Bài 37. Máy biến thế

Chào mừng quý thầy cô và các bạn đến với chương trình
“DẠY HỌC THEO DỰ ÁN BỘ MÔN VẬT LÝ”
Bài 37:
MÁY BiẾN THẾ
Kiểm tra bài cũ
Câu 1:
Khi truyền tải một công suất điện P bằng đường dây có điện trở R và đặt vào hai đầu đường dây một hiệu điện thế U, công thức nào trong các công thức sau đây xác định công suất hao phí do tỏa nhiệt ?

Câu 2 :
Trong việc truyền tải điện năng đi xa, khi cần truyền tải đi một công suất điện P xác định, có thể có những cách làm nào để giảm hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn? Cách làm nào có hiệu quả tốt nhất?
Có hai cách làm giảm hao phí là:
- Giảm điện trở R trên đường dây tải điện.
- Tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây tải điện.
- Trong cách làm tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây tải điện là biện pháp giảm hao phí tốt nhất .
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
1) Cấu tạo:
Máy biến thế hay máy biến áp là thiết bị điện có lõi thép gồm nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau.

Hai cuộn dây làm bằng đồng có số vòng khác nhau quấn quanh lõi thép.
Cuộn mắc vào nguồn điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp, cuộn còn lại là cuộn thứ cấp.
C1: 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?


Do hiện tượng cảm ứng điện từ, khi đặt hiệu điện thế xoay chiều vào cuộn sơ cấp trong cuộn thứ cấp có dòng điện cảm ứng xoay chiều, bóng đèn sáng.
Máy biến thế hoạt động theo các hiện tượng sau:

2) Nguyên tắc hoạt động:
Khi đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì trong cuộn dây đó dòng điện xoay chiều.
Lõi sắt bị nhiễm từ, từ trường xuyên qua cuộn thứ cấp biến đổi theo thời gian, nên xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn thứ cấp.
C2: Hiệu điện thế xuất hiện ở 2 đầu cuộn thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều. Tại sao?
Vì dòng điện sinh ra ở cuộn thứ cấp là dòng điện cảm ứng xoay chiều do một hiệu điện thế xoay chiều gây ra.
Kết luận:
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
C3: Căn cứ vào bảng số liệu trên, hãy rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U đặt vào hai đầu các cuộn dây của máy biến thế và số vòng dây của các cuộn tương ứng nếu bỏ qua sai số trong các lần đo.
Căn cứ vào số liệu trên, hiệu điện thế U đặt vào hai đầu các cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ thuận với các số vòng dây của các cuộn tương ứng
Kết luận:
Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn.
+ Khi U1 > U2 ( n1 > n2) : máy biến thế làm giảm hiệu điện thế.
+ Khi U1< U2 (n1 < n2) : máy biến thế làm tăng hiệu điện thế.
Trong đó: U1: Hiệu điện thế ở cuộn dây sơ cấp (V)
U2: Hiệu điện thế ở cuộn dây thứ cấp (V)
n1: Số vòng dây ở cuộn dây sơ cấp (vòng)
n2: Số vòng dây ở cuộn dây thứ cấp (vòng)
Nếu mắc cuộn sơ cấp vào nguồn điện là pin (dòng điện một chiều) thì có thu được hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp không?
Kết luận:
Máy biến thế chỉ có thể làm thay đổi hiệu điện thế xoay chiều.
Trong cuộn dây sơ cấp có dòng điện không đổi, từ trường xuyên qua cuộn thứ cấp không đổi nên trong cuộn thứ cấp không có dòng điện cảm ứng.
III. Lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện:
* Máy biến thế có thể làm tăng hay giảm hiệu điện thế
Câu 1: Trên đường dây tải điện: từ nơi cung cấp đến nơi tiêu thụ người ta có sử dụng các máy biến thế. Hãy nêu vai trò các máy biến thế này.
Trên đường dây tải điện, người ta có sử dụng các máy biến thế có vai trò:
Ở hai đầu đường dây: đặt máy biến thế làm tăng hiệu điện thế để giảm hao phí điện năng trên đường dây.
Ở nơi tiêu thụ (nhà máy, khu dân cư): đặt máy biến thế làm giảm hiệu điện thế để đưa về hiệu điện thế sử dụng 220V, 380V.
Vận dụng:
Câu 2: 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
U2 = 6V
U2’ = 3V
n1 = 4000 vòng
n2 = ? vòng
n2’ = ? vòng
Qua bài học trên, các bạn có thể nhắc lại biện pháp tốt nhất để làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện? Cách thực hiện như thế nào?
Để sử dụng điện năng trong gia đình, nhà máy, xí nghiệp,(hiệu điện thế hiệu dụng 220V hoặc 380V) phải thực hiện việc gì? Cách thực hiện?