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

TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG.MÁY BIẾN ÁP. 
Lớp 12 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
? 
1- H·y nh¾c l¹i hai c¸ch tÝnh c«ng suÊt cña m¹ch ® iÖn xoay chiÒu ? 
2- Đ Ó gi¶m hao phÝ ® iÖn n ă ng trªn ®­ êng d©y t¶i ® iÖn th ì c¸c c¬ së sö dông ® iÖn n ă ng ph¶i lµm thÕ nµo ? 
TRẢ LỜI CÂU HỎI 
Để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện thì các cơ sở sử dụng điện năng phải bố trí các mạch điện sao cho hệ số công suất lớn . 
MỘT SỐ HÌNH ẢNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN Ở NƯỚC TA 
Nhà máy thủy điện Hòa Bình 
Nhà máy thủy điện Hòa Bình 
Nhà máy thủy điện SÊ SAN 3A 
MỘT SỐ HÌNH ẢNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN Ở NƯỚC TA 
Nhà máy thủy điện Tây Nguyên 
MỘT SỐ HÌNH ẢNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN Ở NƯỚC TA 
MỘT SỐ HÌNH ẢNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN Ở NƯỚC TA 
 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa làm thế nào để giảm được hao phí điện năng ? 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
Nhà máy điện 
Nơi tiêu thụ 
U 
r/2 
r/2 
 - Công suất phát từ nhà máy : 
P phát = U phát . I 
- Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây: 
Muốn giảm được công suất hao phí ta cần phải làm gì ? 
 Muốn giảm P hp ta phải giảm R ( không thực tế ) hoặc tăng U phát ( hiệu quả ). 
 Kết luận : Khi truyền tải điện năng phải sử dụng thiết bị biến đổi điện áp . Trước khi tải đi phải tăng điện áp , đến nơi sử dụng phải giảm điện áp . 
Máy biến áp 1 pha 
Máy biến áp 3 pha 
Máy biến áp Khô 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
Máy biến áp là gì ? 
Khái niệm: Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều). 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
U 1 
D 1 
D 2 
U 2 
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a- Cấu tạo: 
 - Bộ phận chính là khung sắt non có pha silic gọi là lõi biến áp và hai cuộn dây dẫn quấn trên hai cạnh đối diện của khung . 
 - Cuộn dây D 1 có N 1 vòng nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp . Cuộn dây D 2 có N 2 vòng nối với các cơ sở tiêu thụ điện gọi là cuộn thứ cấp . 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a- Cấu tạo: 
b- Nguyên tắc hoạt động: 
 
Ho ạt động của máy biến áp . 
Cu ộn sơ cấp 
Cu ộn th ứ cấp 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a- Cấu tạo: 
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: 
  =  0 cos t 
- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp: 
  1 = N 1  0 cos t 
  2 = N 2  0 cos t 
- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e 2 : 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a- Cấu tạo: 
b- Nguyên tắc hoạt động: 
Nhận xét gì về tần số dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp ? 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a- Cấu tạo: 
b- Nguyên tắc hoạt động: 
Tại sao các điện áp ở hai cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có cùng tần số ? 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp. 
a- Cấu tạo: 
b- Nguyên tắc hoạt động: 
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. 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
1. Cấu tạo và nguyên tắc 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 : 
- Cuộn thứ cấp hở mạch ( Chế độ không tải ) I 2 = 0: 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
1. Cấu tạo và nguyên tắc 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 : 
- Cuộn thứ cấp hở mạch ( Chế độ không tải ) I 2 = 0: 
Trường hợp nào gọi là máy tăng áp , máy hạ áp ? 
 Nếu 
> 1: Máy tăng áp. 
< 1: Máy hạ áp. 
Nếu 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
II- MÁY BIẾN ÁP. 
1. Cấu tạo và nguyên tắc 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 : 
- Cuộn thứ cấp hở mạch ( Chế độ không tải ) I 2 = 0: 
- Cuộn thứ cấp nối với mạch tiêu thụ ( Chế độ có tải ) I 2 0: 
Máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng từ các biểu thức rút ra kết luận gì ? 
Kết luận : SGK – Trang 89 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
 I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
 II- MÁY BIẾN ÁP. 
III- ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP. 
1) Truyền tải điện năng . 
10kV 
200kV 
5000V 
220 V 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
 I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
 II- MÁY BIẾN ÁP. 
III- ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP. 
1) Truyền tải điện năng . 
Hãy giải thích sơ đồ truyền tải điện năng ? 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
 I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
 II- MÁY BIẾN ÁP. 
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 
Tiết 28-Bài 16 . TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 
 I- BÀI TOÀN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA. 
 II- MÁY BIẾN ÁP. 
III- ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP. 
1) Truyền tải điện năng . 
2) Nấu chảy kim loại , hàn điện . 
Giải thích nguyên tắc hàn điện 
I 1 
I 2 
N 1 
N 2 
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 
R 
LIOA 
LIOA 
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 bi ến 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 thế Tesla 
Michael Faraday 
(1791-1867)- người Anh 
Nhà Vật lý và Hóa học 
Nổi tiếng về điện từ ; cảm ứng điện từ và định luật Faraday 
Củng cố bài 
 A. 
B. 
C. Giảm 10 lần 
D. Không thay đổi 
SAI 
SAI 
ĐÚNG 
SAI 
Tăng 10 lần . 
Giảm 100 lần 
 Câu 1: Dùng máy biến áp có số vòng cuộn dây thứ cấp gấp 10 lần số vòng cuộn dây sơ cấp để truyền tải điện năng thì công suất hao phí điện năng trên dây tăng hay giảm bao nhiêu ? 
Củng cố bài 
Câu 2: Chọn câu sai . 
 Máy biến áp : 
Hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ . 
A. 
B. 
 C. 
 D. 
Lõi thép gồm các lá thép mỏng để hạn chế dòng điện Phu-cô . 
Có tần số dòng điện xoay chiều ở hai cuộn dây bằng nhau . 
Có thể biến đổi điện áp của dòng điện không đổi . 
SAI 
SAI 
SAI 
ĐÚNG 
Câu 3: Chọn câu đúng . 
Dòng điện xoay chiều trong hai cuộn dây của máy biến áp 
CỦNG CỐ 
A. Chạy trực tiếp từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp . 
B. Có tần số thay đổi theo thời gian . 
C. Cường độ hiệu dụng tăng lên ba lần nếu điện áp hiệu dụng giảm ba lần . 
D. Có cường không đổi theo thời gian . 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
SAI 
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 xoay chiều có U=12V thì điện áp ở hai đầu cuộn thứ cấp là : 
CỦNG CỐ 
A. 4V.	 
B. 36V. 
C. 24V. 
D. 12V. 
SAI 
SAI 
SAI 
ĐÚNG 
 - Những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện , trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất . 
Hướng dẫn về nhà 
- Học thuộc định nghĩa , cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp 
 - Học thuộc các hệ thức ; 
- Làm các bài tập 2;3;4;5;6 Trang 91SGK; 16.1 đến 16.6 SBTVL12 
- T ì m hiểu trước b ài 17- Máy phát điện xoay chiều