Bài 16. Truyền tải điện năng. Máy biến áp

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY GIÁO,CÔ GIÁO
VỀ DỰ TIẾT HỌC HÔM NAY

Giáo viên: Nguyễn Đức Thuận
Đơn vi: Trường THPT C Bình Lục
VỚI LỚP 12A7
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1:
Tìm đáp án sai:
Câu 2:
Điện trở của một dây dẫn kim loại thẳng tiết diện đều phụ thuộc
vào những yếu tố nào?
ĐÁP ÁN:
Phụ thuộc vào:
D. Trong mạch kín luôn tồn tại suất điện động cảm ứng.
C. Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua nó
B. Suất điện động cảm ứng có giá trị cho bởi:
A. Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch đó suất hiện suất điện động cảm ứng và do đó tạo ra dòng điên cảm ứng.
Tại sao điện năng lại phải truyền tải đi xa?
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
NỘI DUNG
I. BÀI TOÁN VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
II. MÁY BIẾN ÁP
III. ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
Hình 16.1
Sơ đồ truyền tải điện
Công suất phát từ nhà máy là:
Pphát = Uphát.I
Trong đó: Uphát là điện áp hiệu dụng nơi phát.
I là dòng điện hiệu dụng trên đường dây.
Điện trở tổng cộng trên đường dây truyền tải trên sơ đồ bằng bao nhiêu?
Áp dụng định luật Jun – Lenxơ để xác định công suất hao phí trên đường dây?
1. Công suất hao phí
NHÀ
MÁY
ĐIỆN
TIÊU
THỤ
r/2
r/2
U
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
Với Pphát hoàn toàn xác định
Để giảm sự hao phí, ta có thể thực hiện bằng các cách nào ?
2. Các cách để giảm công suất hao phí
* Giảm điện trở r của dây dẫn
?Giảm r bằng cách nào?
* Tăng điện áp nơi phát
?Khi tăng điện áp ở máy phát lên 9 lần thì hao phí trên
đường dây giảm được bao nhiêu lần?
Vậy muốn giải quyết bài toán truyền tải điện đi xa thì biện pháp tối ưu nhất là gì?
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
1. Công suất hao phí
2. Các cách để giảm công suất hao phí
* Giảm điện trở r của dây dẫn
* Tăng điện áp nơi phát
3. Kết luận
Trong quá trình truyền tải điện năng phải sử dụng những thiết bị
biến đổi điện áp.
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
II. MÁY BIẾN ÁP
Hãy quan sát hình ảnh một số MBA và phân loại chúng ?
Định nghĩa: Là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp của dòng
điện xoay chiều (mà vẫn giữ nguyên tần số của dòng điện)
Một số hình ảnh về máy biến �p 3 pha
Một số hình ảnh về máy biến �p 1 pha
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
II. MÁY BIẾN ÁP
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
Từ hình 16.2, tìm hiểu cấu tạo của máy biến áp làm thí nghiệm?
Kí hiệu MBA
Hình 16.2
a. Cấu tạo:
(SGK trang 87)
b. Nguyên tắc hoạt động:
Lõi biến áp
Cuộn sơ cấp
Cuộn thứ cấp
Hãy quan sát khi MBA lí tưởng làm việc.
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
II. MÁY BIẾN ÁP
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
b. Nguyên tắc hoạt động:
-Từ thông qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là như nhau :
 = 0cost
Từ đó tìm biểu thức từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp?
-Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp :
1 = N10cost
2 = N20cost
Suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp:
* Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng
cảm ứng điện từ
?Tại sao các điện áp ở 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp có cùng tần số?
Vậy MBA hoạt động dựa trên hiện tượng Vật lí nào?
a. Cấu tạo:(SGK trang 87)
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
II. MÁY BIẾN ÁP
2 . Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
a. Thí nghiệm 1: Trường hợp mạch thứ cấp hở I2 = 0(chế độ không tải)
Hãy quan sát thí nghiệm rồi đọc số chỉ của V1 và V2
Thay đổi số vòng N1, N2 đo các điện áp U1 và U2 ta được kết quả
sơ đồ thí nghiệm H16.4
N1
N2
U1
U2
200
400
400
200
200
200
400
400
6,1
1
1
2
11,7
1
1
2
6,1
5,8
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
Từ các kết quả thí nghiệm ta rút ra kết luận về tỉ số giữa điện áp và số
vòng dây của MBA lý tưởng
Hai tỉ số N2/N1 và U2/U1 luôn bằng nhau
6,2
3,0
6,1
5,8
Chú ý : sai số khi làm thí nghiêm nhỏ hơn 10 phần trăm
Khảo sát đặc tính của MBA (không tải)
1/2
1/2
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
II. MÁY BIẾN ÁP
Từ thực nghiệm và bảng kết quả phép đo MBA lí tưởng trong SGK hãy rút ra kết luận ?
