Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
- GV: Thu Huyền
Bài7- Một số vấn đề chung về máy biến áp
(Bài gồm 2 tiết: tiết 16,17)
Ngày soạn: 15/10/2008
C
hơng2.Máy biến áp
a/ Mục tiêu bài học:
1. kiến thức:
- Nắm đợc khái niệm chung về máy biến áp.
- Hiểu đợc công dụng,cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA.
2. Kĩ năng:
- Làm đợc một số loại bài tập về MBA.
- Đọc đợc các số liệu định mức của MBA và biết phân loại MBA
3. Thái độ:
- HS liên hệ thực tế để thấy đợc vai trò của MBA đối với truyền tải và phân phối điện
năng.
B/ Chuẩn bị bài giảng:
- Nghiên cứu bài 7-SGK .
- Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến bài giảng.
- Vật mẫu: Lá thép kỹ thuật điện(lõi thép)
c/ Tiến trình bài dạy:
Tiết 16 - kháI niệm chung về máy biến áp
1/ổn định lớp:
Kiểm tra sĩ số lớp học
2/Kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi: Trình bày cách sử dụng vạn năng kế để đo điện trở?
3/Đặt vấn đề vào bài mới:
Trong cuộc sống sinh hoạt cũng nh sản xuất,chúng ta rất hay gặp MBA.Vậy MBA
có công dụng gì? Có những loại MBA nào? Cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA ra
sao?Chúng ta hãy nghiên cứu bài 7.

- Khoảng cách càng xa càng cần điện áp
cao.Hiện nay,đẻ truyền tải điện năng
công suất lớn đi xa,ngời ta phải dùng hệ
thống đờng dây tải điện có điện áp cao:
35; 110; 220 ; 400; 500KV.Song thực tế
máy phát chỉ có khả năng phát điện từ 3
đến 21 KV.
Vì vậy phải có MBA tăng áp ở đầu đ-
ờng dây truyền tải.
*Phải có MBA hạ áp ở cuối đờng dây
vì: Các hộ tiêu thụ thờng yêu cầu điện
áp thấp từ 0,2 đến 0,6KV).
điện năng:
Chú dẫn:
1.Máy phát điện.
2.MBA tăng áp.
3.Đờng dây truyền tải.
4.MBA hạ.
5.Các hộ tiêu thụ.
- Máy biến áp còn đợc dùng trong công
nghiệp(nh hàn điện...),trong đời sống gia
đình,trong kĩ thuật điện tử(ghép nối tín hiệu
giữa các tầng khuếch đại trong các bộ
lọc,làm nguồn cho các thiết bị điện,điện tử
nh biến áp loa,biến áp trung tần...)
Hoạt động 2: (8phút) Tìm hiểu về định nghĩa máy biến áp.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV nêu định nghĩa MBA và vẽ kí hiệu
sơ đồ của MBA lên bảng.
*GV hỏi:


2
U
1
hoặc
U
2
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
- GV: Thu Huyền
Hoạt động 3: (7phút) Tìm hiểu các số liệu định mức của MBA.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV diễn giải:
Các số liệu định mức của MBA quy
định điều kiện kỹ thuật của MBA,do
nhà máy chế tạo quy định thờng ghi
trên nhãn hiệu của MBA nh:Công suất
định mức,điện áp sơ cấp định mức,dòng
điện sơ cấp định mức,dòng điện thứ cấp
định mức,tần số định mức.
*GV cần lu ý với HS rằng: MBA khi
làm việc không đợc vợt quá các trị số
định mức ghi trên nhã máy biến áp.
3/ Các số liệu định mức của MBA:
a)Dung lợng hay công suất đinh mức S
đm
:
Là công suất toàn phần(hay biểu kiến)của
MBA.Đơn vị: Vôn-Ampe(VA) hoặc
kilôvôn-ampe (KV).
b)Điện áp sơ cấp định mức U

