Máy biến thế và truyền tải điện năng – V. MÁY BIẾN ÁP, TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG **1. Máy biến áp Định – StuDocu

V. MÁY BIẾN ÁP, TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

* * 1. Máy biến áp

1. Định nghĩa**

Máy biến áp là thiết bị có năng lực đổi khác điện áp xoay chiều này sang điện áp xoay chiều

khác mà không làm thay đổi tần số của nó.
1. Cấu tạo

• Máy biến áp được cấu tạo gồm 2 cuộn dây có số vòng dây
  khác nhau được quấn trên lõi thép kĩ thuật (lõi sắt non có pha
  silic). Các vòng dây đều được bọc bởi một lớp sơn cách điện để
  cách điện với nhau và cách điện với lõi thép.
• Cuộn dây sơ cấp là cuộn dây mắc vào mạng điện xoay chiều
  cần biến áp.
• Cuộn dây thứ cấp là cuộn dây nối với tải tiêu thụ.
• Lõi thép kĩ thuật được làm từ nhiều lá thép mỏng ghép sát và

cách điện với nhau để chống lại tác dụng của dòng điện Fucô.
1. Nguyên tắc hoạt động

Dựa trên hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ : Nguồn phát điện tạo nên một điện áp xoay chiều tần sốf ở hai đầu cuộn sơ cấp. Dòng xoay chiều trong cuộn sơ cấp biến thiên tạo ra từ thông biếnthiên trong lõi thép. Từ thông biến thiên được lõi thép truyền nguyên vẹn từ cuộn sơ cấp sangcuộn thứ cấp làm sinh ra suất điện động cảm ứng biến thiên điều hòa, cùng tần số với nguồn

điện u đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp.
1. Công thức máy biến áp

• Với máy biến thế không có tải tiêu thụ, ta có:

2 2 1 1

NUNU 

 Nếu2 1

NN  1

ta có UU 2  1, máy biến áp lúc này là máy tăng áp . Nếu2 1

N  1

N ta có UU 2  1, máy biến áp lúc này là máy hạ áp .Trong đó :NU 1, 1 là số vòng dây, hiệu điện thế hiệu dụng của cuộn sơ cấp. NU 2, 2 là số vòng dây, hiệu điện thế hiệu dụng của cuộn thứ cấp .

• Với máy biến thế lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) có tải tiêu thụ ở mạch thứ cấp, ta có:

2 2 1 1 1 2

NUINUI 

Trong đó :NUI 1, , 1 1 là số vòng dây, hiệu điện thế hiệu dụng, cường độ dòng điện hiệu dụng của cuộn sơcấp .NUI 2, , 2 2 là số vòng dây, hiệu điện thế hiệu dụng, cường độ dòng điện hiệu dụng của cuộnthứ cấp .

• Nếu cuộn dây có p cặp cực, có tốc độ quay n vòng/s thì tần số sẽ được tính bằng công thức:

f=n

2. Truyền tải điện năng

Giả sử ta cần truyền tải một điện năng phát ra từ máy phát điện, được truyền tới nơi tiêu thụ trên một đường dây có điện trở tổng số là R. Điện áp hai cực máy phát là U. Hệ số hiệu suất là cos . Công suất phát từ xí nghiệp sản xuất phát được tính bởi PUI   cos trong đó I là cường độ dòng điện hiệu dụngtrên đường dây .Ta có hiệu suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây là 22 222 cos cos



hp      

PRIRRPP

UU

Rõ ràng, trong trong thực tiễn ta muốn giảm hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây. Dựa vào biểu thứchiệu suất hao phí, ta hoàn toàn có thể giảm hao phí bằng những cách sau đây :

• Giảm R?

