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

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ ĐẾN DỰ GIỜ THĂM LỚP 12C5 
Đieän naêng m à con người söû duïng chủ yếu ñöôïc taïo ra töø ñaâu ? 
Nhà máy thủy điện 
Nhà máy nhiệt điện 
Nhà máy điện nguyên tử 
Nhà máy điện pin mặt trời 
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 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
R 
K 
Nhóm 2 
Nhóm 1 
Nhóm 4 
Nhóm 3 
Nhóm 1 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
U phát : Điện áp hiệu dụng ở hai cực máy phát . 
I: Cường độ hiệu dụng trên đường dây . 
+ Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên 2 dây truyền tải : 
r: Điện trở tổng cộng của dây tải . 
Khi truyền tải điện năng đi xa phải sử dụng thiết bị biến đổi điện áp . Trước khi tải điện đi phải tăng điện áp , đến nơi sử dụng phải giảm điện áp . 
Nhà máy điện 
Nơi tiêu thụ 
U 
r/2 
r/2 
P phát = 
+ Công suất phát P phát của nhà máy : 
Kết luận : 
Nêu các phương án giảm công suất hao phí , phương án nào là tối ưu ? 
(SGK) 
U phát .I 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
R 
K 
Nhóm 2 
Nhóm 1 
Nhóm 4 
Nhóm 3 
Nhóm 2 
 Máy biến áp dùng trong gia đình 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
 I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
 II. MÁY BIẾN ÁP 
Máy biến áp là gì ? 
Là thiết bị dùng để biến đổi điện áp ( cường độ ) xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó . 
 
 
 
R 
Cuộn sơ cấp 
Cuộn thứ cấp 
 
 
 
R 
Cuộn sơ cấp 
Cuộn thứ cấp 
1. Cấu tạo và nguyên tắc của hoạt động máy biến áp 
a) Cấu tạo : 
Hai bộ phận chính là 
 Lõi biến áp và hai cuộn dây có số vòng khác nhau . 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
II. MÁY BIẾN ÁP 
 Lõi biến áp và hai cuộn dây có số vòng khác nhau . 
a) Cấu tạo : 
 Lõi biến áp và hai cuộn dây có số vòng khác nhau . 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
II. MÁY BIẾN ÁP 
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp 
a. Cấu tạo : 
Sơ đồ cấu tạo của máy biến áp 
Kí hiệu máy biến áp trong mạch điện 
Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng gì ? 
Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
II. MÁY BIẾN ÁP 
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp 
a. Cấu tạo : 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
b. Nguyên tắc hoạt động : 
 