*GVđa ra cách phân loại MBA.Ngời ta
thờng phân loại theo công dụng.
4.Phân loại máy biến áp:
- Máy biến áp điện lực: Dùng trong truyền tải
và phân phối điện năng.
- Máy biến áp tự ngẫu: Biến đổi điện áp trong
phạm vi không lớn và dùng để mở máy những
động cơ điện xoay chiều.
- Máy biến áp công suất nhỏ:Dùng cho các
thiết bị đóng cắt,các thiết bị điện tử và trong
gia đình.
- Máy biến áp chuyên dùng:Dùng cho các lò
luyện kim, các thiết bị chỉnh lu, điện phân,
MBA hàn điện.
- Máy biến áp đo lờng:Dùng giảm điện áp và
dòng điện khi đa vào các đồng hồ đo điện.
- Máy biến áp thí nghiệm:Dùng để thí nghiệm
các điện áp cao.
5/Củng cố và hớng dẫn về nhà:
- GV tổng hợp bài theo đề mục.
- Yêu cầu HS tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA.
3
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
- GV: Thu Huyền
N
2
U
1
U
2

máy biến áp.
1.Cấu tạo Máy biến áp.
Gồm 3 bộ phận chính:
- Lõi thép: tạo thành mạch từ khép kín
- Bộ phận dẫn điện : gồm các cuộn dây
quấn sơ cấp và thứ cấp.
- Vỏ máy : Để bảo vệ và làm mát cho máy
biến áp.
a)Lõi thép.
- Công dụng: dùng làm mạch từ, đồng thời
làm khung quấn dây.
- Hình dáng lõi thép: thờng đợc chia làm 2
loại: kiểu bọc(dây quấn đợc lồng trên trụ
giữa), kiểu lõi (dây quấn đợc lồng trên 2
trụ).
Lõi thép đợc ghép bằng những lá thép KTĐ
dày khoảng 0,3.. 0,5mm là thép hợp kim có
thành phần silíc,bên ngoài có sơn phủ êmay
cách điện.
b)Dây quấn máy biến áp.
-Thờng làm bằng đồng đợc tráng men hoặc
bọc cách điện bằng vải mềm có độ bền cơ
học cao,khó đứt,dẫn điện tốt.
Dây điện có hai cuộn: cuộn sơ cấp và cuộn
thứ cấp: dây quấn nối với nguồn là cuộn sơ
cấp,dây quấn nối với tải là cuộn thứ cấp.
c)Vỏ máy.
Thờng làm bằng kim loại,dùng để bảo vệ
máy đồng thời là nơi để gá lắp đồng hồ đo
điện,đèn báo,chuông báo,ổ lấy điện

nhau thì mức độ cảm ứng điện càng
mạnh.Mức độ đó tăng lên rất mạnh khi cả hai
cuộn dây trên cùng một lõi thép,đặc biệt trên
một mạch từ khép kín.
*GV nêu ra cho HS thấy đợc nguyên lý làm
việc của MBA dựa trên hiện tợng cảm ứng
điện từ.
*GV minh hoạ trên hình vẽ để chỉ ra từ thông
móc vòng qua cả hai cuộn dây.
Câu hỏi: MBA nh thế nào gọi là MBA tăng
áp,MBA hạ áp?
*GV cần chỉ dẫn để HS thẩy: MBA chỉ vận
hành với nguồn điện xoay chiều.Tuyệt đối
không nối với nguồn một chiều vì khi nối
cuộn dây sơ cấp với nguồn một chiều,MBA sẽ
phát nóng và
cháy trong thời gian ngắn.Vì dòng điện chạy
trong cuộn sơ cấp tăng rất lớn.
2.Nguyên lý làm việc của máy biến áp.
a)Hiện tợng cảm ứng điện từ.
Cho dòng điện biến đổi đi qua một cuộn dây
dẫn điện sẽ sinh ra một từ trờng biến đổi.Nếu
đặt cuộn dây thứ hai vào trong từ trờng của
cuộn dây thứ nhất thì trong cuộn dây thứ hai
sinh ra sức điện động cảm ứng.Dòng điện cảm
ứng này cũng biến đổi tơng tự nh dòng điện
sinh ra nó và tồn tại trong suốt thời gian từ
thông biến đổi đợc duy trì.Đó là hiện tợng
cảm ứng điện từ.
b)Nguyên lý làm việc của máy biến áp.