Giảm R có hạn chế là muốn giảmR   Sl thì ta phải thay dây dẫn bằng vật tư khác ( giảm  ), ví dụ thay dây đồng bằng dây bạc, hoặc dây siêu dẫn, … Điều này quá tốn kém, mà haophí lại chỉ giảm được ít. Nếu không thay bằng dây dẫn khác, ta hoàn toàn có thể tăng tiết diện dây đồng làm điện trở giảm. Thế nhưng khi tăng tiết diện thì khối lượng dây dẫn tăng lên, cột điện phảităng lên để chịu được khối lượng của dây. Như vậy, ta không nên giảm R để giảm hao phí .

• Tăng U?

Điều này thực hiện dễ dàng nhờ máy biến áp, hơn nữa khi tăng U lên n lần thì hao phí

giảm n 2 lần, vậy nên trong thực tế, để giảm hao phí người ta sẽ tăng điện áp trạm phát.

Trước khi đến nơi tiêu thụ, điện áp trên dây phải qua những trạm biến áp ( đơn cử là hạ áp ) để tạora hiệu điện thế tương thích cho nơi tiêu thụ . A. 25H z. B. 3600H z.  C. 60H z. D. 1500H z .

Câu 2. Để một máy phát điện xoay chiều roto có 8 cặp cực phát ra dòng điện tần số
là 50Hz thì roto quay với tốc độ

A. 480 vòng / phút. B. 400 vòng / phút .C. 96 vòng / phút. D. 375 vòng / phút .

Câu 3. Một máy phát điện xoay chiều có 2 cặp cực, roto của nó quay với tốc độ
1800 vòng/phút. Một máy phát điện khác có 8 cặp cực, muốn phát ra dòng điện có
tần số bằng tần số của máy phát kia thì tốc độ của roto là

A. 450 vòng / phút. B. 7200 vòng / phút .C. 112,5 vòng / phút. D. 900 vòng / phút .

Câu 4. Một máy phát điện mà phần cảm gồm 2 cặp cực và phần ứng gồm hai cặp
cuộn dây mắc nối tiếp tạo ra dòng điện có tần số 50Hz. Tốc độ quay của roto là

A. 375 vòng / phút. B. 1500 vòng / phút .C. 750 vòng / phút. D. 3000 vòng / phút .

Câu 10. Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có 4 cặp cực và rôto quay với tốc độ
900 vòng/phút. Máy phát điện xoay chiều thứ hai có 6 cặp cực phải quay với tốc độ
bằng bao nhiêu để tần số điện áp xoay chiều do hai máy phát ra bằng nhau

A. 600 vòng / phút. B. 750 vòng / phút .C. 1200 vòng / phút. D. 300 vòng / phút

Câu 5. Một máy phát điện mà phần cảm gồm 2 cặp cực và phần ứng gồm hai cặp
cuộn dây mắc nối tiếp có suất điện động hiệu dụng 200V, tần số 50Hz. Biết từ thông
cực đại qua mỗi vòng dây là 5mWbấy π = 3,14, số vòng dây của mỗi cuộn dây
trong phần ứng là

A. 127 vòng. B. 45 vòng .C. 180 vòng. D. 32 vòng .

Câu 9. Cuộn thứ cấp của máy biến thế có 1000vòng. Từ thông xoay chiều trong lõi
biến thế có tần số 50Hz và giá trị cực đại 0,5mWb. Suất điện động hiệu dụng của
cuộn thứ cấp là:

A. 111V. B. 157V. C. 500V. D. 353,6 V .

Ví dụ 1: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng, cuộn thứ cấp
gồm 50 vòng. Ðiện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Bỏ qua hao
phí. Ðiện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là:

A. 440 V. B. 44 V. C. 110 V. D. 11 V

Câu 4. (CĐ 2009). Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây,
cuộn thứ cấp gồm 800 vòng dây. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có
giá trị hiệu dụng 210 V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi biến áp
hoạt động không tải là

A. 0. B. 105 V. C. 630 V. D. 70 V .

Ví dụ 2: Người ta cần truyền một công suất điện một pha 10000 kW dưới một hiệu điện thế

hiệu dụng 50 kV đi xa, biếtcos 0,8. Muốn cho tỉ lệ năng lượng mất trên đường dây
không quá 10% thì điện trở của đường dây phải có giá trị trong khoảng nào?
A. 10(Ω)≤ R ≤ 12(Ω) B. R ≤ 14(Ω) C. 16(Ω)≤ R ≤ 18(Ω) D. R ≤ 16(Ω).
Ví dụ 3: Một trạm phát điện truyền đi với công suất P = 50 kW, điện trở dây dẫn là 4 Ω. Mạch
điện có hệ số công suất cosφ = 1. Hiệu điện thế ở trạm là 500 V.
a) Tính độ giảm thế, công suất hao phí trên dây dẫn.
b) Nối hai cực của trạm phát điện với một biến thế có hệ số k = 0,1. Công suất hao phí trên
đường dây và hiệu suất của sự tải điện là bao nhiêu? Biết rằng năng lượng hao phí trong máy
biến thế không đáng kể, hiệu điện thế và cường độ dòng điện luôn cùng pha.

Ví dụ 4: Điện năng tiêu thụ ở một trạm phát điện được truyền dưới điện áp hiệu dụng là 2 kV.

Công suất 200 kW. Hiệu số chỉ của công tơ điện nơi phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh

lệch 480 kWh. Hiệu suất của quá trình tải điện bằng bao nhiêu?
A. 94,24% B. 76% C. 90% D. 41,67%
Ví dụ 5: Người ta cần truyền tải một công suất điện 200 kW từ nguồn điện có điện áp 5000 V
trên đường dây tải điện có điện trở tổng cộng 20Ω và hệ số công suất bằng 1. Độ giảm thế
trên đường dây truyền tải là?
A. 40V B. 400V C. 80V D. 800V
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu 1: Công thức tính công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện?

Câu 11: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều, khi
đó hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp là hiệu điện thế:
A. không đổi. B. xoay chiều.
C. một chiều có độ lớn không đổi. D. B và C đều đúng
Câu 12: Nguyên nhân chủ yếu gây ra sự hao phí năng lượng trong máy biến thế là do:
A. tỏa nhiệt ở các cuộn sơ cấp và thứ cấp.
B. có sự thất thoát năng lượng dưới dạng bức xạ sóng điện từ.
C. tỏa nhiệt ở lõi sắt do có dòng Fucô.
D. tất cả các nguyên nhân nêu trong A, B, C.
Câu 13: Chọn trả lời SAI. Đối với máy biến thế:

A.

e’ N’e N.
B.

 

e N .t C. 

U’ N’.

U N D. 

U’ I’.

U I

Câu 14: Nguồn xoay chiều có hiệu điện thế U = 100 V cho qua máy biến thế, ta thu được hiệu
điện thế
U’ = 10 V. Bỏ qua mọi mất mát năng lượng:
A. Đó là máy tăng thế, có số vòng của cuộn sơ cấp gấp 10 lần số vòng dây của cuộn thứ
cấp.
B. Đó là máy hạ thế, có cường độ hiệu dụng trong cuộn thứ cấp gấp 10 lần trong cuộn sơ
cấp.
C. Công suất điện bên cuộn sơ cấp gấp 10 lần bên cuộn thứ cấp.
D. Công suất điện bên cuộn thứ cấp gấp 10 lần bên cuộn sơ cấp.

Câu 15: Gọi N ,U ,I ,P1 1 1 1lần lượt là số vòng dây, hiệu điện thế, dòng điện và công suất của sơ

cấp, U, I, P2 2 2 2 lần lượt là số vòng dây, hiệu điện thế, dòng điện và hiệu suất của thứ cấp. Hiệu suất của máy biến thế là :

A.

 2

1

H .U

U B.

 2

1

H .I

I C.