Kết luận:
Khi một máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng:
Tỉ số các điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp luôn luôn bằng tỉ số vòng dây của hai cuộn đó
* Nếu N2/N1 > 1:
* Nếu N2/N1 < 1:
Khi một máy biến áp ở chế độ không tải, thì nó hầu như không tiêu thụ điện năng.
Khi mạch thứ cấp hở ta thấy I1 << . Khi đó MBA có tiêu thụ điện năng không?
Máy tăng áp
Máy hạ áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
a. Thí nghiệm 1: Trường hợp mạch thứ cấp hở I2 = 0(chế độ không tải)
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
II. MÁY BIẾN ÁP
b. Thí nghiệm 2:khóa K đóng (mạch có tải I2 khác 0)
Sô đồ mạch điện
Hãy quan sát thí nghiệm rồi cho biết số chỉ của các vôn kế và am pe kế?
Khi ở chế độ có tải thì giá trị của I”1 thế nào so với I1 ở chế độ không tải?
Khi I2 khác 0 thì I1 cũng tự động tăng lên theo I2
Nêú I2 tăng mãi có ảnh hưởng gì đến MBA không?
Dòng điện I2 < IC để MBA làm việc bình thường
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
N1
N2
I1
I2
200
400
400
200
200
200
400
400
1,02
1
1
2
0,48
1
1
2
0,52
0,55
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
1,00
0,47
0,32
0,29
Chú ý : sai số khi làm thí nghiêm nhỏ hơn 10 phần trăm
Khảo sát đặc tính của MBA (có tải)
1/2
1/2
?Nếu MBA là lí tưởng thì điện áp,dòng điện và số vòng dây trong
các cuộn liên hệ vơi nhau thế nào?
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
II. MÁY BIẾN ÁP
Từ rất nhiều thí nghiệm:
Với MBA làm việc trong điều kiện lí tưởng kết quả thu được là:
Từ những kết quả thu được hãy đưa ra những kết luận về một MBA lí tưởng khi hoạt động?
Kết luận: Khi một máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng:
Tỉ số điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp và sơ cấp bằng tỉ số các
vòng đây ở hai cuộn đó.
Tỉ số các cường độ hiệu dụng ỏ mạch thứ cấp và mạch sơ cấp
bằng nghịch đảo tỉ số các vòng dây ở hai cuộn đó.
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
III. ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP
1.-Truyền tải điện năng:
Máy phát điện => máy tăng áp => đường dây cao áp => máy hạ áp => nơi tiêu thụ
Giải thích sơ đồ truyền tải điện năng ở bên?
Tiết 27-Bài16:TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG . MÁY BIẾN ÁP
2.-Nấu chảy kim loại, hàn điện:
III. ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP
Giải thích máy hàn điện theo nguyên tắc MBA ở hình bên?
Máy hàn có N2 << N1 => I2 >> I1 => nhiệt độ ở mối hàn rất cao => nóng chảy kim loại.
Ngoài việc truyền tải điện năng MBA còn được sử dụng trong kĩ thuật hàn.
Nấu chảy kim loại theo nguyên tắc biến áp.
Phương pháp này sẽ ít bị ô nhiễm môi trường hơn so với các phương pháp truyền thống
KIẾN THỨC CẦN GHI NHỚ
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA.
Biểu thức tính công suất hao phí khi truyềntải
II. MÁY BIẾN ÁP
1. Định nghĩa
2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
3. Công thức của MBA
*Giảm công suất hao phí bằng cách:
Giảm r
Tăng điện áp trước khi truyền tải. ( cách này là hiệu quả nhất)
Bài tập
Câu 1: Nhận xét nào sau đây không đúng khi nói về máy biến áp. Máy biến áp có thể:
A. Tăng điện áp.
B. Giảm điện áp.
C. Thay đổi tần số dòng điện.
D. Biến đổi cường độ dòng điện.
Câu 2: Hiện nay người ta thường dùng cách nào để làm giảm hao phí
khi truyền tải điện năng
A. Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải.
B. Xây dựng nhà máy điện gần nơi tiêu thụ.
C. Làm dây dẫn bằng vật liệu siêu dẫn.
D. Tăng điện áp trước khi truyền tải điện năng đi xa.
Bài tập
Câu 3: Một máy biến áp lí tưởng. Phát biểu nào sau đây sai:
A. Nếu N1>N2 : là máy hạ thế
B. Nếu N1C. Có thể làm thay đổi cường độ dòng điện
D. Không làm thay đổi tần số dòng điện
Câu 4: Trong quá trình truyền tải điện năng. Nếu tăng điện áp lên
100 lần trước khi truyền tải thì công suất hao phí trên đường dây:
A. tăng 100 lần
B. giảm 100 lần
C. tăng 10000 lần
D. giảm 10000 lần.
Bài tập
Câu 5: Một máy biến áp lí tưởng có N1 = 4000 vòng, N2 = 2000 vòng. Điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 110V. Điện áp ở mạch thứ cấp.
A. 50V
B. 60V
C. 65V
D. 55V
XIN CHÀO TẠM BIỆT
Bài học kết thúc!
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN