8 (1)  P1 = P (1’) P  P1 4. P 1 = 0,95 (2)  P2 = P (2’) P  P2 19. Từ (1) và (2): Từ (1’) và (2’). H 2 P  P1 0,95  = 0,8 H 1 P  P2 P1 19  P2 4. R Mặt khác P1 = (P + P1)2 U 2 (3) (Với P + P1 là công suất trước khi tải) 1. R P2 = (P + P2) U 2 (4) (Với P + P2 là công suất trước khi tải) 2 2. ( P  P1 ) 2 U 22 P1  Từ (3) và (4) ( P  P2 ) 2 U 12 P2 U2 = U1.. P  P2 P  P1. P1 0,8 19  36, 7kV = 20 0,95 4 P2. Câu 19: Một thợ điện dân dụng quấn một máy biến áp với dự định hệ số hạ áp là k = 2. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, người thợ này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = const, rồi dùng vôn kế lí tưởng xác định tỉ số x giữa điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. úc đầu x = 43%. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 26 vòng thì x = 45%. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng như dự định thì người thợ điện phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp: A. 65vòng dây. B. 56 vòng dây. C. 36 vòng dây Hướng dẫn giải. Gọi n là số vòng dây bị thiếu ta có N1  2 N2 úc đầu. U 2 N2  n   0, 43 U1 N1. (1) 9. D. 91 vòng dây.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Sau khi quấn thêm. U 2 N 2  n  26   0, 45 U1 N1. Giải hệ gồm hai pt 1 và 2 được. ( 2). N1  1300vong N 2  650. do đó n = 91 vòng đáp an D. Câu 20: Điện năng từ một nhà máy đc đưa đến nơi tiêu thu nhờ các dây dẫn,tại nơi tiêu thụ cần một công suất không đổi.ban đầu hiệu suất tải điện là 90%.Muón hiệu suất tải điện là 96%cần giảm cường độ dòng điện trên dây tải đi A.40,2%. B.36,8 %. C.42,2 %. D.38,8%. Hướng dẫn giải Gọi công suất nơi tiêu thụ là P, điện trở dây dẫn là R, hao phí khi chưa thay đổi I là P1 sau khi thay đổi là P2 Ta có: H1 =. H2 =. P = 0,9 P  P1. (1)  P1 =. 1 1 P  I12 R  P (1) 9 9. P 1 1 = 0,95 (2)  P2 = P  I 22 R  P (2) P  P2 19 19. Từ 1 và 2 ta lập tỉ lệ. I 22 9 I I 3 3 I   2   1 2  1   0,312 2 I1 19 I1 I1 I1 19 19. Do đó cần giảm đi 31,2% Câu 21: Một máy biến áp lý tưởng gồm một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp. Cuộn sơ cấp có n1 = 1320 vòng, điện áp U1 = 220V. Cuộn thứ cấp thứ nhất có U2 = 10V, I2 = 0,5A; Cuộn thứ cấp thứ 2có n 3 = 25 vòng, I3 = 1,2A. Cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp là : A. I1 = 0,035A. B. I1 = 0,045A. C. I1 = 0,023A. D. I1 = 0,055A. Hướng dẫn giải Dòng điện qua cuộn sơ cấp I1 = I12 + I13 I12 U 2 10 1   I12  0,5.  ( A) I 2 U1 220 44. I13 U 3 n3 25 5 5 1      I13  1, 2.  ( A) I 3 U1 n1 1320 264 264 44. I1 = I12 + I13 =. 2 1   0, 045( A) 44 22. Câu 22: Điện năng ở một trạm điện được truyền đi dưới hiệu điện thế 20kV, hiệu suất trong quá trình truyền tải là H1 = 80%. Coi công suất truyền tải ở trạm là không đổi, muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng đến H = 95% thì ta phải A. giảm hiệu điện thế xuống còn 5kV.. B. giảm hiệu điện thế xuống còn10kV.. C. tăng hiệu điện thế lên đến 80kV.. D. tăng hiệu điện thế lên đến 40kV 10.