2
Do đó:
2
1
2
1
2
1
N
N
E
E
U
U
==
=K (Hệ số MBA)
- Nếu K<1 ta gọi MBA tăng áp
- Nếu K>1 ta gọi MBA giảm áp
*Công suất MBA nhận từ nguồn là:
S
1
= U
1
.I
1
Công suất MBA cấp cho phụ tải là:
S
2
= U
2

- Giao bài tập về nhà: Trang 43 SGK.
5
I
2
I
1
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
- GV: Thu Huyền
(Bài gồm 2 tiết: Từ tiết 18 đến tiết 19)
Ngày soạn: 20/10/2008
Bài8- tính toán thiết kế máy biến áp
một pha
a/ Mục tiêu bài học:
1. kiến thức:
-HS nắm đợc quy trình chung để tính toán thiết kế MBAmột pha công suất nhỏ.
-Hiểu đợc yêu cầu,cách tính của từng bớc khi thiết kế MBA một pha công suất nhỏ.
2. Kĩ năng:
-Thực hiện đợc quy trình chung để tính toán thiết kế MBAmột pha công suất nhỏ.
-Thực hiện đợc các bớc tính toán:Xác định công suất,tính toán mạch từ,tính số vòng
dây của các cuộn dây,tính tiết diện dây quấn,tính diện tích cửa sổ lõi thép,sắp xếp dây
quấn trong cửa sổ.
3. Thái độ:
- HS có ý thức tìm hiểu cách tính toán thiết kế MBA và liên hệ trong thực tế.
B/ Chuẩn bị bài giảng:
- Nghiên cứu bài 8-SGK .
- Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến bài giảng.
c/ Tiến trình bài dạy:

*GV đa ra các bớc tính toand thiết kế
MBA.
*GV hớng dẫn HS cách chọn công suất
MBA trong gia đình.Giải thích các
thông số trong công thức.
*GV đa ra ví dụ,tính toán cụ thể để HS
dễ hiểu.
*GV giả thích: Ta có thể coi khi dùng lò
sởi thì bỏ quạt,tủ lạnh và ngợc lại.Khi
dùng ti vi thì không dùng quay băng.Do
đó phụ tải lớn nhất gồm đèn ống 40W,lò
sởi 550W,ấm đun nớc 1500W,ti vi
100W.
I/Quy trình chung để tính toán thiết kế
MBA một pha công suất nhỏ.
*Tính toán thiết kế MBA gồm những b-
ớc sau :

1. Xác định công suất Máy biến áp.
2.Tính toán mạch từ.
3.Tính số vòng dây của các cuộn dây.
4.Tính tiết diện dây quấn.
5.Tính diện tích cửa sổ lõi thép.
*Chọn công suất MBA điều chỉnh:
Công suất Tính toán của MBA đợc tính
theo công thức sau:
S
tt
= K
đ

0,8
+Máy thu thanh thu hình:
cos = 0,8
ữ
0,9
Ví dụ:Chọn MBA điều chỉnh cung cấp
cho tủ lạnh 110W,đèn ống 40W,2quạt trần
110W,2quạt bàn 55W,lò sởi 550W,ấm đun
nớc 1500W,1ti vi 100W,1máy quay băng
80W.Điện áp giờ cao điểm là 130V,bình
thờng là 220V.
Giải
Lấy k
dt
=20% ; K
đ
=1,ta có:
S
tt
=
( )
2,01
9,0
100
1500550
4,0
40
+ì



- GV: Thu Huyền
a/2 c a c
h
h
b
a/2
Hoạt động 2: (15phút)
Tìm hiểu cách xác định công suất Máy biến áp và chọn mạch từ Máy biến áp.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV đa ra hai cách tính:
- Dựa vào hiệu suất thì:


