Đặng Việt Hùng Bài giảng Dòng điện xoay chiều
Mobile : 0985074831
Bài giảng:
Bài giảng:Bài giảng:
Bài giảng: Máy biến áp
Máy biến áp Máy biến áp
Máy biến áp S
S S
Sự truyền tải điện năng
ự truyền tải điện năngự truyền tải điện năng
ự truyền tải điện năng I. MY BIN P
1) Khỏi nim
- L nhng thit b cú kh nng bin i in ỏp (xoay chiu) v khụng lm thay i tn s ca nú.
2) Cu to v nguyờn tc hot ng
a) Cu to

(Hỡnh 1)
- Gm cú hai cun dõy : cun s cp cú N
1
vũng v cun th cp cú N
2

vũng. Lừi bin ỏp gm nhiu lỏ st mng ghộp cỏch in vi nhau
trỏnh dũng Fu-cụ v tng cng t thụng qua mch.
- S vũng dõy hai cun phi khỏc nhau, tu thuc nhim v ca mỏy m

- Trong cun th cp xut hin sut in ng cm ng e
2
cú biu thc
( )
2 2 o
d
e N sin t
dt

= =

T ú ta thy nguyờn tc hot ng ca mỏy bin ỏp da vo hin tng cm ng in t.
3) Kho sỏt mỏy bin ỏp
Gi N
1
. N
2
l s vũng ca cun s cp v th cp.
Gi U
1
, U
2
l hiu in th 2 u cun s cp v th cp.
Gi I
1
, I
2
l cng hiu dng ca dũng in 2 u cun s cp v th cp.
Trong khong thi gian t vụ cựng nh t thụng bin thiờn gõy ra trong mi vũng dõy ca c hai cun sut in ng
bng

Su

t

i

n

ng trờn cu

n th

c

p: e
2
= N
2
e
o

Suy ra, t

s



i

n ỏp 2

s

e
2
/e
1
khụng

i theo th

i gian nờn ta cú th

thay b

ng giỏ tr

hi

u d

ng ta

c
2 2
1 1
E N
E N
=
,
(1)

p h

nờn U
2
= E
2
,
(2)

T


(1)
v
(2)
ta

c
2 2
1 1
N U
N U
=
, (*)
N

u N
2
> N
1

mỏy bi

n ỏp r

t nh

, coi nh

cụng su

t

2

u cu

n th

c

p v s

c

p nh

nhau.
1 2
1 2 1 1 2 2
2 1

c (*) luôn
đượ
c áp d
ụ
ng cho máy bi
ế
n áp còn công th
ứ
c (**) ch
ỉ

đượ
c áp d
ụ
ng khi hao phí không
đ
áng k
ể

ho
ặ
c hai
đầ
u cu
ộ
n th
ứ
c
ấ
p

n dài hàng tr
ă
m km.

Công su
ấ
t c
ầ
n truy
ề
n t
ả
i
đ
i
ệ
n n
ă
ng
P = UIcosφ
,
(1)

Trong
đ
ó P là công su
ấ
t c
ầ
n truy

cos
φ
là h
ệ
s
ố
công su
ấ
t.
Đặ
t
∆
P = I
2
R là công su
ấ
t hao phí, t
ừ

(1)
suy ra

( )
2
2
2
2
P P P R
I P I R= R
Ucosφ Ucosφ

l
nên
để
gi
ả
m R thì c
ầ
n ph
ả
i t
ă
ng ti
ế
t di
ệ
n S c
ủ
a dây d
ẫ
n. Ph
ươ
ng án này không kh
ả
thi do t
ố
n kém kinh t
ế
.
♦ Phương án 2 : T
ă

đườ
ng dây s
ẽ

đượ
c
h
ạ
n ch
ế
. Ph
ươ
ng án này kh
ả
thi h
ơ
n vì không t
ố
n kém, và th
ườ
ng
đượ
c s
ử
d
ụ
ng trong th
ự
c t
ế