<span class='text_page_counter'>(11)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Hướng dẫn giải Trước khi thay đổi U thì hao phí là. P1  0,2 P. Sau khi thay đổi U thì hao phí là. P2  0,05 P. P2 R P1 U12 cos  U 22  4   U 2  2U1  40kV P2 P2 U12 R U 22 cos  Câu 23: Điện năng từ nhà máy được đưa đến nơi tiêu thụ nhờ các dây dẫn, tại nơi tiêu thụ cần một công suất không đổi. Ban đầu hiệu suất tải điện là 90%. Muốn hiệu suất tải điện là 96% cần giảm cường độ dòng điện trên dây tải đi A. 42,2%. B. 38,8%. C. 40,2%. D. 36,8%. Hướng dẫn giải H1 . P  P1  P1  P 1  H1   RI12  P 1  H1  P. H2 . P  P2  P2  P 1  H 2   RI22  P 1  H 2  P. I2 1  H2 I   0, 4  I2  0, 4.I1   1  0, 4  36,8% I1 1  H1 I1 Câu 24: Điện áp xoay chiều ở phòng thực hành có giá trị hiệu dụng 24V tần số 50Hz. Một học sinh cần phải quấn một máy biến áp để từ điện áp nói trên tạo ra được điện áp hiệu dụng bằng 12V ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở. Sau khi quấn máy một thời gian, học sinh này quên mất số vòng dây của các cuộn dây. Để tạo ra được máy biến áp theo đúng yêu cầu học sinh này đã nối cuộn sơ cấp của máy với điện áp của phòng thực hành sau đó dùng vôn kế có điện trở rất lớn để đo điện áp ở cuộn thứ cấp để hở. Ban đầu kết quả đo được là 8,4V. Sau khi quấn thêm 55 vòng dây vào cuộn thứ cấp thì kết quả đo được là 15V. Bỏ qua mọi hao phí ở máy biến áp. Để tạo ra được máy biến áp theo đúng yêu cầu học sinh này cần phải tiếp tục giảm bao nhiêu vòng dây của cuộn thứ cấp? A. 15 vòng. B. 40 vòng. C. 20 vòng. D. 25 vòng.. Hướng dẫn giải. lan1: lan2 :. 24 N1  8, 4 N 2  N  200 N1 24   1 15 N 2  55  N 2  70. để thỏa mãn yêu cầu thì. N1  2  N 0  25 N 2  55  N 0. Câu 25: Một máy biến áp lí tưởng có hiệu suất bằng 1 được nối vào nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 5V. Biết số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 100vong và 150 vòng. Do cuộn sơ cấp có 10 vòng bị quấn ngược nên điện áp thu được ở cuộn thứ cấp là: 11.

<span class='text_page_counter'>(12)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. A. 7,5V. B. 9,37 V. C. 8,33V. D. 7,78V. Hướng dẫn giải Gọi e0 là suất điện động cảm ứng tức thời xuất hiện ở mỗi vòng dây khi biến áp được nối vào nguồn điện xoay chiều Suất điện đông tức thời xuất hiện ở cuộn sơ cấp và thứ cấp là e1 = (N1 – 10)e0 – 10e0 = 80e0 e2 = N2e0 = 150e0 e1 E1 E U 80 80 150.5    1  1   U2   9,375V e2 E2 150 E2 U 2 150 80. Câu 26: Đặt điện áp xoay chiều u = U 2 cost (V) vào hai đầu đoạn mạch R C mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Khi nối tắt tụ C thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở R tăng 2 lần và dòng điện trong hai trường hợp vuông pha nhau. Hệ số công suất của đoạn mạch lúc trước là A.. 2. B.. 5. 2. C.. 3. 1. D.. 5. 1 3. Hướng dẫn giải Z1 =. R 2  ( Z L  Z C ) 2 , Z2 =. R 2  Z2L. Khi UR tăng lên hai lần  Z1 = 2Z2  (ZL – ZC)2 = 4ZL2  ZC = 3ZL (*) tan1 =. Z L  ZC Z , tan2 = L R R. i1 và i2 vuông pha với nhau nên tan1. tan2 = - 1  Từ (*) và (**) ta có ZL = Do đó cos1 =. R = Z1. Z L  ZC Z L = - 1 (**) R R. R 2 R. R2  (. R 2. . 3R 2. = )2. 1 3. Câu 27 Một người định quấn một máy hạ áp từ điện áp U1 = 220 (V) xuống U2 =110 (V) với lõi không phân nhánh, xem máy biến áp là lí tưởng, khi máy làm việc thì suất điện động hiệu dụng xuất hiện trên mỗi vòng dây là 1,25 V/vòng. Người đó quấn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại quấn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp.Khi thử máy với điện áp U1 = 220V thì điện áp hai đầu cuộn thứ cấp đo được là 121(V). Số vòng dây bị quấn ngược là: A. 9. B. 8. C. 12 Hướng dẫn giải. Gọi số vòng các cuộn dây của MBA theo đúng yêu cầu là N1 và N2. 12. D. 10.