2
1
1
2
P
P
P
P
==
- Dựa vaò công thức:
S
1
= S
2
= U
2
.I

P
(VA)
Trong đó:
- Hiệu suất của MBA (thờng lấy =
0,850,95).Công suất MBA càng nhỏ thì
càng nhỏ.
- Nếu hiệu suất của MBA cao thì: S
1
= S
2
= U
2
.I
2
Công suất MBA cần chế tạo là: S
đm
= U
2
.I
2
(U
2
,I
2
- Điện áp,dòng điện thứ cấp định mức của
MBA theo yêu cầu thiết kế).
2.Tính toán mạch từ:
a)Chọn mạch từ:
Mạch từ của MBA nhỏ thờng là mạch từ
kiểu bọc,đợc ghép bằng lá thép chữ E và

quấn dây đợc tính gần đúng bằng công
thức: S
hi
= 1,2.
dm
S
Trong đó:
+ S
hi
= a.b là diện tích hữu ích trụ,tính
bằng (cm
2
).
+ S
đm
là công suất MBA,tính bằng (VA).
Diện tích thực của trụ lõi thép:
S
t
=
l
hi
k
STrong đó k
l
là hệ số lấp đầy đợc cho trong
bảng sau:

= 0,8 k
l
= 0,7
10 3,8 4,2 4,7 5,4
15 4,7 5,2 5,8 6,6
20 5,4 6,0 6,7 7,7
25 6,0 6,7 7,5 8,6
30 6,6 7,3 8,2 9,4
35 7,1 7,9 8,9 10,1
40 7,6 8,4 9,5 10,8
45 8,1 8,9 10,1 11,5
50 8,5 9,4 10,6 12,1
55 8,9 9,9 11,1 12,7
9
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
- GV: Thu Huyền
60 9,3 10,3 11,6 13,3

Công suất MBA(VA)
Diện tích hữu ích S
hi
(cm
2
)
(Để tính số lá thép)
Diện tích thực tế S
t
(cm
2
)

850 35,0 38,9 43,7 50,0
900 36,0 40,0 45,0 51,4
950 37,0 41,1 46,2 52,8
1000 38,0 42,2 47,4 54,2
1500 46,5 51,6 58,1 66,4
2000 53,7 59,6 67,1 76,7
*GV đa ra một bài tập để HS có thể tra theo bảng trên để tìm diện tích trụ dây quấn t-
ơng ứng của MBA.
Bài tập:
Hãy chọn mạch từ để quấn một MBA công suất 30VA,có điện áp sơ cấp là
U
1
=220V,điện áp thứ cấp là U
2
= 12V,hiệu suất MBA

= 0,7.
*GV yêu cầu HS đa ra kết quả.
(Tra bảng 8-2,ta có diện tích hữu ích của trụ thép là S
hi
= 6,6cm
2
).
4/Tổng hợp-Giao nhiệm vụ cho HS.
- GV tóm tắt bố cục bài học và yêu cầu học sinh xem kỹ lại bài học.
10
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
- GV: Thu Huyền
- Giao bài tập về nhà: Xem lại bài học và tìm hiểu cách tính toán số vòng dây của
cuộn dây và cách tính tiết diện dây quấn,tính diện tích cửa sổ lõi thép...

3.Tính số vòng dây của các cuộn dây.
- Để tính đợc số vòng dây của các cuộn
dây,ta xem bảng 8-3 về quan hệ giữa tiết
diện lõi thép và số vòng/vôn (với tần số
50Hz và cờng độ từ cảm B = 1,2T).
*Bảng 8-3.Quan hệ giữa tiết
diện lõi thép và số vòng
/vôn
Với tần số 50Hz và cờng độ từ cảm B = 1,2T
Tiết diện lõi thép
hữu ích(cm
2
)
Số vòng/vôn
4 9,5
6 6,3
8 4,7
10 3,8
12 3,2
14 2,7
16 2,4
18 2,1
20 1,9
22 1,7
24 1,6
26 1,5
28 1,4
30 1,3
Từ đó ta tính đợc số vòng dây cuộn SC:
N

