Bài 16. Truyền tải điện năng. Máy biến áp

Chào mừng quý Thầy Cô tham dự.
Kiểm tra bài cũ:
Hãy viết công thức và giải thích các đại lượng của:
- Công suất tiêu thụ trên một đoạn mạch xoay chiều.
- Công suất toàn phần trên đoạn mạch đó.
Công suất tiêu thụ: Pt = UIcosφ = RI2
Công suất tòan phần: P = UI
Gọi r là tổng điện trở thuần của các dây dẫn trên mạch.
Công suất tiêu thụ trên dây còn được gọi là công suất hao phí trên dây:
P hp = rI2
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN �P
Bài 16:
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
II. M�Y BI?N �P.
III. ?NG D?NG C?A M�Y BI?N �P.
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
HÌNH ẢNH MỘT SỐ NHÀ MÁY ĐIỆN
NHÀ MÁY ĐIỆN
NHÀ MÁY ĐIỆN
NƠI TIÊU THỤ ĐIỆN
NƠI TIÊU THỤ ĐIỆN
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
NHÀ MÁY ĐIỆN
NƠI TIÊU THỤ ĐIỆN
LÀM THẾ NÀO ĐỂ GIẢM THIỂU SỰ HAO PHÍ ĐIỆN NĂNG TRÊN CÁC ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI NÀY?
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
r/2
r/2
NHÀ MÁY ĐIỆN
NƠI TIÊU THỤ ĐIỆN
Công suất phát của nhà máy:
Pp = Up.I
Php = r.I2
công suất hao phí phụ thuộc vào r và Up2
Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn:
Up: Điện áp hiệu dụng giữa hai cực máy phát.
I : Cường độ hiệu dụng của dòng điện tải trên dây.
r : Điện trở tổng cộng của các dây tải.
Gọi:
Nhà máy điện
Nơi tiêu thụ
U
Để giảm công suất hao phí ta phải:
Giảm r:
Tăng Up:
Để giảm r cần giảm ρ và tăng S
 Chi phí đầu tư ban đầu cao
Chi phí cao, nên bị hạn chế.
Nhận xét:
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
Công suất hao phí
P hp t? l? thu?n v?i r.
Php t? l? ngh?ch v?i Up2
Nhà máy điện
Nơi tiêu thụ
U
Để giảm công suất hao phí ta phải:
Giảm r:
Tăng Up:
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
Php t? l? ngh?ch v?i Up2
Nh�?n xe?t:
Tang Up 10 l?n thì Php gi?m 100 l?n.
? R?t hi?u qu?
rất hiệu quả, được sử dụng rộng rãi trong thực tế.
Kết luận: Trong quá trình truyền tải điện năng từ nhà máy điện đi xa, ta cần tăng điện áp, để giảm thiểu hao phí. Khi tới nơi tiêu thụ, để đảm bảo an toàn cho sử dụng điện, ta phải giảm điện áp.
Công suất hao phí
P hp t? l? thu?n v?i r.
Php t? l? ngh?ch v?i Up2
Chi phí cao, nên bị hạn chế.
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
II. M�Y BI?N �P.
Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều)
Nikola Tesla
(1856-1943)
Nh� v?t l� ngu?i Nam Tu
Năm 1891: Máy biến áp Tesla được chế tạo bởi Nikola Tesla, có khả năng biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều.
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
II. M�Y BI?N �P.
U1
D1
D2
U2
Lõi biến áp
1. Cấu tạo:
Kí hiệu máy biến áp trên sơ đồ mạch điện
Bộ phận chính là khung sắt non có pha silic gọi là lõi biến áp và hai cuôn dây dẫn quấn trên hai cạnh đối diện của khung.
- Cuộn dây D1 có N1 vòng nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp.
- Cuộn dây D2 có N2 vòng nối với nơi tiêu thụ điện gọi là cuộn thứ cấp.
b. Nguyên tắc hoạt động:
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
II. M�Y BI?N �P.
a. Cấu tạo:
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
Hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Mô phỏng định tính nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
b. Nguyên tắc hoạt động:
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
II. M�Y BI?N �P.
U1
D1
D2
U2
2. Nguyên tắc hoạt động:
Dòng điện xoay chiều tần số f trong cuộn sơ cấp gây ra từ thông biến thiên trong hai cuộn dây.
Từ thông qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là như nhau và bằng:
Φ = Φ0.cosωt (với ω = 2πf)
Từ thông qua cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp :
Φ1 = N1.Φ0.cosωt và Φ2 = N2.Φ0.cosωt
Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng:
e2 =