<span class='text_page_counter'>(13)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Ta có. N1 220   2  N1 = 2N2 (1). Với N1 = 220 /1,25 = 176 vòng N 2 110. Gọi n là số vòng dây bị cuốn ngược Khi đó ta có:. N  2n 110 N1  2n 220 N  2n 220    1  (2)  1 N1 N2 121 121 N1 121 2. 121(N1 – 2n) = 110N1  n = 8 vòng Chú ý: Khi cuộn sơ cấp bị cuốn ngược n vòng thì suất điện động cảm ứng xuất hiện ở các cuộn sơ cấp và thứ cấp lấn lượt là. e1  (N1  n)e0  ne0  (N1  2n)e0 với e0 suất điện động cảm ứng xuất hiện ở mỗi vòng dây. e2 = N2e0 Do đó. N1  2n e1 E1 U 1 N  2n 220     1  N2 e2 E 2 U 2 N2 121. Bài 28: Một máy hạ áp, cuộn dây sơ cấp có N1= 440vòng và điện trở r1=7,2Ω, cuộn thứ cấp có N2= 254vòng và điện trở r2= 2,4Ω. Mắc vào cuộn thứ cấp một điện trở R=20Ω, coi mạch là khép kín và hao phí do dòng Fu-cô không đáng kể. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U1= 220V. Xác định hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu tải R và Tính hiệu suất của máy biến áp đó Hướng dẫn giải Ta có:. I 440 220  I1.7, 2 440  1 , 2   2 254 I 2 (20  2, 4) I1 254. U R  RI 2  102, 42 9856 I 2  1828,8I1  254.220  I1  2,9563     U2 I2 254 I 2  440 I1  0  I 2  5,121  H  U I  80, 64%  1 1 Câu 29: Máy biến áp có số vòng dây ở cuộn sơ cấp là N1 = 400 vòng, thứ cấp là N2 = 100 vòng. Điện trở của cuộn sơ cấp r1 = 4  , điện trở ở cuộn thứ cấp r2 = 1  . Điện trở mắc vào cuộn thứ cấp R = 10  . Xem mạch từ là khép kín và bỏ qua hao phí. Đặt vào hai cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U1 = 360V. Xác định điện áp hiệu dụng U2 tại hai đầu cuộn thứ cấp và hiệu suất của máy biến thế. A. 80V; 88,8%. B. 80V; 80%. C. 100V; 88,8%. D. 88V; 80%. Hướng dẫn giải. U R  RI 2  80  I1  2  I 2 400 400 360  I1.4   4  2   U2 I2 1 ,  100 I 2 (10  1) I1 100  I 2  8  H  U I  88.8%  1 1. 13.

<span class='text_page_counter'>(14)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Câu 30: Trong máy biến thế ở hình 2, cuộn sơ cấp có n1=1320 vòng, hiệu điện thế U1= 220V, một cuộn thứ cấp có U2 = 10V, I2 = 0,5 A; cuộn thứ cấp thứ hai có n3=36 vòng, I3=1,2A. Như vậy cường độ dòng điện trong cuộn sơ cấp và số vòng trong cuộn thứ cấp thứ nhất là A. I1= 0,023 A; n2= 60 vòng. B. I1=0,055A; n2=60 vòng. C. I1 = 0,055A; n2 = 86 vòng.. D. I1 = 0,023A; n2 = 86 vòng Hướng dẫn giải. N1 U1   N 2  60 N2 U 2 N1 U1   U3  6 N3 U 3. U1. U2 U3. I1U1  I 2U 2  I 3U 3  I1 . 6.1, 2  10.0,5  0, 05545 220. Câu 31: Một máy biến áp lý tưởng có một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp được quấn trên một lỏi thép chung hình khung chữ nhật. Cuộn sơ cấp có N1 = 1320 vòng dây; cuộn thứ cấp thứ hai có N3 = 25 vòng dây. Khi mắc vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U 1 = 220 V thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp thứ nhất là U2 = 10 V; cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp thứ nhất và thứ hai có giá trị lần lượt là I2 = 0,5 A và I3 = 1,2 A. Coi hệ số công suất của mạch điện là 1. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy trong cuộn sơ cấp có giá trị là A. 1/22 A.. B. 1/44 A.. C. 3/16 A.. D. 2/9 A.. Hướng dẫn giải N1 1320 220 25 1    U 22  , I1U1  I 2U 21  I 3U 22  I1  N 22 25 U 22 6 22. Câu 32: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng máy hạ thế. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi. Biết điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ A. 9,1 lần.. B. 10 lần.. C. 10 lần.. D. 9,78 lần.. Hướng dẫn giải Độ giảm hao phí đường dây: P  I2 R . P2 I I 1   I2  1  1 P1 100 10 n. Vì điện áp cùng pha với cường độ dòng điện  cos = 1 Công suất tiêu thu của tải lại không đổi nên I1Ut1 = I2 Ut 2  Ut 2  10Ut1  nU t1 Độ giảm điện áp đường dây: U1  kU t1 =I1R Độ giảm điện áp đường dây: U 2  I2 R . U 2 I2 1 k    U 2  U t1 U1 I1 n n. 14.

