Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 16: Truyền tải điện năng máy biến áp (Bản chuẩn kĩ năng)

Nhieät Lieät Chaøo Möøng Caùc Thaày, Coâ Vaø Caùc Em Hoïc Sinh Ñeán Vôùi Tieát Hoïc Ngaøy Hoâm Nay- 
1 
Vật lý 12 - bài 16 
Bài 16 : TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG- MÁY BIẾN ÁP 
I/ Bài toán truyền tải điện năng đi xa . 
II/ Máy biến áp . 
III/ Ứng dụng của máy biến áp 
2 
Vật lý 12 - bài 16 
I-BÀI TOÁN VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG 
- Gọi P là công suất máy phát điện , U là điện áp giữa 2 cực của máy , I là cường độ dòng điện trong dây dẫn . 
-Ta có : 
- Gọi P hp là công suất hao phí trên đường dây do sự toả nhiệt , R là điện trở của dây 
Ta có : 
3 
Vật lý 12 - bài 16 
Thảo luận các cách làm giảm sự hao phí?và chỉ ra thuận lợi , khó khăn của từng cách ? 
Giảm điện trở R của dây dẫn 
( rất tốn kém ). 
Tăng điện áp U khi truyền tải điện 
4 
Vật lý 12 - bài 16 
II-MÁY BIẾN ÁP 
* Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp ( xoay chiều ). 
5 
Vật lý 12 - bài 16 
1- Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp : 
 a) Cấu tạo 
- Lõi biến áp : là khung sắt non 
có pha silic , gồm nhiều lá mỏng 
ghép cách điện . 
- Hai cuộn dây cảm ứng:có số vòng 
khác nhau , có điện trở nhỏ , độ tự cảm lớn , quấn trên 2 cạnh đối diện của khung . 
 + Cuộn sơ cấp D 1 có N 1 vòng,nối với nguồn xoay chiều . 
 + Cuộn thứ cấp D 2 có N 2 vòng,nối với tải tiêu thụ . 
6 
Vật lý 12 - bài 16 
b) Nguyên tắc hoạt động . 
Dựa vào các kiến thức đã học về hiện tượng cảm ứng điện từ ở lơp 11, hãy giải thích nguyên tắc hoạt động của máy biến áp ? 
Máy hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ . 
Điện áp giữa 2 đầu của cuộn sơ cấp và thứ cấp có cùng tần số . 
7 
Vật lý 12 - bài 16 
2-Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp 
a- Trường hợp mạch thứ cấp hở ( không tải)(I 2 = 0) 
Lần lượt thay đổi số vòng và đo điện áp 2 cuộn ta có kết quả : + Đặc tính biến áp : 
N 1 
N 2 
U 1 
U 2 
N 2 /N 1 
U 2 /U 1 
600 
600 
120 
120 
1 
1 
600 
600 
80 
80 
1 
1 
600 
200 
120 
40 
1/3 
1/3 
600 
1200 
80 
160 
2 
2 
200 
600 
60 
180 
3 
3 
R 
K 
V 1 
V 2 
A 2 
2 
A 1 
~ 
8 
Vật lý 12 - bài 16 
* Tỉ số điện áp hiệu dụng ở 2 đầu cuộn thứ cấp và sơ cấp luôn bằng tỉ số các vòng dây của 2 cuộn đó . 
- Nếu 
 U2 > U1 : là máy tăng áp 
- Nếu 
 U2<U1 : là máy hạ áp 
9 
Vật lý 12 - bài 16 
 + Khảo sát công suất :  
Ở chế độ không tải máy biến áp có tiêu thụ điện năng không ? 
* Mạch thứ cấp hở : I 2 = 0 thì I 1 rất nhỏ ( coi như =0) 
* Vậy ở chế độ không tải máy biến áp không tiêu thụ điện năng . 
10 
Vật lý 12 - bài 16 
b/ Trường hợp có tải :( I 2 0 ) 
Trên cả 2 cuộn đều có dòng điện 
* Tìm tỉ số cđdđ và tỉ số điện áp rồi suy ra tỉ số vòng dây ? Nhận xét ? 
* Tỉ số cường độ dòng điện hiệu dụng ở mạch thứ cấp và sơ cấp bằng nghịch đảo tỉ số các vòng dây . 
11 
Vật lý 12 - bài 16 
* Chú ý: Các hệ thức của máy biến áp ở trên là gần đúng trong thực tế . 
III-ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP 
- Truyền tải điện năng : 
Máy phát điện => máy tăng áp => đường dây cao áp => máy hạ áp => nơi tiêu thụ 
- Nấu chảy kim loại , hàn điện : 
Máy hàn có N 2 I 2 >> I 1 => nhiệt độ ở mối hàn rất cao => nóng chảy kim loại . 
12 
Vật lý 12 - bài 16 
13 
Vật lý 12 - bài 16 
Trong việc truyền tải điện năng đi xa , biện pháp để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện là : 
Chọn dây có điện trở suất lớn . 
Giảm tiết diện dây dẫn . 
Tăng điện áp nơi truyền đi . 
Tăng chiều dài của dây . 
14 
Vật lý 12 - bài 16 
Để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện n lần , trước khi truyền tải , điện áp phải được : 
Giảm đi n lần 
Tăng lên n 2 lần . 
Giảm đi n 2 lần . 
Tăng lên lần 
15 
Vật lý 12 - bài 16 
 Một máy biến áp , cuộn sơ cấp có 1000 vòng được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V , khi đó điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp để hở là 484V, bỏ qua mọi hao phí.Số vòng của cuộn thứ cấp là : 
A.2500 
B.1100 
C.2000 
D.2200 
16 
Vật lý 12 - bài 16 
Xin Caûm Ôn Söï Coù Maët Cuûa Caùc Thaày, Coâ Vaø Caùc Em Hoïc Sinh - 
Xin Chaøo 
Heïn Gaëp Laïi 
17 
Vật lý 12 - bài 16