Giáo án Vật Lý 9
MÁY BIẾN THẾ
Câu 1: Nguyên nhân gây hao phí trên đường dây tải điện? Các cách làm giảm hao phí? Cách nào là tối ưu? Tại sao?
KHỞI ĐỘNG
Câu 2: Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng gấp đôi thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ:
A. tăng 2 lần
D. giảm 4 lần
B. giảm 2 lần
C. tăng 4 lần
2. Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:
1. Các công thức tính công suất của dòng điện:

Công suất của dòng điện: (1)

Công suất hao phí: (2)

Từ  (*)

Thay (*) vào , ta được công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt phụ thuộc vào P, U, R:

(3)
P hp = R.I2
(1)
I = P / U
(2)
ĐÁP ÁN:
Câu 1: Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn điện sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.
Cách làm giảm: giảm điện trở của dây dẫn hoặc tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. Cách 2 là tối ưu vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây nên khi tăng HĐT thì công suất hao phí giảm đi rất nhiều.
Câu 2: B. Giảm 2 lần
Nêu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng ?

=> Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng .
Tiết 41 – Bài 37
MÁY BIẾN THẾ - BÀI TẬP
Tiết 41-Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
1) Cấu tạo:
Hai cuộn dây(cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp) có số vòng n1, n2 khác nhau, đặt cách điện với nhau
Một lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho cả hai cuộn dây
Quan sát và cho biết các bộ phận chính của máy biến thế
1) Cấu tạo:
I- Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế.
Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
Một số hình ảnh về máy biến thế
- Kí hiệu
- Hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau, đặt cách điện với nhau. (Cuộn sơ cấp: nối nguồn; Cuộn thứ cấp: nối tải.)
- Một lõi sắt (hay thép) có pha silic (thép kỹ thuật điện) chung cho cả hai cuộn dây.
Cấu tạo máy biến thế
Cuộn dây
Lá thép
2. Nguyên tắc hoạt động
- Nếu đặt vào hai đầu của một cuộn dây (gọi là cuộn sơ cấp) một HĐT xoay chiều, thỡ bóng đèn ở hai đầu cuộn dây kia (gọi là cuộn thứ cấp) s? nhu th? n�o ? Hóy d? doỏn?
Chúng ta cùng quan sát thí nghiệm sau.

Hoạt động của máy biến thế
Tiết 41-Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
1) Cấu tạo:
2) Nguyên tắc họat động
C1: Đặt 1 hiệu điện thế xoay chiều vào cuộn sơ cấp, thí bóng đèn mắc ở cuộn thứ cấp có sáng hay không? Tại sao?
C1: Đèn có sáng. Vì khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp 1 HĐT xoay chiều thì tạo ra trong cuộn dây đó 1 dòng điện xoay chiều. - Lõi sắt bị nhiễm từ trở thành NC có từ trường biến thiên; số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp biến thiên, do đó trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều, làm đèn sáng
-C2: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một HĐT xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ truường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm, vì thế số du?ng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một HDT xoay chiều gây ra. Bởi vậy, HDT hai đầu cuộn thứ cấp cung l� HDT xoay chiều.
C2: HĐT xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng là HĐT xoay chiều. Tại sao?
Tiết 41-Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
1) Cấu tạo:
2) Nguyên tắc họat động
3) Kết luận:
Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều (U1) vào hai đầu cuộn sơ cấp(n1) của máy biến thế thì ở hai đầu của cuộn thứ cấp (n2) xuất hiện hiệu điện thế xoay chiều(U2)
Máy biến thế trong công nghiệp
Máy biến thế trong gia đình
Tiết 41-Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
II. TÁC DỤNG LÀM BIẾN ĐỔI HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA MÁY BIẾN THẾ
1) Quan sát
Tiết 41-Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
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?
Kết quả quan sát
12
3
4.5
C3. Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ thuận với số vòng dây của các cuộn tương ứng.

Tiết 41-Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
II. TÁC DỤNG LÀM BIẾN ĐỔI HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA MÁY BIẾN THẾ
1) Quan sát
2) Kết luận:
Khi U1 > U2 : ta có máy hạ thế.
Khi U1 < U2 :ta có máy tăng thế
Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn.
Điện năng được truyền tải từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ bằng đường dây dẫn điện. Em hãy chỉ ra nơi nào đặt máy tăng thế, nơi nào đặt máy hạ thế trên sơ đồ?
Tiết 41-Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
MÁY BIẾN THẾ
Tăng thế
Hạ thế
Hạ thế
Hạ thế
Tiết 41-Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
II. TÁC DỤNG LÀM BIẾN ĐỔI HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA MÁY BIẾN THẾ
Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì ở hai đầu của cuộn thứ cấp xuất hiện hiệu điện thế xoay chiều
Tỉ số giữa hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây của máy biến thế bằng tỉ số giữa số vòng dây của các cuộn dây tương ứng
III. LẮP ĐẶT MÁY BIẾN THẾ Ở HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
Ở đầu đường dây tải điện về phía nhà máy điện đặt máy tăng thế, ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế
Khi máy biến thế hoạt động, trong lõi thép luôn xuất hiện dòng điện Fucô làm nóng máy biến thế, giảm hiệu suất của máy.
Để làm mát máy biến thế, người ta nhúng toàn bộ lõi thép của máy trong một chất làm mát gọi là dầu của MBT. Khi xảy ra sự cố dầu máy biến thế bị cháy có thể gây ra những sự cố môi trường trầm trọng và rất khó khắc phục.
Biện pháp GDBVMT: Các trạm biến thế lớn cần có các thiết bị tự động để phát hiện và khắc phục sự cố, mặc khác cần đảm bảo các qui tắc an toàn khi vận hành trạm biến thế lớn.
Bài 37: MÁY BIẾN THẾ
III. LẮP ĐẶT MÁY BIẾN THẾ Ở HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY
IV. VẬN DỤNG
C4. 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.
Giải
Tóm tắt
U1 = 220V
U2 = 6V
U2’ = 3V
n2 = ?
n2’ = ?
- Số vòng dây (n2) của cuộn thứ cấp để hạ hiệu điện thế xuống còn 6V
- Số vòng dây (n’2) của cuộn thứ cấp để hạ hiệu điện thế xuống còn 3V
Ta có:
=> n2 =
n1 = 4000 vòng
109 (vòng)
=> n’2 =
55 (vòng)
Ta có:
VẬN DỤNG
Bài 1: Máy biến thế dùng để:
Giữ cho hiệu điện thế ổn định, không đổi
Giữ cho cường độ dòng điện ổn định, không đổi
Làm tăng hoặc giảm cường độ dòng điện
Làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế
VẬN DỤNG