<span class='text_page_counter'>(15)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Điện áp của nguồn: U1  U  Ut1  (k  1)U t1 Điện áp của nguồn: U 2  U  U t 2  ập tỉ số. kU t1 1  nU t1  (k  n 2 )U t1 n n. U 2 (k  n 2 )  U1 (k  1)n. Bạn nhớ công thức này nhé: với k phần độ giảm điện áp sơ với điện áp tải, n2 là phần giảm hao phí đường dây thì. U 2 (k  n 2 )  U1 (k  1)n. Áp dụng bằng số k  10%, n 2  100  U2/U1 = 9,1 . Chọn A Như vậy theo đề cho ta gọi trong công thức phần in đậm được đỏi kí hiệu là n = k = độ giảm điện áp đường dây so với điện áp còn lại  hiểu rằng đó là điện áp tải a = n2 = độ giảm hao phí đường dây  n =. a. U 2 (k  n 2 )  Như vậy từ công thức khái quát: U1 (k  1)n Chuyển qua phép đặt mới:. U2 (k  a)  U1 (k  1) a. Câu 33: Một học sinh quấn một máy biến áp có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,92U Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 40 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong đó.Bỏ qua mọi hao phí máy biến thế. Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là A. 2000 vòng. B. 3000 vòng. C. 6000 vòng. D. 1500 vòng. Hướng dẫn giải Gọi N1 là số vòng dây cuộn sơ cấp.Khi đó số vòng dây cuộn thuwsb cấp N2 = 2N1 Tổng số vòng dây của máy biến thế là 3N1 Theo bài ra ta có:. N1 U  1,92N1 = 2N1 – 80  N1 = 1000 vòng = 1,92U N 2  80. Do đó Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là 3000 vòng Câu 34: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) cuộn sơ cấp có cùng số vòng dây nhưng cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau. Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp của máy đó là 1,5. Khi đặt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2.Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên của hai máy là bằng nhau. Số vòng dây của cuộn sơ cấp của mỗi máy là 15.

<span class='text_page_counter'>(16)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. A. 200 vòng. B. 100 vòng. C. 150 vòng. D. 250 vòng. Hướng dẫn giải Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp là N, cuộn thứ cấp là N1 và N2 Theo bài ra ta có. N. N1. N U = 1 = 1,5  N1 = 1,5N U 11 N N. U 22 N 2 = = 2  N2 = 2N U N. N2. Để hai tỉ số trên bằng nhau ta phải tăng N1 và giảm N2 Do đó. N1  50 N  50 = 2  N1+50 = N2 – 50 N N.  1,5N + 50 = 2N - 50  N = 200 vòng Câu 35: Một người định cuốn một biến thế từ hiệu điên thế U1 = 110V lên 220V với lõi không phân nhánh, không mất mát năng lượng và các cuộn dây có điện trở rất nhỏ, với số vòng các cuộn ứng với 1,2 vòng/Vôn.Người đó cuốn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại cuốn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với nguồn thứ cấp đo được U2 = 264 V so với cuộn sơ cấp đúng yêu cầu thiết kế, điện áp nguồn là U1 = 110V. Số vòng dây bị cuốn ngược là: A 20. B 11. C. 10. D 22. Hướng dẫn giải Gọi số vòng các cuộn dây của MBA theo đúng yêu cầu là N1 và N2 Ta có. N1 110 1    N2 = 2N1 (1) Với N1 = 110 x1,2 = 132 vòng N 2 220 2. Gọi n là số vòng dây bị cuốn ngược Khi đó ta có:. N1  2n 110 N  2n 110   1  (2) N2 264 2 N1 264. Thay N1 = 132 vòng ta tìm được n = 11 vòng Chú ý: Khi cuộn sơ cấp bị cuốn ngược n vòng thì suất điện động cảm ứn xuất hiện ở các cuộn sơ cấp và thứ cấp lấn lượt là e1 = (N1-n)e0 – ne0 = (N1 – 2n) e0 với e0 suất điện động cảm ứng xuất hiện ở mỗi vòng dây. e2 = N2e0 Do đó. N1  2n e1 E1 U 1 N  2n 110     1  N2 e2 E 2 U 2 N2 264. Câu 36: Một người định quấn một máy hạ áp từ điện áp U1 = 220 (V) xuống U2 =110 (V) với lõi không phân nhánh, xem máy biến áp là lí tưởng, khi máy làm việc thì suất điện động hiệu dụng xuất hiện trên mỗi vòng dây là 1,25 Vôn/vòng.Người đó quấn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại 16.

