16:19:2910/08/2020 Máy biến thế có tác dụng thay đổi hiệu điện thế và được dùng để tăng hiệu điện thế ở 2 đầu dây nhằm giảm tải hao phí khi truyền tải điện năng đi xa (từ nhà máy điện tới nơi sử dụng), và giảm hiệu điện thế tại nơi sử dụng (với các dụng cụ điện trong nhà thường dùng hiệu điện thế 220V). Vậy máy biến thế có cấu tạo như thế nào? nguyên tắc hoạt động ra sao? gồm các bộ phận chính nào? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây. I. Cấu tạo và nguyên tác hoạt động của máy biến thế 1. Cấu tạo của máy biến thế • Bộ phận chính của máy biến thế gồm có: - Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau, đặt cách điện với nhau. - Một lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho cả hai cuộn dây 2. Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế - Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều II. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế - Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn:
- Khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp (U1 > U2) ta có máy hạ thế, còn khi U1 < U2 ta có máy tăng thế. III. Lắp đặt máy biến thể ở hai đầu đường dây tải điện - Máy biến thế là thiết bị dùng để thay đổi (tăng hoặc giảm) hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều. - Để giảm hao phí trên đường dây tải điện, cần có hiệu điện thế lên đến hàng trăm nghìn vôn, nhưng ở nơi dùng điện lại phải có hiệu điện thế thích hợp thường là 220V. Vì vậy, ở hai đầu đường dây tải điện phải đặt hai loại biến thế có nhiệm vụ khác nhau: Ở đầu đường dây tải về phía nhà máy điện đặt máy tăng thế, ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế. Máy biến thế có vai trò quan trọng trong việc truyền tải điện năng đi xa. * Lưu ý: Máy biến thế chỉ có thể hoạt động được với dòng điện xoay chiều (không hoạt động được với dòng điện một chiều). IV. Vận dụng về máy biến thế. * Câu C1 trang 100 SGK Vật Lý 9: Nếu đặt vào hai đầu của một cuộn dây (gọi là cuộn sơ cấp) một hiệu điện thế xoay chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn dây kia (gọi là cuộn thứ cấp) có sáng lên không? Tại sao? ° Lời giải: - Đèn có sáng lên. - Vì khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì sẽ tạo ra trong cuộn dây đó một dòng điện xoay chiều. Lõi sắt bị nhiễm từ trở thành nam châm có từ trường biến thiên; số đường sức từ của từ trường xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp biến thiên, do đó trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện cảm ứng làm cho đèn sáng lên. * Câu C2 trang 100 SGK Vật Lý 9: Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn dây thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều. Tại sao? ° Lời giải: - Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một hiệu điện thế xoay chiều gây ra. Vì vậy hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn dây thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều. * Câu C3 trang 101 SGK Vật Lý 9: Căn cứ vào số liệu trong bảng 1 SGK, hãy rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U đặt vào hai đầu của các cuộn dây của máy biến thế và số vòng dây của các cuộn tương ứng. ° Lời giải: - Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn dây tương ứng: * Câu C4 trang 101 SGK Vật Lý 9: Một máy biến thế dùng trong nhà cần phải hạ hiệu điện thế từ 220V xuống còn 6V và 3V. Cuộn sơ cấp có 4000 vòng. Tính số vòng của các cuộn thứ cấp tương ứng. Tóm tắt: U1 = 220V; N1 = 4000 vòng; U2 = 6V; U2’ = 3V; N2 = ?; N2’ = ? ° Lời giải: ¤ Với U2 = 6V, áp dụng công thức: (vòng). ¤ Với U'2 = 3V, ta có: (vòng). Như vậy với bài viết về máy biến thế, các em cần ghi nhớ cấu tạo của máy biến thế gồm có các bộ phận chính là cuộn dây (2 cuộn: sơ cấp và thứ cấp) và lõi thép. Máy biến thế có công dụng tăng, giảm hiệu điện thế và hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn U1/U2 = n1/n2.