Tính số vòng dây quấn cho MBA với
những thông số sau: công suất 30VA,có
điện áp sơ cấp là U
1
=220V,điện áp thứ
cấp là U
2
= 12V,hiệu suất MBA = 0,7.
Giải:
-Từ thông số S =30VA,tra bảng 8-2 ta có
diện tích hữu ích của trụ thép
là:S
hi
=6,6cm
2
.
-Từ đó tra bảng 8-3 lấy số vòng/vôn là:
4,7 vòng/V(có thể lấy n=5vòng/vôn).
Vậy số vòng dây sơ cấp là:
N
1
= 220.5 = 1100 (vòng)
Số vòng dây cuộn TC là:
N
2
= (12+1,2).5 = 66(vòng)
Hoạt động 2: (10phút) Tìm hiểu về tính tiết diện dây quấn.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV giải thích:
Tiết diện dây quấn của các cuộn dây

100
ữ
200 3
200
ữ
500 2,5
500
ữ
1000 2
Vậy tiết diện dây quấn đợc tính nh sau:
S
dd
=
J
I
(mm
2
)
12
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
- GV: Thu Huyền
GV đa ra bảng 8-5 đẻ HS tra bảng.
*HS ghi chép bảng (8-5) làm t liệu.
Trong đó:
- S
dd
là tiết diện dây quấn (mm
2
).
- I là cờng độ dòng điện (A).

0,35 0,096
0,40 0,125
0,45 0,159
0,50 0,196
0,60 0,283
0,70 0,38
0,80 0,50
Hoạt động 3: (15phút) Tìm hiểu về tính diện tích cửa sổ lõi thép.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV vẽ hình và chỉ dẫn cho HS thấy rõ
cửa sổ lõi thép của MBA.
5.Tính diện tích cửa sổ lõi thép.
- Hình chữ nhật bị bao bọc bởi mạch từ
khép kín gọi là cửa sổ lõi thép,đó là một
thông số quan trọng khi tính toán.
13
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
- GV: Thu Huyền
h
c
1
2
Hình 8.2-Dây quấn trong cửa sổ máy biến áp
1.Dây quấn SC 2.Dây quấn TC
*GV đa ra 2 cách tính cửa sổ lõi thép.
*GV giải thích về hệ số lấp đầyK
l
:
Trong thực tế còn thêm phần cách điện và
khoảng hở,ngời ta dùng hệ số lấp đầy cửa

18/100 0,20 2070
20/100 0,22 1720
22/100 0,245 1400
25/100 0,275 1140
30/100 0,325 810
35/100 0,38 590
40/100 0,43 470
50/100 0,535 305
60/100 0,64 215
70/100 0,74 160
80/100 0,84 125
- Diện tích cửa sổ đợc tính nh sau:
S
cs
= h.c
(Theo kinh nghiệm h

3c sẽ tiết kiệm đợc
vật liệu và hình dáng MBA đẹp).
Cách tính diện tích của cửa sổ lõi
thép:
Cách1:
-Tính tổng tiết diện 2cuộn dây SC và TC
chiếm diện tích cửa sổ là:
S
SC
= N
1
.
1dq

K
SS
+
*Chú ý:
- Nếu cửa sổ quá rộng sẽ lãng phí vật
liệu,cần chọn lõi thép nhỏ hơn.
- Nếu cửa sổ nhỏ hơn yêu cầu có thể sử lý
theo một trong những cách sau:
+ Chọn lại lõi thép để có kích thớc cửa
sổ theo yêu cầu.
+Tăng diện tích trụ quấn dây(tăng số lá
thép)để giảm số vòng dây.
+Giảm tiết diện dây dẫn(giảm công suất
MBA).
Cách2:
- Tra bảng số vòng dây/1cm
2
(Bảng 8-7).
- Từ đó tiến hành tính diện tích cửa sổ lõi
thép:
S
cs
= h.c
2
2
1
1
n
N
n