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

Tiết thao giảng 
Chaøo möøng ngaøy Nhaø giaùo Vieät Nam (20/11) 
Vật lý lớp 12 Vật lý lớp 12 Vật lý lớp 12 
KÍNH CHÀO CÁC THẦY CÔ 
LỚP 12A5 
KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ 
Câu 1 : Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ? 
Câu 2: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều được tính bằng công thức nào? 
Trả lời: 
Câu 1: Khi từ thông qua khung dây biến thiên, trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng và xuất hiện dòng điện cảm ứng. 
Câu 2 : P = U.I.cos  = I 2 R 
Làm sao giảm tối đa hao phí điện năng khi tải đi xa ? 
Bài 16 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
VẬT LÝ 12 CƠ BẢN. CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU . 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
II. MÁY BIẾN ÁP 
III. ỨNG DỤNG CỦA 
 MÁY BIẾN ÁP . 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
Nhà máy điện 
Nơi tiêu thụ 
U 
Công suất phát của nhà máy: 
 : 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 tải: 
 : Điện trở tổng cộng của dây tải. 
Theo công thức trên, có những cách nào để giảm hao phí trên đường dây? 
(Vẽ) 
Biện pháp tốt nhất để giảm là gì ? 
Tăng 
 Kết luận : Để giảm công suất hao phí trên đường dây, ta phải tăng điện áp trước khi truyền tải đi xa. 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
Nhà máy điện 
Nơi tiêu thụ 
U 
Công suất phát của nhà máy: 
 : 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 tải: 
 : Điện trở tổng cộng của dây tải. 
(Vẽ) 
Máy Biến áp 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
Nhà máy điện 
Nơi tiêu thụ 
U 
Công suất phát của nhà máy: 
 : 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 tải: 
 : Điện trở tổng cộng của dây tải. 
(Vẽ) 
 Kết luận : Để giảm công suất hao phí trên đường dây, ta phải tăng điện áp trước khi truyền tải đi xa. 
Máy Biến áp là gì ? 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
 Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều). 
II. MÁY BIẾN ÁP 
U 1 
D 1 
D 2 
U 2 
U 1 
D 2 
D 1 
U 2 
(Vẽ) 
(Vẽ) 
 1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a. C ấu tạo : 
b. Nguyên tắc hoạt động : 
 
Ho¹t ® éng cña m¸y biÕn ¸p dùa trªn hiÖn t­îng c¶m øng ® iÖn tõ 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
II. MÁY BIẾN ÁP 
 1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a) TN 1 : Khóa K ngắt (chế độ không tải) I 2 = 0. 
 2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp. 
R 
K 
 Đặc tính biến áp: 
 Tỉ số các điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp luôn luôn bằng tỉ số các số vòng dây của hai cuộn đó. 
 : Máy tăng áp 
 : Máy h ạ áp 
 Khi biến áp ở chế độ không tải thì hầu như không tiêu thụ điện năng. 
 Gi ải thích sơ đồ thí nghiệm ? 
(Ghi ở SGK) 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
II. MÁY BIẾN ÁP 
 1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a) TN 1 : Khóa K ngắt (chế độ không tải) I 2 = 0. 
 2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp. 
R 
K 
 Đặc tính biến áp: 
 : Máy tăng áp 
 : Máy h ạ áp 
a) TN 2 : Khóa K đóng (chế độ có tải). 
 Khi biến áp có tải thì cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp tăng theo cường độ hiệu dụng ở cuộn thứ cấp. 
 Khi biến áp có tải nếu cường độ hiệu dụng cuộn thứ cấp I 2 vượt quá định mức sẽ tỏa nhiệt nhiều làm nóng biến áp, hao phí điện, có thể cháy biến áp. 
 Biến áp có tải trong điều kiện lý tưởng 
(H 100%): 
K ết luận: (SGK) 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
II. MÁY BIẾN ÁP 
 1. Truy ền tải điện năng . 
 Dùng máy biến áp tăng áp trước khi tải đi và hạ áp từng bước khi đến nơi tiêu thụ. 
III. ỨNG DỤNG CỦA 
 MÁY BIẾN ÁP . 
10 -25 kV 
110-500 kV 
35 kV 
6kV 
Sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng 
6kV 
220V 
Khu d ân cư 
Phân phối điện năng và truyền tải đi các nơi tiêu thụ là rất cần thiết. 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
II. MÁY BIẾN ÁP 
III. ỨNG DỤNG CỦA 
 MÁY BIẾN ÁP . 
 2. Nấu chảy kim loại, hàn điện. 
 Máy hàn điện nấu chảy kim loại hoạt động theo nguyên tắc biến áp. 
N ấu chảy kim loại theo nguyên tắc biến áp . 
 Năm 1891 : M áy biến á p Tesla được chế tạo bởi Nikola Tesla , có khả năng tạo ra dòng điện xoay chiều với tần số và điện áp 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 
Máy biến áp “THIBIDI” 
 (ViỆT NAM) 
Máy biến áp 1 pha 
Máy biến áp 3 pha 
Máy biến áp Khô 
Máy biến áp Hợp bộ 
Biến áp và ổn áp gia đình 
ROBOT 
LIOA 
Câu 1 : Máy biến áp dùng để: 
 A. Giữ cho điện áp luôn ổn định, không đổi 
 B. Giữ cho cường độ dòng điện luôn ổn định, không đổi 
 C. Làm tăng hay giảm cường độ dòng điện 
 D. Làm tăng hay giảm điện áp. 
 Câu 2 . Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế dựa vào: 
 A. Hiện tượng tự cảm 
 D. Tác dụng của lực từ 
 B. Hiện tượng cảm ứng điện từ 
 C. Việc sử dụng từ trường quay 
Caâu 14 . Khi hieäu ñieän theá thöù caáp maùy taêng theá cuûa ñöôøng daây taûi ñieän Baø Ròa – Caàn thô laø 200 KV, thì tæ leä hao phí do taûi ñieän naêng laø 10%. Muoán tæ leä hao phí chæ coøn 2,5% thì hieäu ñieän theá cuoän thöù caáp taïi Baø Ròa. 
 A. Taêng theâm 400KV B. Taêng theâm 200KV x 
 C. Giaûm bôùt 400KV D. Giaûm bôùt 200KV 
Caâu 14 . Khi hieäu ñieän theá thöù caáp maùy taêng theá cuûa ñöôøng daây taûi ñieän Baø Ròa – Caàn thô laø 200 KV, thì tæ leä hao phí do taûi ñieän naêng laø 10%. Muoán tæ leä hao phí chæ coøn 2,5% thì hieäu ñieän theá cuoän thöù caáp taïi Baø Ròa. 
 A. Taêng theâm 400KV B. Taêng theâm 200KV x 
 C. Giaûm bôùt 400KV D. Giaûm bôùt 200KV 
Câu 3:Một máy biến thế có số vòng dây cuộn sơ cấp là 900 vòng, cuộn thứ cấp là 60 vòng. Hiệu điện thế ở mạch thứ cấp là 50V. Hiệu điện thế ở mạch sơ cấp là: 
 A. 75 V 
 B. 750 V 
D. 300/9 V 
 C. 30/9 V 
 XIN TRÂN TRỌNG CẢM ƠN CÁC THÀY CÔ! 
Mến chào các em học sinh! 
I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI 
 ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
II. MÁY BIẾN ÁP 
 1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a) TN 1: Khóa K ngắt (chế độ không tải) I 2 = 0. 
 2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp. 
R 
K 
Khảo sát đặc tính biến áp. 
N 2 
N 1 
U 1 
U 2 
600 
600 
600 
600 
600 
200 
600 
1200 
200 
600 
40 
120 
120 
120 
80 
80 
120 
40 
80 
160 
1 
1 
1 
1 
3 
3 
2 
2 
 T ính và ? 
= 
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. M ÁY BIẾN ÁP 
10 kV 
200 kV 
5000 V 
220 V 
Giải thích sơ đồ truyền tải điện năng đi xa 
Nhà máy phát điện 
Tăng áp 
Hạ áp 
Tải đi xa 
Hạ áp 
Nơi tiêu thụ 
Giaûi thích nguyeân taéc haøn ñieän trong sô ñoà sau: 
I 1 
I 2 
N 1 
N 2 
I 2 lôùn neân nhieät toûa ra (Q 2 ) raát lôùn. 
N ấu chảy kim loại theo nguyên tắc biến áp.