Hy vọng với bài viết về Máy biến thế, Cấu tạo và Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại nhận xét dưới bài viết để ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt. ¤ Xem thêm các bài viết khác tại: » Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập » Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập
A. Tóm tắt lý thuyết 1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế: 1.1. Cấu tạo: Các bộ phận chính của một máy biến thế, gồm có:
1.2. Hoạt động: Khi đặt hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện hiệu điện thế xoay chiều. 2. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn Gọi N1 là số vòng dây và hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp. N2 Là số vòng dây và hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp. \[k=\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\] Ta có \[\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\] (gọi là hệ số máy biến thế)
3. Vai trò của máy biến thế trong truyền tải điện năng đi xa
Lưu ý: Máy biến thế chỉ có thể hoạt động được với dòng điện xoay chiều và không hoạt động được với dòng điện một chiều. Bài tập minh họa Bài 1 Cuộn sơ cấp của máy biến thế có 4 400 vòng, cuộn thứ cấp có 240 vòng. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều 220V thì ở hai đầu dây cuộn thứ cấp có hiệu điện thế là bao nhiêu ? Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức \[\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\] suy ra hiệu điện thế của cuộn thứ cấp là \[{{U}_{2}}=\frac{{{U}_{1}}{{N}_{2}}}{{{N}_{1}}}=\frac{240.220}{4400}\]= 12V Bài 2 Một máy biến thế có hiệu điện thế cuộn sơ cấp là 220V, số vòng cuộn sơ cấp là 500vòng, hiệu điện thế cuộn thứ cấp là 110V. Hỏi số vòng của cuộn thứ cấp là bao nhiêu vòng? Hướng dẫn giải: Ta có: N1=500 vòng U1=220 V N2= ? vòng U2=110 V Công thức \[\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\] suy ra số vòng của cuộn thứ cấp là \[{{N}_{2}}={{N}_{1}}.\frac{{{U}_{2}}}{{{U}_{1}}}\]= 250 vòng B. Bài tập trong sách giáo khoa Bài C1 (trang 100 SGK Vật Lý 9): Nếu đặt vào hai đầu của một cuộn dây (gọi là cuộn sơ cấp) một hiệu điện thế xoay chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn dây kia (gọi là cuộn thứ cấp) có sáng lên không? Tại sao? Hướng dẫn giải: Có. Dòng điện xoay chiều sẽ xuất hiện khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều. Lõi sắt bị nhiễm từ trở thành một nam châm có từ trường biến thiên; số đường sức từ của từ trường xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ câp biến thiên, do đó trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện cảm ứng làm cho đèn sáng. Bài C2 (trang 100 SGK Vật Lý 9): Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn dây thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều. Tại sao? Hướng dẫn giải: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một hiệu điện thế xoay chiều gây ra. Bài C3 (trang 101 SGK Vật Lý 9): Căn cứ vào số liệu trong bảng 1 SGK, hãy rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U đặt vào hai đầu của các cuộn dây của máy biến thế và số vòng dây của các cuộn tương ứng. Hướng dẫn giải: Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của các cuộn dây tương ứng. Bài C4 (trang 102 SGK Vật Lý 9): Một máy biến thế dùng trong nhà cần phải hạ hiệu điện thế từ 220V xuống còn 6V và 3V. Cuộn sơ cấp có 4000 vòng. Tính số vòng của các cuộn thứ cấp tương ứng. Hướng dẫn giải: C. Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Máy biến thế dùng để? A. Giữ cho hiệu điện thế ổn định, không đổi. B. Giữ cho cường độ dòng điện ổn định, không đổi. C. Làm tăng hoặc giảm cường độ dòng điện. D. Làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế. Câu 2: Cuộn sơ cấp của máy biến thế có 4 400 vòng, cuộn thứ cấp có 240 vòng. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều 220V thì ở hai đầu dây cuộn thứ cấp có hiệu điện thế là bao nhiêu ? A. 12 B. 16 C. 18 D. 24 Câu 3: Một máy biến thế có hiệu điện thế cuộn sơ cấp là 220V, số vòng cuộn sơ cấp là 500vòng, hiệu điện thế cuộn thứ cấp là 110V. Hỏi số vòng của cuộn thứ cấp là bao nhiêu vòng? A. 220 vòng B. 230 vòng C. 240 vòng D. 250 vòng Câu 4: Máy biến thế có tác dụng gì? A. Giữ cho hiệu điện thế ổn định. B. Giữ cho cường độ dòng điện ổn định. C. Làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế. D. Làm thay đổi vị trí của máy. Bài viết gợi ý: |