Cuộn nối với nguồn điện xoay chiều được gọi là cuộn sơ cấp có N1 vòng dây.. Cuộn nối với tải tiêu thụ điện năng được gọi là cuộn thứ cấp có N2 vòng dây N1 ≠ N2.. Dòng điện xoay chiều chạ
Trang 1VIDEO BÀI GIẢNG và LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC BÀI TẬP chỉ có tại website MOON.VN
1 Định nghĩa:
- Là thiết bị điện thông dụng làm việc dựa theo nguyên
lý cảm ứng điện từ, có tác dụng biến đổi biên độ của
điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của
điện áp
2 Cấu tạo:
- Lõi: gồm nhiều lá thép mỏng ghép sát nhau để tránh
dòng Fuco và tăng từ thông
- Hai cuộn dây có điện trở nhỏ quấn trên lõi kim loại
Cuộn nối với nguồn điện xoay chiều được gọi là cuộn sơ
cấp có N1 vòng dây Cuộn nối với tải tiêu thụ điện năng
được gọi là cuộn thứ cấp có N2 vòng dây (N1 ≠ N2)
Dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp tạo ra từ trường biến thiên, từ trường đó sẽ khép kín
trong mạch từ, truyền qua cuộn thứ cấp gây ra suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp
3 Các công thức máy biến áp:
- Khi điện trở các cuộn dây không đáng kể (u1 = e1, u2 = e2) ta có: 1 1
U = N +) Nếu N2 > N1 thì U2 > U1 : máy tăng áp
+) Nếu N2 < N1 thì U2 < U1 : máy hạ áp
- Hiệu suất hoạt động của MBA: 2 2 2 2
P U I cos
P U I cos
ϕ
- Với MBA lý tưởng, do hao phí điện năng trong máy biến áp không đáng kể nên công suất tiêu thụ điện
năng ở cuộn sơ cấp sẽ bằng công suất phát điện ở cuộn thứ cấp: 1 2 1
U = I = N
Ví dụ 1: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp
hiệu dụng 220 V Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484 V Bỏ qua mọi hao phí của
máy biến {p Số vòng dây của cuộn thứ cấp là
Lời giải:
2
U N 220 1000
N 2200
U = N 484= N = vòng Chọn D.
Ví dụ 2: Một máy biến áp cuộn sơ cấp gồm 1100 vòng mắc vào mạng điện xoay chiều 220 V và cuộn thứ
cấp để lấy ra điện áp 15 V Nếu ở cuộn thứ cấp có 15 vòng dây bị quấn ngược thì tổng số vòng dây của
cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
Lời giải:
2
N 105
U = N 2n 1 = N 30 =
Tài Liệu bài giảng (Pro S.A.T)
MÁY BIẾN ÁP Thầy Đặng Việt Hùng – www.facebook.com/Lyhung95
Trang 2Ví dụ 3: 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 Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai
đầu để hở của cuộn này bằng
Lời giải:
Cuộn sơ cấp có U1, N1 không đổi Áp dụng công thức MBA trong các trường hợp của cuộn thứ cấp sau:
2 2
N 100
100 V & N :
U = N (1)
2
U
U & N n :
−
− = (2)
2
2U 2U & N n :
+
2
N 3n 2
N 3n 2
U & N 3n :
+ +
+
Chia vế với vế của (3) cho (2), được N2 = 3n A
Chia vế với vế của (4) cho (1), được N 2 3n 2
2
(b)
Thay A vào (b), được 2 2
2
N 3n 2
+
+
Ví dụ 4: Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng
dây của cuộn thứ cấp 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, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp
xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và
cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,43 Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số
điện áp bằng 0,45 Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp Để được máy biến áp đúng như dự định, học
sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp
A 40 vòng dây B 84 vòng dây C 100 vòng dây D 60 vòng dây
Lời giải:
Cuộn sơ cấp có U1 & N1
Dự kiến: N2 = 0,5.N1 U2 = 0,5.U1
Thực tế 1: N2 = N1
n
Thực tế 2: N2 = N1
n 24
Giải hệ (1) và (2), được: N2 = 1200 vòng, n = 1200.0,07 = 84 vòng
Phải tiếp tục quấn thêm 60 vòng Chọn D.
Ví dụ 5: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây, cuộn thứ cấp gồm 600 vòng dây
Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 160 V Nối cuộn thứ cấp với tải thuần
trở R = 25 Ω Cường độ dòng điện hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là
Lời giải:
Ta có 2 2
2
U = N =2400 =
Cuộn thứ cấp được nối với tải, theo định luật Ohm: I2 = U2/R = 40/25 = 1,6 A
Trang 3Do máy biến áp là lí tưởng nên: 2 1 2
I I 1, 6 0, 4 A
N = I = N =2400 = Chọn A.
Ví dụ 6: Một máy biến áp có công suất ở cuộn sơ cấp là 2000 W Hiệu suất của biến áp bằng 90% Điện áp
hiệu dụng ở mạch thứ cấp là 50 V Giả sử hệ số công suất của mạch thứ cấp bằng 0,85 thì cường độ dòng
điện trong mạch thứ cấp xấp xỉ bằng
A 2,44 A B 4,24 A C 24,4 A D 42,4 A
Lời giải:
2
1
P
P
= = = 2000.0,9 = 1800 W
P2 = U2I2cosφ2 2
2
U cos 50.0,85
Ví dụ 7: Cho một máy biến áp có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 100 vòng, cuộn thứ cấp có 200 vòng
Mạch sơ cấp lí tưởng, đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V và tần số
50 Hz Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn dây có điện trở 50 Ω, độ tự cảm 0,5
π (H) Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch sơ cấp nhận giá trị:
Lời giải:
+ 2
2
1
Ví dụ 8: Máy biến thế mà cuộn sơ cấp có 1100 vòng dây và cuộn thứ cấp có 2200 vòng Nối 2 đầu của
cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều 40 V – 50 Hz Cuộn sơ cấp có điện trở thuần 3 Ω và cảm kháng 4 Ω
Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở là
Lời giải:
Ta nhận thấy: L L
R
U = R =3 =4
2
2
3
4
Chọn C
Thầy Đặng Việt Hùng – Moon.vn