CUỘN SƠ CẤP 
CUỘN THỨ CẤP 
Mô phỏng hoạt động của MBA 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
R 
K 
Nhóm 2 
Nhóm 1 
Nhóm 4 
Nhóm 3 
 R 
K 
 R 
K 
Nhóm 3 
Trường hợp nào gọi là máy tăng áp , máy hạ áp ? 
 Nếu 
: M á y tăng á p. 
: M á y hạ á p. 
Nếu 
V 1 
A 1 
V 2 
A 2 
K 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
 II. MÁY BIẾN ÁP 
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp 
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp 
Một máy biến áp có thể làm việc ở hai chế độ : a. Cuộn thứ cấp hở mạch ( chế độ không tải ) I 2 = 0 
Máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng từ biểu thức rút ra kết luận gì ? 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
II. MÁY BIẾN ÁP 
 1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp 
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp 
Một máy biến áp có thể làm việc ở hai chế độ : 
a. Cuộn thứ cấp hở mạch ( chế độ không tải ) I 2 = 0 
b. Cuộn thứ cấp nối với mạch tiêu thụ ( chế độ có tải ) I 2 ≠ 0 
Kết luận : (SGK) 
( lí tưởng ) 
LỊCH SỬ CỦA MÁY BIẾN ÁP 
 Năm 1831 : Michael Faraday phát hiện ra hiện tượng dòng điện tạo ra từ trường và ngược lại, sự biến thiên từ trường cũng tạo ra dòng điện. 
 Năm 1884 : máy biến á p đầu tiên được sáng chế ra bởi Károly Zipernowsky , Miksa Déri và Ottó Titusz Bláthy . 
 Năm 1886 : máy biến á p cho điện xoay chiều lần đầu tiên được đưa vào sử dụng tại Massachusetts , Mỹ . 
 Năm 1889 : Mikhail Dolivo-Dobrovolsky chế tạo ra máy biến á p 3 pha đầu tiên. 
 Năm 1891 : M áy biến áp T es la được chế tạo bởi Nikola Tesla , có khả năng tạo ra dòng điện xoay chiều với tần số và hiệu điện thế cao và hiện nay đang được sử dụng ở n ước ta . 
Nikola Tesla 
(1899-1943) 
Người Nam Tư 
Nhà Vật lý nổi tiếng về điện từ và là cha đẻ của máy biến áp Tesla 
Micheal Faraday 
(1791-1867) 
Người Anh 
Nhà Vật lý và Hóa học 
nổi tiếng về điện từ ; cảm ứng điện từ và định luật Faraday 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
R 
K 
Nhóm 2 
Nhóm 1 
Nhóm 4 
Nhóm 3 
Nhóm 4 
10kV 
200kV 
5000V 
220 V 
Hãy giải thích sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng ? 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
II. MÁY BIẾN ÁP 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
III. ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP 
1. Truyền tải điện năng 
MÁY 
HẠ 
ÁP 
MÁY 
HẠ 
ÁP 
MÁY 
PHÁT 
ĐIỆN 
MÁY 
TĂNG 
ÁP 
 Đ­êng d©y cao thÕ 
10kV 
200kV 
5000V 
220V 
Khu dân cư 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
 II. MÁY BIẾN ÁP 
 I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
 III. ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP 
1. Truyền tải điện năng 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
II. MÁY BIẾN ÁP 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
III. ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP 
1. Truyền tải điện năng 
2. Nấu chảy kim loại , hàn điện 
I 1 
I 2 
N 1 
N 2 
R 
Giải thích nguyên tắc hàn điện 
Nếu N 1 >>N 2 thì I 2 >>I 1 do đó nhiệt lượng tỏa ra lớn  Hình thành mối hàn hoặc nấu chảy kim loại 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
R 
K 
CỦNG CỐ, GIAO VIỆC 
Nhóm 2 
Nhóm 1 
Nhóm 4 
Nhóm 3 
CỦNG CỐ 
Nơi tiêu thụ 
Nhà máy điện 
Hao phí 
Giảm 
Hao phí 
Tăng điện áp trước khi truyền tải và hạ điện áp khi đến nơi tiêu thụ 
Máy biến áp 
Tăng áp 
Hạ áp 
CỦNG CỐ 
Tăng áp 
Nơi tiêu thụ 
Nhà máy điện 
Máy biến áp 
Hạ áp 
Cấu tạo 
& 
nguyên tắc hoạt động 
Công thức máy biến áp 
Ứng dụng 
GIAO VIỆC VỀ NHÀ 
Máy phát điện xoay chiều một pha 
Nhóm 1+2 
Máy phát điện xoay chiều ba pha 
Nhóm 3+4 
II.2: Giảm tải 
Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
R 
K 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Nhóm 2 
Nhóm 1 
Nhóm 4 
Nhóm 3 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 1: Hiện nay người ta thường dùng cách nào để làm giảm hao phí khi truyền tải điện năng đi xa ? 
A. Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải . 
B. Xây dựng nhà máy điện gần nơi tiêu thụ . 
C. Làm dây dẫn bằng vật liệu siêu dẫn . 
D. Tăng điện áp trước khi truyền tải điện năng . 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 2: Chọn câu sai . 
Máy biến áp ? 
A. Hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ . 
B. Có hai cuộn dây ( cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp ) có số vòng dây khác nhau . 
D. Tần số dòng điện xoay chiều ở hai cuộn dây bằng nhau . 
C. Có thể biến đổi điện áp của dòng điện không đổi . 
Câu 3: Với cùng một công suất cần truyền tải, nếu tăng điện áp hiệu dụng ở nơi truyền tải lên 20 lần thì công suất hao phí trên đường dây 
D. tăng 20 lần . 
C. tăng 400 lần . 
B. giảm 20 lần . 
A. giảm 400 lần . 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 4: Hai cuộn dây của một máy biến áp lí tưởng có số vòng cuộn sơ cấp là 200 vòng và cuộn thứ cấp là 600 vòng. Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoa y chiều có U 1 =12V thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp là 
B. 36V 
C. 4V 
D. 24V 
A. 12V 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Chúc các em học tốt! 
KÍNH CHÚC SỨC KHỎE QUÝ THẦY CÔ GIÁO 
Câu 5: Cần truyền đi một công suất điện 1200kW theo một đường dây tải điện có điện trở tổng cộng là 20 Ω . Tính công suất hao phí trên đường dây tải điện. Khi điện áp hiệu dụng ở hai đầu dây dẫn nơi truyền đi là 40kV 
A. 18kW 
B. 36kW 
C. 12kW 
D. 24kW 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 6. Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 1000 vòng , của cuộn thứ cấp là 100 vòng . Điện áp và cường độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp là 24V và 10A. Điện áp và cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là 
A. 240V; 100A	B. 240V; 1A	 
C. 24V; 100A	D. 24V; 1A 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 7: Một máy biến thế có hao phí bên trong xem như không đáng kể , khi cuộn 1 nối với nguồn xoay chiều U 1 =110V thì hiệu điện thế đo được ở cuộn 2 là U 2 =220V. Nếu nối cuôn 2 với nguồn xoay chiều U 1 thì hiệu điện thế hiệu dụng đo được ở cuộn 1 là 
A. 55V 
B. 110V 
C. 45V 
D. 220V 
Chúc các em học tốt! 
KÍNH CHÚC SỨC KHỎE QUÝ THẦY CÔ GIÁO