ấ
t c
ủ
a dây d
ẫ
n,
ℓ
là chi
ề
u dài dây, S là
ti
ế
t di
ệ
n c
ủ
a dây d
ẫ
n.
- Công su
ấ
t t
ỏ
a nhi
ệ
t c
ũ
ng chính là công su
ấ
t hao phí trên

− ∆ ∆
= = = −

- Sơ đồ truyền tải điện năng từ A đến B : Tại A sử dụng máy tăng áp để tăng điện áp cần truyền đi. Đến B sử dụng
máy hạ áp để làm giảm điện áp xuống phù hợp với nơi cần sử dụng (thường là 220V). khi đóđộ giảm điện áp :
∆
U =
IR = U
2A
– U
1B
, với U
2A
là điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp của máy tăng áp tại A, còn U
1B
là điện áp ở đầu vào cuộn
sơ cấp của máy biến áp tại B.
- Quãng đường truyền tải điện năng đi xa so với nguồn một khoảng là d thì chiều dài dây là ℓ = 2d.
III. CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH
Ví dụ 1: (Trích Đề thi Tuyển sinh Đại học 2010)
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
A. 100 V. B. 200 V. C. 220 V. D. 110 V.
Hướng dẫn giải:
Gọi U
1
, N
1

2
2 1
1
2
2
2
2
2 1
1
N n
U U U
N
N n
1
N 3n
N n
N n 2
U U 2U
N
−

= =

−

→ = ←→ =

+
+


u cu
ộ
n th
ứ
c
ấ
p là 200 V.
Ví dụ 2: Một máy biến áp có tỉ số vòng dây
=
1
2
N
5
N
, hi
ệ
u su
ấ
t 96
%
%%
%
nh
ậ
n m
ộ
t công su
ấ
t 10 kW
ở

ứ
c
ấ
p là 0,8. Tính giá tr
ị
c
ườ
ng
độ
dòng
đ
i
ệ
n
ch
ạ
y trong cu
ộ
n th
ứ
c
ấ
p.
Hướng dẫn giải :
G
ọ
i P
1
là công su
ấ

0,96 P 0,96P 0,96.10 9,6 kW 9600W.
P
= → = = = =

Do v
ớ
i máy bi
ế
n áp ta luôn có
1 1 1
2
2 2
N U U
1000
5 U 200V.
N U 5 5
= = → = = =

T
ừ

đ
ó
2
2 2 2 2
2
P
9600
P U I cosφ I 60A.
U cosφ 200.0,8

đ
i
ệ
n
th
ế
cu
ộ
n th
ứ
c
ấ
p máy t
ă
ng th
ế
là U = 100 kV,
độ
gi
ả
m th
ế
trên
đườ
ng dây không quá 1% U.
Đ
i
ệ
n tr
ở

U IR U 1kV 1000V R
100 I
∆ = ≤ = = → ≤
Mà
6
3
P 5.10 1000
ρ
P UI I 50A R 20
ρ
20 S
U 100.10 50 S 20
= → = = = → ≤ = Ω ⇔ ≤ ⇔ ≥
l l

Thay s
ố
ta
đượ
c
8
6 2 2 2
1,7.10 .10000
S 8,5.10 m 8,5mm S 8,5mm
20
−
−
≥ = = → ≥
Ví d
ụ

u d
ụ
ng 50 kV
đ
i
xa. M
ạ
ch
đ
i
ệ
n có h
ệ
s
ố
công su
ấ
t cos
φ
= 0,8. Mu
ố
n cho t
ỷ
l
ệ
n
ă
ng l
ượ
ng m

2
2
2
P P R
P R
Ucosφ
Ucosφ
 
∆ = =
 
 

Theo bài thì
( )
( )
2
2
2
0,1. Ucosφ
P R
P 10%P P 0,1P 0,1P R
P
Ucosφ
∆ ≤ ⇔ ∆ ≤ ⇔ ≤ ⇔ ≤
Thay số ta được
( )
2
3
3
0,1. 50.10 .0,8