Bài 16. Truyền tải điện năng. Máy biến áp

Kiểm tra bài cũ
1) Hãy nhắc lại hai cách tính công suất của mạch điện xoay chiều
2) Để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện thì các cơ sở sử dụng điện năng phải làm thế nào?
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
Một số hình ảnh về truyền tải điện năng
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
Pphát = Uphát.I
Ta có công suất phát từ nhà máy là:
Gọi Uphát là điện áp hiệu dụng ở hai cực của máy phát
r là điện trở tổng cộng của đường dây
I là cường độ hiệu dụng trên đường dây
? Hãy viết công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây
Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây là
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây là
? Muốn giảm công suất hao phí ta phải làm thế nào
Muốn giảm công suất hao phí ta phải giảm r hoặc tăng Uphát
Nếu không thì phải tăng tiết diện S của dây đồng nghĩa là tăng khối lượng dây đồng và tăng số lượng cột điện.
Cách 2: Tăng điện áp Uphát nơi phát là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất
Kết luận: SGK
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a. Cấu tạo
Bộ phận chính là một khung bằng sắt non pha silic gọi là lõi biến áp cùng với hai cuộn dây dẫn D1 và D2 có điện trở nhỏ và độ tự cảm lớn quấn trên hai cạnh đối diện của khung
b. Nguyên tắc hoạt động
Kí hiệu trong sơ đồ mạch điện
Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a. Cấu tạo
b. Nguyên tắc hoạt động
Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp
Dòng diện xoay chiều trong cuộn thứ cấp
Cuộn D1 có N1 vòng được nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp.
Cuộn D2 có N2 vòng được nối ra các cơ sở tiêu thụ điện gọi là cuộn thứ cấp
Do cấu tạo của MBA nên từ thông qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là như nhau. Gọi từ thông này là
-Từ thông qua cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp :
Biến thiên từ thông trong hai cuộn .
Suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp:
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
?Một máy biến áp có thể làm việc ở những chế độ nào
Một máy biến áp có thể làm việc ở hai chế độ:
Cuộn thứ cấp hở mạch ( chế độ không tải )
- Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ ( chế độ có tải )
Sơ đồ thực nghiệm một máy biến áp
A1 đo cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch sơ cấp
A2 đo cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch thứ cấp
V1 đo điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp
V2 đo điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp
R là điện trở của tải tiêu thụ
Khoá K dùng để đóng ngắt mạch điện
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
a) Thí nghiệm1: Khoá K ngắt ( chế độ không tải ) I2 = 0
Thay đổi các số vòng N1 , N2 , đo các điện áp U1 và U2 , ta được các kết quả
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
a) Thí nghiệm1: Khoá K ngắt ( chế độ không tải ) I2 = 0
Vậy: Tỉ số các điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp luôn luôn bằng tỉ số các số vòng dây của hai cuộn đó
Máy tăng áp
Máy hạ áp
Khi một máy biến áp làm việc ở chế độ không tải thi nó hầu như không tiêu thụ điện năng
(1)
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
a) Thí nghiệm1: Khoá K ngắt ( chế độ không tải ) I2 = 0
Máy tăng áp.
Máy hạ áp
b) Thí nghiệm 2: Khoá K đóng ( chế độ có tải ).
- Khi khoá K đóng, nếu máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng ( điện năng hao phí không đáng kể ) thì công suất ở hai cuộn thứ cấp và sơ cấp là như nhau:
Kết luận: ( SGK )
(1)
(2)
Từ (1) và (2)
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
1) Truyền tải điện năng
MÁY
HẠ
ÁP
MÁY
HẠ
ÁP
MÁY
PHÁT
ĐIỆN
MÁY
TĂNG
ÁP
§­êng d©y cao thÕ
10kV
200kV
5000V
220V
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
1) Truyền tải điện năng
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
Máy biến áp 1 pha
Máy biến áp 3 pha
Máy biến áp Khô
Máy biến áp 3 pha
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
1) Truyền tải điện năng
2) Nấu chảy kim loại, hàn điện
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
Giải thích máy hàn điện theo nguyên tắc biến áp trên hình 16.6
Trên hình 16.6 ta thấy cuộn sơ cấp có N1 = 1000vòng
Cuộn thứ cấp có N2 = 5 vòng
áp dụng công thức
Vậy dưới tác dụng của cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp rất lớn, hai miếng kim loại nóng chảy và dính liền vào nhau.
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
Nếu
> 1 :
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
1) Truyền tải điện năng
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
ROBOT
LIOA
2) Nấu chảy kim loại, hàn điện
3) Máy biến áp và ổn áp dùng trong các cơ quan, trường học và trong các gia đình.
ROBOT
LIOA
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
Bài tập vận dụng
Bài 1: Trong các phương án truyền tải điện năng đi xa bằng dòng điện xoay chiều sau đây, phương án nào tối ưu?
Dùng đường dây tải điện có điện trở nhỏ.
B. Dùng đường dây tải điện có tiết diện lớn.
C. Dùng dòng điện khi truyền đi có giá trị lớn.
D. Dùng điện áp khi truyền đi có giá trị lớn.
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
Bài tập vận dụng
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
Bài tập vận dụng
Bài 3: Một máy biến áp lí tưởng gồm cuộn sơ cấp có 5000 vòng, cuộn thứ cấp có 250 vòng. Nối cuộn sơ cấp với nguồn điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng là 110 V. Điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
A. 220 V B. 55 V C. 5,5 V D. 2200 V
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
Bài tập vận dụng
Bài 4: Một máy biến áp lí tưởng gồm cuộn sơ cấp có 5000 vòng, cuộn thứ cấp có
250 vòng. Dòng điện hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là 0,4 A. Dòng điện hiệu dụng ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu?
A. 8 A B. 0,8 A C. 0,2 A D. 2 A
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
a) Thí nghiệm1: chế độ không tải:
b) Thí nghiệm 2: chế độ có tải:
III. ứng dụng của máy biến áp
Máy tăng áp.
Máy hạ áp.
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
- Viết được công thức tính công suất hao phí trên đường dây tải điện , từ đó suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất.
Hướng dẫn về nhà
- Học thuộc định nghĩa, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
- Học thuộc các hệ thức ;
- Làm các bài tập 2;3;4;5;6 Tr 91SGK; 16.1 đến 16.6 SBTVL
- Tìm hiểu trước Đ 17 máy phát điện xoay chiều
§16. truyÒn t¶i ®iÖn n¡ng - M¸y biÕn ¸p