 2

1

H .P

P D.

 2

1

H .N

N

Câu 16: Công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện năng là:

A.



2 2

P .RP

U B. P R t. 2 C.



2 2

P .RU

P D. P UI.

Câu 17: Vai trò của máy biến thế trong việc truyền tải điện năng đi xa:
A. Giảm điện trở của dây dẫn trên đường truyền tải để giảm hao phí trên đường truyền tải.
B. Tăng hiệu điện thế truyền tải để giảm hao phí trên đường truyền tải.
C. Giảm hiệu điện thế truyền tải để giảm hao phí trên đường truyền tải.
D. Giảm sự thất thoát năng lượng dưới dạng bức xạ điện từ.
Câu 18: Để giảm hao phí khi cần tải điện đi xa. Trong thực tế, có thể dùng biện pháp nào kể
sau:
A. Giảm hiệu điện thế máy phát điện n lần để cường độ dòng điện giảm n lần, giảm công
suất tỏa nhiệt xuống n 2 lần.

B. Tăng hiệu điện thế từ máy phát điện lên n lần để giảm hao phí do sự tỏa nhiệt trên
đường dây n 2 lần
C. Dùng dây dẫn bằng chất liệu siêu dẫn đường kính lớn.
D. Xây dựng nhà máy gần nơi tiêu thụ để giảm chiều dài đường dây truyền tải điện.
Câu 19: Khi truyền tải một công điện P từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, để giảm hao phí trên
đường dây tỏa nhiệt ta có thể đặt máy:
A. tăng thế ở đầu ra của nhà máy điện
B. hạ thế ở đầu ra của nhà máy điện
C. tăng thế ở đầu ra của nhà máy điện và máy hạ thế ở nơi tiêu thụ.
D. hạ thế ở nơi tiêu thụ
Câu 20: Nhận xét nào sau đây về máy biến thế là không đúng?
A. Máy biến thế có thể tăng hiệu điện thế.
B. Máy biến thế có thể thay đổi tần số dòng điện xoay chiều.
C. Máy biến thế có thể giảm hiệu điện thế
D. Máy biến thế có tác dụng biến đổi cường độ dòng điện.
Câu 21: Phương pháp làm giảm hao phí điện năng trong máy biến thế là
A. để máy biến thế ở nơi khô thoáng
B. lõi của máy biến thế được cấu tạo bằng một khối thép đặc
C. lõi của máy biến thế được cấu tạo bởi các lá thép mỏng ghép cách điện với nhau.
D. tăng độ cách điện trong máy biến thế.
Câu 22: Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
A. Dựa trên hiện tượng cộng hưởng
B. Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
C. Dựa trên hiện tượng tự cảm
D. Dựa trên hiện tượng điều hòa dòng điện.
Câu 23: Khi nói về hao phí trên đường dây truyền tải, phát biểu nào sau đây sai?
A. Điện trở của dây càng nhỏ thì công suất hao phí nhỏ
B. Điện trở của dây tăng làm hao phí giảm.
C. Công suất truyền tải giảm thì hao phí cũng giảm.
D. Tăng hiệu điện thế là giải pháp làm giảm hao phí hiệu quả nhất.
Câu 24: Máy biến áp có N 1 > N 2 thì kết luận nào sau đây là đúng?
A. Máy tăng áp B. Máy ổn áp C. Máy hạ áp D. Không có
đáp án.
Câu 25: Khi nói về tạo của máy biến áp điều nào sau đây sai?
A. Máy biến áp gồm hai phần đó là phần cuộn dây và phần lõi thép.
B. Các lõi thép được ghép song song và cách điện với nhau
C. Dòng phu – cô gây ra hao phí của máy biến áp.
D. Máy biến áp không cần lõi thép chỉ cần hai cuộn dây.
Câu 26: Phát biểu nào sau đây không đúng?

Source: https://vh2.com.vn
Category : Truyền Thông