Vậy: Khi làm việc, trong cuộn thứ cấp dòng điện xoay chiều có cùng tần số f với dòng điện trong cuộn sơ cấp.
= N2ωΦ0.sinωt
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
II. M�Y BI?N �P.
c. Khảo sát thực nghiệm máy biến áp:
Một máy biến áp làm việc ở hai chế độ:
Cuộn dây thứ cấp để hở (chế độ không tải)
Cuộn dây thứ cấp nối với cơ sở tiêu thụ (chế độ có tải)
N1
N2
N1: số vòng dây cuộn sơ cấp.
N2: số vòng dây cuộn thứ cấp.
R
K
Mạch sơ cấp
Mạch thứ cấp
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
N1: số vòng dây cuộn sơ cấp.
N2: số vòng dây cuộn thứ cấp.
Kết quả thực nghiệm
1. Khoá K ngắt: (chế độ không tải) I2 =0
Thay đổi các số vòng dây N1, N2, đo các điện áp U1, U2 ta được kết quả:
II. M�Y BI?N �P.
3. Khảo sát thực nghiệm máy biến áp:
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
N1: số vòng dây cuộn sơ cấp.
N2: số vòng dây cuộn thứ cấp.
Kết quả thực nghiệm
a. Khoá K ngắt: (chế độ không tải) I2 =0
Thay đổi các số vòng dây N1, N2, đo các điện áp U1, U2 ta được kết quả:
Kết luận: Tỉ số các điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp và sơ cấp luôn luôn bằng tỉ số các số vòng dây của hai cuộn đó.
Lưu ý: Khi một máy biến áp ở chế độ không tải, thì nó hầu như không tiêu thụ điện năng.
II. M�Y BI?N �P.
3. Khảo sát thực nghiệm máy biến áp:
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
II. M�Y BI?N �P.
N1: số vòng dây cuộn sơ cấp.
N2: số vòng dây cuộn thứ cấp.
N1
b. Khoá K đóng: (chế độ có tải) I2 ≠ 0
- Khi biến áp có tải thì cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp I1 tăng theo cường độ hiệu dụng ở cuộn thứ cấp I2.
- Khi Máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng. Ta được kết quả:
Lưu ý: Hệ thức trên chỉ là gần đúng với sai số dưới 10% trong điều kiện giảm tối đa điện năng hao tổn trong biến áp.
3. Khảo sát thực nghiệm máy biến áp:
Nhà máy phát điện
Tăng áp
Hạ áp
Tải đi xa
Hạ áp
Đến nơi tiêu thụ điện
Tải đến nơi tiêu thụ khác
III. ?NG D?NG C?A M�Y BI?N �P.
1. Truyền tải điện năng
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
III. ?NG D?NG C?A M�Y BI?N �P.
1. Truyền tải điện năng
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
Hình ảnh một số biến áp dùng trong truyền tải điện năng trong thực tế.
III. ?NG D?NG C?A M�Y BI?N �P.
2. Nấu chảy kim loại, hàn điện
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
I2 lớn nên nhiệt tỏa ra rất lớn.
Sơ đồ hoạt động của máy hàn điện dùng biến áp.
Giải thích:
Mà Q = rtx.I22.t
Điều nào sau đây là sai khi nói về máy biến áp.
A. Máy biến áp có tác dụng thay đổi đi?n áp và cường độ dòng đi?n xoay chiều.
B. Máy biến áp luôn luôn có số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp khác nhau.
C. Khi tải điện năng đi xa thì dùng máy tăng áp.
D. Máy biến áp hoạt động được với cả dòng điện không đổi .
Câu 1:
Trong máy biến áp hoạt động ở điều kiện lý tưởng, khi tăng số vòng dây của cuộn thứ cấp lên 2 lần thì:
A. điện áp thứ cấp giảm 2 lần
D. điện áp thứ cấp tăng 2 lần
B. cường độ thứ cấp tăng 2 lần
C. điện áp so cấp giảm 2 lần
Câu 2:
Khi điện áp của cuộn thứ cấp tại máy tăng áp của đường dây tải điện Bà Rịa - Cần Thơ là 200 KV, tỉ lệ hao phí do tải điện năng là 10%.
Muốn tỉ lệ hao phí chỉ còn 2,5% thì điện áp của cuộn thứ cấp tại Bà Rịa phải:

A. tăng thêm 400KV
B. tăng thêm 200KV
C. giảm bớt 400KV
D. giảm bớt 200KV
Câu 3:

Ta phải tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải.
Ta phải giảm hiệu điện thế trước khi truyền tải
Ta phải giảm điện trở của dây dẫn
Ta phải tăng điện trở của dây dẫn.
Câu 4: Để giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện trong thực tế người ta chọn cách nào sau đây.
II. M�Y BI?N �P.
c. Khảo sát thực nghiệm máy biến áp:
SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
Bảng kết quả thực nghiệm chế độ không tải
Nhận xét :