Bài toán biến áp lõi hai nhánh có điện trở ở cả hai cuộn sơ cấp và thứ cấp: * Bài toán: Một máy biến áp có lõi hai nhánh, tỉ số số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấ[r]
Trang 1MÁY BIẾN ÁP CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN
Ở CUỘN SƠ CẤP VÀ CUỘN THỨ CẤP
I Kiến thức cần nhớ:
+ Biến áp (biến thế) hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều thì trong mạch sơ cấp có một dòng điện xoay chiều, gây ra từ trường biến thiên Từ trường biến thiên được coi khép kín trong lõi của biến áp và gửi tới cuộn thứ cấp
+ Với biến áp có lõi hai nhánh thì từ thông gửi qua mỗi vòng dây của hai cuộn sơ cấp và thứ cấp là như nhau
+ Cuộn sơ cấp khi đặt điện áp xoay chiều vào, sẽ trở thành máy thu điện, suất điện động cảm ứng e1 ở cuộn này đóng vai trò suất phản điện Cuộn thứ cấp khi đó đóng vai trò là nguồn phát với suất điện động cảm ứng e2
+ Ta áp dụng định luật Ôm cho các giá trị tức thời:
- Đoạn mạch chứa nguồn: u e ir e u ir
- Đoạn mạch chứa máy thu: u e ir e u ir
+ Công suất tức thời của hai nguồn cảm ứng (sơ cấp và thứ cấp) là như nhau: e i1 1 e i2 2
II Bài toán biến áp lõi hai nhánh có điện trở ở cả hai cuộn sơ cấp và thứ cấp:
* Bài toán:
Một máy biến áp có lõi hai nhánh, tỉ số số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 1
2
N
k
N Điện trở của cuộn sơ cấp là r1, của cuộn thứ cấp là r2; hai đầu cuộn thứ cấp mắc với tải là điện trở thuần R Xem mạch từ là khép kín và hao phí do dòng Fucô không đáng kể Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U2
1 Xác định điện áp hiệu dụng U2 ở hai đầu cuộn thứ cấp (hai đầu điện trở tải R)
2 Tính hiệu suất của máy biến áp
* Lời giải:
1 Khi mạch từ khép kín thì từ thông ở hai nhánh của lõi là như nhau, do đó từ thông qua mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây của cuộn đó Gọi là từ thông gửi qua một vòng dây của mỗi cuộn, suất điện động tức thời trên cuộn sơ cấp và thứ cấp là:
1
Công suất tức thời của hai nguồn cảm ứng
là như nhau:
e i e i k 2
Ở cuộn sơ cấp, e1 đóng vai trò suất phản
điện của máy thu điện:
e u i r 3
Ở cuộn thư cấp, e2 đóng vai trò suất điện
động của nguồn điện:
e u i r 4
Thay vào (2), ta được: u1i r = k u1 1 2i r2 2
Với 2
1
i
i
k
2
u i R
Suy ra:
2
.u u u
Trang 2Do u2 luôn tỉ lệ với u1 nên ta có thể thay giá trị tức thời bởi giá trị hiệu dụng:
2 Hiệu suất của biến áp:
Có: 2 2 2
H
Mà
2
2
U k R r r
và 12
i
k
i
Suy ra:
* Áp dụng: k = 10; r1 = 4Ω; r2 = 1Ω; R = 10Ω
2 1
2
2
1
10 k
Các em học sinh thân mến!
Trên đây là lời giải cho bài toán biến áp lõi hai nhánh, các cuộn sơ cấp và thứ cấp đều có điện trở thuần và tải tiêu thụ mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp là điện trở thuần R
Để làm trắc nghiệm (nếu gặp phải), các em cố gắng nhớ hai công thức cuối được đóng khung, thay số cho nhanh!!! Các em có thể giải lại bài toán trong trường hợp biến áp có lõi
ba nhánh đối xứng
Mong nhận được ý kiến trao đổi của các em về nội dung bài toán này!
Chúc các em thành công!
Thân ái!
Hoàng Ngọc Quang – Trường THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành, Yên Bái
kR.U U
2
2
1
H
r
k