<span class='text_page_counter'>(17)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. quấn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với điện áp U1 = 220V thì điện áp hai đầu cuộn thứ cấp đo được là 121(V). Số vòng dây bị quấn ngược là: A. 9. B. 8. C. 12. D. 10. Hướng dẫn giải Gọi số vòng các cuộn dây của MBA theo đúng yêu cầu là N1 và N2 Ta có. N1 220   2  N1 = 2N2 (1) Với N1 = 220 /1,25 = 176 vòng N 2 110. Gọi n là số vòng dây bị cuốn ngược Khi đó ta có:. N  2n 110 N1  2n 220 N  2n 220    1  (2)  1 N1 N1 121 N2 121 121 2. 121(N1 – 2n) = 110N1  n = 8 vòng. Chú ý: Khi cuộn sơ cấp bị cuốn ngược n vòng thì suất điện động cảm ứng xuất hiện ở các cuộn sơ cấp và thứ cấp lấn lượt là e1 = (N1-n)e0 – ne0 = (N1 – 2n) e0 với e0 suất điện động cảm ứng xuất hiện ở mỗi vòng dây. e2 = N2e0 Do đó. N1  2n e1 E1 U 1 N  2n 220     1  N2 e2 E 2 U 2 N2 121. Câu 37: Một máy biến áp lý tưởng gồm một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp. Cuộn sơ cấp có n1 = 1320 vòng, điện áp U1 = 220V. Cuộn thứ cấp thứ nhất có U2 = 10V, I2 = 0,5A; Cuộn thứ cấp thứ 2có n 3 = 25 vòng, I3 = 1,2A. Cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp là: A. I1 = 0,035A. B. I1 = 0,045A. C. I1 = 0,023A. D. I1 = 0,055A. Hướng dẫn giải Dòng điện qua cuộn sơ cấp I1 = I12 + I13 I12 U 2 10 1   I12  0,5.  ( A) I 2 U1 220 44 I13 U 3 n3 25 5 5 1      I13  1, 2.  ( A) I 3 U1 n1 1320 264 264 44. I1 = I12 + I13 =. 2 1   0, 045( A) 44 22. Câu 38: Cần tăng hiêụ điên thế ở 2 cực của máy phát điện lên bao nhiêu lần để công suất hao phí giảm 100 lần, coi công suất truyền đến tải tiêu thu không đổi. Biết rằng cos =1 và khi chưa tăng thi độ giảm điện thế trên đường dây = 15% hiệu thế giữa hai cực máy phát. Hướng dẫn giải Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp 17.

<span class='text_page_counter'>(18)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. P1 = P12. R U12. Với P1 = P + P1; P1 = I1.U1. P2 = P22. R U 22. Với P2 = P + P2. Độ giảm điện thế trên đường dây khi chưa tăng điện áp U = I1R = 0,15U1  R =. 0,15U12 P1. P1 P12 U 22 U P  2 2  100  2  10 2 P2 P2 U1 U1 P1 P1 = P + P1 P2 = P + P2 = P + 0,01P1 = P + P1 - 0,99P1 = P1 – 0,99P1 Mặt khác P1 = 0,15P1 vì 0,15U12 P1 R P1 = P12 2  P12  0,15P1 U1 U12. Do đó:. U2 P P  0,99P1 P  0,99.0,15P1  10 2  10 1  10 1  8,515 U1 P1 P1 P1. Vậy U2 = 8,515 U1 Câu 39: Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều từ tram phát điện cách nơi tiêu thu 10km bằng dây dẫn kim loại có điên trở suất  = 2,5.10-8 m, tiết diện 0,4cm2. Hệ số công suất của mạch điện 0,9. Điện áp và công suất ở trạm là 10kV và 500kw.Hiệu suất của của quá trình truyền tải điện là: A. 92,45%. B. 95,38%.. C.92,28%. D. 99,14%. Hướng dẫn giải Gọi ∆P là công suất hao phí trên đường dây Hiệu suất H = ∆P = P2. P  P P  1 P P. P P.2l 5.105 2,5.108 2.104 R     7, 716.102 2 4 8 2 P S(U cos ) 0, 4.10 .10 .0,81 (U cos  ). H = 1- 0,0772 = 0,9228 = 92,28% Câu 40: Một máy phát điện gồm n tổ máy có cùng côn suất P. Điên sx ra được truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất H. Hỏi nếu khi chỉ còn một tổ máy thì hiệu suất H’ bằng bao nhiêu, (tính theo n và H) A. H ' . H n. B. H’ = H. C. H ' . n  H 1 n. Hướng dẫn giải 18. D. H’ = nH.

<span class='text_page_counter'>(19)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Hiệu suất: H = ∆P = n2 P2 H’ =. nP  P P P  1   n(1  H) nP nP P. R (U cos  ) 2. (1). (2). P  P' P' P '  1   1  H ' (3) P P P. ∆P’ = P2. R (4) (U cos  ) 2. Từ (1) và (3) ta có:. P' 1 H' (5)  P n(1  H ). Từ (2) và (4) ta có:. P' 1  P n 2. Từ (5) và (6) ta có:. 1 H' 1 1 H 1 H n  H 1  2  1 H'  H' 1  n(1  H ) n n n n. Đáp số: H '  1 . (6). 1 H n  H 1  n n. Câu 41: Một máy biến áp lí tưởng có hiệu suất bằng 1 được nối vào nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 5V.Biết số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 100vong và 150 vòng.Do cuộn sơ cấp có 10 vòng bị quấn ngược nên điện áp thu được ở cuộn thứ cấp là: A. 7,5V. B. 9,37 V. C. 8,33V. D. 7,78V. Hướng dẫn giải Gọi e0 là suất điện động cảm ứng tức thời xuất hiện ở mỗi vòng dây khi biến áp được nối vào nguồn điện xoay chiều Suất điện đông tức thời xuất hiện ở cuộn sơ cấp và thứ cấp là e1 = (N1 – 10)e0 – 10e0 = 80e0 e2 = N2e0 = 150e0 . e1 E1 80 E U 80 150.5    1  1   U2   9,375V e2 E 2 150 E 2 U 2 150 80. Câu 42: Một học sinh quấn một máy biến áp có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,92U Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 40 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong đó. Bỏ qua mọi hao phí máy biến thế. Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là A. 2000 vòng. B. 3000 vòng. C. 6000 vòng. Hướng dẫn giải Gọi N1 là số vòng dây cuộn sơ cấp 19. D. 1500 vòng..