Bài 2: Người ta muốn truyền tải một công suất điện 5400 W từ nhà máy thủy điện đến một khu dân cư cách nhà máy 65 km. Biết cứ 1km dây dẫn có điện trở là 0,9.
a. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 25000V. Tính công suất hao phí vì tỏa nhiệt trên đường dây.
b. Nếu cứ để hiệu điện thế hai đầu đoạn dây tải điện là 220V mà truyền đi thì công suất tỏa nhiệt trên đường dây là bao nhiêu?
BL. a.
1km có điện trở là 0,9 . Nên 65 km dây dẫn có điện trở là
R = 65.0,9 = 58,5 ().
Công suất hao phí trên đường dây tải điện là:
b. Nếu hiêụ điện thế là 220V thì công suất hao phí trên đường dây tải điện là:
VẬN DỤNG

Bài 3: Số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp của một máy biến thế lần lượt là: 3300 vòng và 150 vòng . Hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp là bao nhiêu? Biết hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220V.
Giải
Tãm t¾t.
N1 = 3300 vßng
N2 = 150 vßng
U1= 220 V
U2 = ?

HiÖu ®iÖn thÕ giữa hai ®Çu cuén s¬ cÊp lµ :


U2 = =
=>
VẬN DỤNG

Bài 4: Một máy biến thế dùng để hạ hiệu điện thế từ 500kV xuống còn 2,5kV. Hỏi cuộn dây thứ cấp có bao nhiêu vòng? Biết cuộn dây sơ cấp có 100 000 vòng.
Giải
Tãm t¾t.
U1=500 KV=500 000V
U2=2,5KV = 2500V
N1=100 000 vòng
N2= ?

Sè vßng d©y cña cuén thø cÊp lµ :

=>
N2=
(vòng )
VẬN DỤNG

Bài 5: Máy biến thế có số vòng dây ở cuộn sơ cấp là 1000 vòng, cuộn thứ cấp là 2500 vòng. Cuộn sơ cấp nối vào nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế là 110V.
a. Tính hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi mạch hở?
b. Nối hai đầu cuộn thứ cấp với điện trở 100 . Tính cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp và sơ cấp. Bỏ qua điện trở các cuộn dây?
c. Người ta muốn hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp bằng 220V, thì số vòng dây ở cuộn thứ cấp phải bằng bao nhiêu?
GIẢI
Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện hiệu điện thế xoay chiều.
Tỉ số hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây của máy biến thế bằng tỉ số giữa số vòng của các cuộn dây tương ứng:

Ở hai đầu đường dây tải về phía nhà máy điện đặt máy tăng thế, ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế.
GHI NHỚ
TÌM TÒI MỞ RỘNG
Học bài, vận dụng để giải bài tập trong SBT
Ôn toàn bộ kiến thức chuơng II, trả lời câu hỏi bài 39 vào vở bài tập, tiết sau ôn tập chương
Hết
- C1: Dốn sáng. Vì khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một HĐT xoay chiều thì sẽ tạo ra trong cuộn dây một dòng điện xoay chiều. Lõi sắt bị nhiễm từ trở thành một nam chõm di?n có từ trưuường biến thiên; số đuường sức từ của từ truường xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp biến thiên, do đó trong cuộn dây thứ cấp xuất hiện do`ng diờ?n ca?m u?ng làm cho đèn sáng.
-C2: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một HĐT xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ truường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm, vì thế số du?ng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một HDT xoay chiều gây ra. Bởi vậy, HDT hai đầu cuộn thứ cấp cung l� HDT xoay chiều.
C2: HĐT xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng là HĐT xoay chiều. Tại sao?
MÁY BIẾN THẾ
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ
1) Cấu tạo:
2) Nguyên tắc họat động
C2: Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều . Tại sao?
9
6
V
:6 V
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
9
6
V
:6 V
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
K
U1 = 4 V
n1 = 200 vòng
n2 = 200 vòng
+_
Nếu đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu diờ?n thờ? một chiều thì đèn mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp có sáng không?
2. Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế.