Bài giảng Dòng điện xoay chiều

§Æng ViÖt Hïng Bµi gi¶ng Dßng ®iÖn xoay chiÒu

Mobile : 0985074831

Bµi gi¶ng:

M¸y biÕn ¸p – Sù truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng Sù truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ù truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng

I. MÁY BIẾN ÁP

1) Khái niệm

- Là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều) và không làm thay đổi tần số của nó.

2) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

a) Cấu tạo

(Hình 1)

- Gồm có hai cuộn dây : cuộn sơ cấp có N1 vòng và cuộn thứ cấp có N2

vòng. Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau để

tránh dòng Fu-cô và tăng cường từ thông qua mạch.

- Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà

có thể N1 > N2 hoặc ngược lại.

- Cuộn sơ cấp nối với mạch điện xoay chiều còn cuộn thứ cấp nối với tải

tiêu thụ điện.

- Trong thực thế thì máy biến áp có dạng như hình 1, còn trong việc biểu

diễn sơ đồ máy biến áp thì có dạng như hình 2

(Hình 2)

b) Nguyên tắc hoạt động

- Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn. Gọi từ thông

này là: Φ = Φocos(ωt) Wb.

- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là Φ1 = N1Φocos(ωt) và Φ2 = N2Φocos(ωt)

- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e2 có biểu thức 2 2 o ( ) d

e N ω sin ωt

dt

Φ

= − = Φ

Từ đó ta thấy nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

3) Khảo sát máy biến áp

Gọi N1. N2 là số vòng của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Gọi U1, U2 là hiệu điện thế 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Gọi I1, I2 là cường độ hiệu dụng của dòng điện 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Trong khoảng thời gian ∆t vô cùng nhỏ từ thông biến thiên gây ra trong mỗi vòng dây của cả hai cuộn suất điện động

bằng o

e

t

∆Φ

= −

∆

Suất điện động trên một cuộn sơ cấp là: e1 = N1eo

Suất điện động trên cuộn thứ cấp: e2 = N2eo

Suy ra, tỉ số điện áp 2 đầu cuộn thứ cấp bằng tỉ số vòng dây của 2 cuộn tương ứng 2 2

1 1

e N

e N

=

Tỉ số e2/e1 không đổi theo thời gian nên ta có thể thay bằng giá trị hiệu dụng ta được 2 2

1 1

E N

E N

= , (1)

Điện trở thuần của cuộn sơ cấp rất nhỏ nên U1 = E1, khi mạch thứ cấp hở nên U2 = E2, (2)

Từ (1) và (2) ta được 2 2

1 1

N U

N U

= , (*)

♦ Nếu N2 > N1 ⇒ U2 > U1 : gọi là máy tăng áp.

♦ Nếu N2 < N1 ⇒ U2 < U1 : gọi là máy hạ áp.

Vì hao phí ở máy biến áp rất nhỏ, coi như công suất ở 2 đầu cuộn thứ cấp và sơ cấp như nhau.

1 2

1 2 1 1 2 2

2 1

U I P P U I U I

U I

= ⇔ = → = , (**)

U1

U2

N1 N2