<span class='text_page_counter'>(20)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Khi đó số vòng dây cuộn thuwsb cấp N2 = 2N1 Tổng số vòng dây của máy biến thế là 3N1 Theo bài ra ta có:. N1 U  1,92N1 = 2N1 – 80  N1 = 1000 vòng = 1,92U N 2  80. Do đó Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến thế này là 3000 vòng Câu 43: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) cuộn sơ cấp có cùng số vòng dây nhưng cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau. Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp của máy đó là 1,5. Khi đặt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2.Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên của hai máy là bằng nhau. Số vòng dây của cuộn sơ cấp của mỗi máy là A. 200 vòng. B. 100 vòng. C. 150 vòng. D. 250 vòng. Hướng dẫn giải Gọi số vòng dây cuộn sơ cấp là N, cuộn thứ cấp là N1 và N2 Theo bài ra ta có. N U = 1 = 1,5  N1 = 1,5N U 11 N. U 22 N 2 = = 2  N2 = 2N U N Để hai tỉ số trên bằng nhau ta phải tăng N1 và giảm N2 Do đó. N1. N. N2. N. N1  50 N  50  N1+50 = N2 – 50 = 2 N N.  1,5N + 50 = 2N - 50  N = 200 vòng. Câu 44: Bằng đương dây truyền tải 1 pha điện năng từ 1 nhà may phát điện dc truyền đen nơi tieu thụ la 1 khu chung cư .ng ta thấy nếu tawnghdt nơi phát từ U lên 2U thì số hộ dân có đủ điện để thiêu thụ tăng từ 80 lên 95 hộ biết chỉ có hao phí trên đường truyền là dáng kể các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau.nếu thay thế sợi dây trên = sợi siêu dẫn để tải điện thì số hộ dân co đủ điện tiêu thụ là bao nhiêu.công suất nơi phát ko đổi A.100. B.110. C.160. D.175. Hướng dẫn giải Gọi công suất điện của nhà máy là P, công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là P 0.; điện trở đường dây tải là R và n là số hộ dân được cung cấp điện khi dùng dây siêu dẫn Công suất hao phí trên đường dây: P = P2 R/U2 Theo bài ra ta có P = 80P0 + P2R/U2 (1) P = 95P0 + P2R/4U2 (2) 20.

<span class='text_page_counter'>(21)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. P = nP0 (3) Nhân (2) với 4 trừ đi (1). 3P = 300P0. (4).  P = 100P0  n = 100 Câu 45: Người ta truyền tải điện năng đến một nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha có điện trở R. Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây là U = 220 V thì hiệu suất truyền tải điện năng là 60%. Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90% mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ vẫn không thay đổi thì điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây bằng bao nhiêu? A. 359,26 V. B. 330 V. C. 134,72 V. D.146,67 V. Hướng dẫn giải Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây Công suất hao phí trên đường dây P1 = (P +P1)2. P1 ( P  P1 ) 2 U 22 R 2 R  . (*). P = (P +P ) . (**) = (1) 2 2 P2 ( P  P2 ) 2 U 12 U 12 U 22. H1 =. 1  H1 2 P 1 -1) = P = P (***)  P1 = P( H1 3 P  P1 H1. H2 =. 1 H2 1 P 1 -1) = P = P (****)  P2 = P( H2 9 P  P2 H2. Từ (***) và (****) . ( P  P2 ) H 1 2 = = (2) và ( P  P1 ) H 2 3. P1 ( P  P2 ) 2 U 22 2 2 = = 6.( )2  U2 = 2 2 P2 ( P  P1 ) 3 3 U1. 6 U1 =. P1 = 6 (3) P2 2 3. 6 .220 = 359,26 V. Câu 46: Trong một giờ thực hành một học sinh muốn một quạt điện loại 180 V - 120W hoạt động bình thường dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt một biến trở. Ban đầu học sinh đó để biến trở có giá trị 70  thì đo thấy cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 0,75A và công suất của quạt điện đạt 92,8%. Muốn quạt hoạt động bình thường thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào? A. giảm đi 20 . B. tăng thêm 12 . C. giảm đi 12 . D. tăng thêm 20 . Hướng dẫn giải Gọi R0 , ZL , ZC là điện trở thuần, cảm kháng và dung kháng của quạt điện. Công suấ định mức của quạt P = 120W ; dòng điện định mức của quạt I. Gọi R2 là giá trị của biến trở khi quạt hoạt động bình thường khi điện áp U = 220V Khi biến trở có giá tri R1 = 70 thì I1 = 0,75A, P1 = 0,928P = 111,36W P1 = I12R0 (1)  R0 = P1/I12  198 (2) I1 =. U U   Z1 ( R0  R1 ) 2  ( Z L  Z C ) 2. 220 268 2  ( Z L  Z C ) 2 21.

<span class='text_page_counter'>(22)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Suy ra (ZL – ZC )2 = (220/0,75)2 – 2682   ZL – ZC   119 (3) Ta có P = I2R0 (4) Với I =. P=. U U  (5) 2 Z ( R0  R2 )  ( Z L  Z C ) 2. U 2 R0  R0 + R2  256  R2  58 ( R0  R2 ) 2  ( Z L  Z C ) 2. R2 < R1  ∆R = R2 – R1 = - 12 Câu 47: Bằng đường dây truyền tải một pha, điện năng từ một nhà máy phát điện nhỏ được đưa đến mộtkhu tái định cư. Các kỹ sư tính toán được rằng: nếu tăng điện áp truyền đi từ U lên 2U thì số hộ dân đượcnhà máy cung cấp đủ điện năng tăng từ 36 lên 144. Biết rằng chỉ có hao phí trên đường dây là đáng kể;các hộ dân tiêu thụ điện năng như nhau. Điện áp truyền đi là 3U, nhà máy này cung cấp đủ điện năng cho A. 164 hộ dân. B. 324 hộ dân. C. 252 hộ dân.. D. 180 hộ dân. Hướng dẫn giải Gọi công suất điện của nhà máy là P, công suất tiêu thụ của mỗi hộ dân là P0; điện trở đường dây tải là R và n là số hộ dân được cung cấp điện khi điện áp truyền đi là 3U Công suất hao phí trên đường dây: P = P2 R/U2 Theo bài ra ta có P = 36P0 + P2R/U2 (1) P = 144P0 + P2R/4U2 (2) P = nP0 + P2R/9U2 (3) Nhân (2) với 4 trừ đi (1). 3P = 540P0. (4). Nhân (3) với 9 trừ đi (1). 8P = (9n – 36)P0. (5). Từ (4) và (5) ta có n = 164. Câu 48: Một máy biến thế lõi đối xứng gồm ba nhánh có tiết diện bằng nhau, hai nhánh được cuốn hai cuộn dây. Khi mắc một hiệu điện thế xoay chiều vào một cuộn thì các đường sức do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho hai nhánh còn lại. Khi mắc cuộn 1 vào một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 240V thì cuộn 2 để hở có hiệu điện thế U2. Hỏi khi mắc vào cuộn 2 một hiệu điện thế U2 thì ở cuộn 1 để hở có hiệu điện thế bao nhiêu? Biết rằng điện trở của các cuộn dây không đáng kể. A. 60V. B. 30V. C. 40V Hướng dẫn giải. Gọi N1 và N2 là số vòng dây của cuộn 1 và cuộn 2 22. D. 120V.

<span class='text_page_counter'>(23)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông.  là độ biến thiên từ thông qua mỗi vòng t. dây cuộn sơ cấp  ' 1  là độ biến thiên từ thông qua mỗi  t 2 t. U2. U1. vòng dây cuộn thứ cấp Khi cuộn 1 là cuộn sơ cấp: e1 = N1. .   ' 1  và e2 = N2  N2 t t 2 t. e2 E1 N U   2 1  1 (1) e2 E 2 N2 U2. Khi cuộn 2 là cuộn sơ cấp: e' 2 = N2. .   ' 1  và e'1 = N1  N2 t t 2 t. e '2 E '1 N U' U   2 2  2  2 (2) e '2 E '2 N1 U '1 U '1. Nhân 2 vế (1) và (2) Ta được U’1 = U1/4 = 60V. Chọn đáp án A Câu 49: điên năng tiêu thụ ở 1 trạm phát điện được truyền dướ điện áp hiệu dụng là 2kV.công suất 200kw.hiệu số chỉ của công to điện nơi phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch 480 kW.h.hiệu suất của quá trinh tải điện là: A. 94,24%. B.76%. C.90%. D.41,67%. Hướng dẫn giải Công suất hao phí: P =. 480kW .h = 20 kW 24.h. Hiệu suất của quá trình tải điện: H =. P  P 200  20 = = 0,90 = 90% P 200. Câu 50: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, ở cuối nguồn không dùng máy hạ thế. Cần phải tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây 100 lần nhưng vẫn đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận được là không đổi. Biết điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i và ban đầu độ giảm điện áp trên đường dây bằng 10% điện áp của tải tiêu thụ A. 9,1 lần.. B. 10 lần.. C. 10 lần.. Hướng dẫn giải Gọi P là công suất nơi tiêu thu, R điện trở đường dây Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp và khi tăng điện áp P1 = P12. R U12. Với P1 = P + P1 ; P1 = I1.U1. 23. D. 9,78 lần..

<span class='text_page_counter'>(24)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. P2 = P22. R U 22. Với P2 = P + P2. Độ giảm điện áp trên đường dây khi chưa tăng điện áp U = 0,1(U1-U)  1,1 U = 0,1U1 U = I1R =. U U1 U2 R = 1 = 1 11 11I 1 11P1. P1 P12 U 22 U P  2 2  100  2  10 2 P2 P2 U1 U1 P1 P1 = P + P1 P2 = P + P2 = P + 0,01P1 = P + P1 - 0,99P1 = P1 – 0,99P1. U 12 11P P R Mặt khác P1 = P12 2 = P12 21  1 11 U1 U1 P U P  0,99P1 Do đó: 2  10 2  10 1  10 U1 P1 P1. P1  0,99. P1. P1 11  9,1. Vậy U2 = 9,1 U1 Câu 51: Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp gấp 10 lần cuộn thứ cấp. Hai đầu cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 220V. Điện trở của cuộn sơ cấp là r1  0 và cuộn thứ cấp r2  2Ω. Mạch từ khép kín; bỏ qua hao phí do dòng Fuco và bức xạ. Khi hai đầu cuộn thứ cấp mắc với điện trở R = 20Ω thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp bằng bao nhiêu? A. 18V. B. 22V. C. 20V. D. 24V. Hướng dẫn giải Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở: U2 = U1/10 = 22V =E2 Cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp khi nối với điên trở R: I2 = E2/(R +r2) = 1A Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp U’2 = I2R = 20V Câu 52: Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp bằng 10 lần số vòng cuộn thứ cấp.Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vàonguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng là U1=220V. Điện trở cuộn sơ cấp là r1=0  và cuộn thứ cấp là r2=2  .Nếu nối mạch thứ cấp với điện trở R=20  thì hiệu suất của máy biến thế là: A. H = 0,87. B. H = 0,97. C. H = 0,91 Hướng dẫn giải. Hiệu suất của máy biến thế chính là hiệu suất của nguồn điện E2 H=. PR U 2' 20    0,90909  0,91 . PE E 2 22 24. D. H = 0,81.

<span class='text_page_counter'>(25)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông. Câu 53: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp cưa một máy biến áp lí tượng một điện áp xoay chiều có giá trị không đổi thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là 100V.Ở cuộn sơ cấp ,khi ta giảm bớt đo n vòng dây thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là U;nếu tăng n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mạch thứ cấp khi để hở là U/2.Gía trị của U là: A. 150V.. B. 200V. C. 100V. D. 50V. Hướng dẫn giải Gọi điên áp hiệu dụng đặt vào cuộn sơ cấp là U1, số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là N1 và N2 Ta có:. U1 N  1 (1) 1`00 N 2. U 1 N1  n  (2) U N2. 2U 1 N1  n  (3) U N2. ấy (1) : (2) . U N1  100 N1  n. (4). ấy (1) : (3) . U N1  200 N1  n. (5). ấy (4) : (5) . 200 N1  n   N1  n  2N1  2  N1  3n 1`00 N1  n. Từ (4)  U = 100. N1  150 (V) N1  n. Câu 54: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây đi 100 lần. Giả thiết công suất nơi tiêu thụ nhận được không đổi, điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i. Biết ban đầu độ giảm điện thế trên đường dây bằng 15% điện áp của tải tiêu thụ. Hướng dẫn giải: Đặt U, U1 , ΔU, I1 , ΔP1 là điện áp nguồn, điện áp ở tải tiêu thụ, độ giảm điện áp trên đường dây, dòng điện hiệu dụng và công suất hao phí trên đường dây lúc đầu. U' , U2 , ΔU' , I2 , ΔP2 là điện áp nguồn, điện áp ở tải tiêu thụ, độ giảm điện áp trên đường dây, dòng. điện hiệu dụng và công suất hao phí trên đường dây lúc sau. 2. P2  I 2  1 I 1 U ' 1      2    Ta có: P1  I1  100 I1 10 U 10. Theo đề ra: ΔU = 0,15.U1  U ' . 0,15U1 10. (1). Vì u và i cùng pha và công suất nơi tiêu thụ nhận được không đổi nên:. U1.I1 = U 2 .I2 . U2 I = 1 = 10  U2 = 10U1 (2) U1 I2 25.

<span class='text_page_counter'>(26)</span> Chuyên đề Máy biến áp – Thạc sĩ Trần Trung Đông.  U = U1 + ΔU = (0,15 + 1).U1  Từ (1) và (2)   0,15.U1 0,15 U' = U 2 + ΔU' = 10.U1 + = (10 + ).U1  10 10 . 0,15 10+ U' 10 = 8,7 Do đó: = U 0,15+1. 26.

<span class='text_page_counter'>(27)</span>