Một học sinh quấn một máy biến áp với lõi sắt không phân nhánh, có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,9 U. Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 50 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong đó. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến áp này là:
A. 1900 vòng
B. 3000 vòng
C. 1950 vòng
D. 2900 vòng
Đáp án B
Ta có: N2 = 2N1.
- Vì cuộn thứ cấp có 50 vòng dây quấn ngược, nên ta có phương trình:
⇒ Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến áp là 3000 vòng.
Gói VIP thi online tại VietJack (chỉ 400k/1 năm học), luyện tập gần 1 triệu câu hỏi có đáp án chi tiết
Điện năng được truyền từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải một pha. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 80%. Cho công suất truyền đi không đổi và hệ số công suất ở nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) luôn bằng 0,8. Để giảm hao phí trên đường dây 4 lần thì cần phải tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên n lần. Giá trị của n là
Một máy biến áp lý tưởng có số vòng của hai cuộn dây là N1 và N2. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây N1 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây N2 là 3U. Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây N2 một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 6U thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây N1 là
Điện năng được tải từ một máy phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây có điện trở R = 50 . Biết điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp máy hạ thế lần lượt là U1 = 2000 V, U2 = 200 V. Cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp máy hạ thế I2 = 200A. Cho rằng điện áp và cường độ dòng điện tại các nơi luôn đồng pha nhau, máy biến áp là lý tưởng. Hiệu suất truyền tải điện là
Trạm phát điện truyền đi công suất 550 kW, điện áp nơi phát bằng 10 kV. Coi hệ số công suất nơi phát bằng 1. Muốn công suất hao phí trên đường giây không vượt quá 10% công suất truyền đi thì điện trở của dây tải điện không được vượt quá giá trị
Một máy tăng áp có tỉ số vòng dây giữa hai cuộn dây là 2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz. Tần số dòng điện hai đầu cuộn thứ cấp bằng
Trong truyền tải điện năng đi xa bằng máy biến áp. Biết cường độ dòng điện luôn cùng pha so với điện áp hai đầu nơi truyền đi. Nếu điện áp ở nơi phát tăng 20 lần thì công suất hao phí trên đường dây giảm:
Nguời ta cần truyền đi xa một công suất điện 1 MW dưới điện áp 6 kV, mạch có hệ số công suất = 0,9. Để hiệu suất truyền tải điện không nhỏ hơn 80% thì điện trở R của đường dây phải thỏa mãn:
Điện năng được truyền đi với công suất P trên một đường dây tải điện với một điện áp ở trạm truyền là U, hiệu suất của quá trình truyền tải là 90%. Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện nhưng giảm công suất truyền tải đi 2 lần thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là
Điện áp hiệu dụng giữa hai cực của một trạm phát điện cần tăng lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện 100 lần, với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi ?. Biết rằng khi chưa tăng điện áp độ giảm điện áp trên đường dây tải điện bằng 5% điện áp hiệu dụng giữa hai cực của trạm phát điện. Coi cường độ dòng điện trong mạch luôn cùng pha với điện áp đặt lên đường dây.
Một người định quấn một máy hạ áp từ điện áp U1 = 220 V xuông U2 = 90 V với lõi không phân nhánh, xem máy biến áp là lí tưởng, khi máy làm việc thì suất điện động hiệu dụng xuất hiện trên mỗi vòng dây là 2 Vôn/vòng. Người đó quấn đúng hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại quấn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ cấp. Khi thử máy với điện áp U1 = 220 V thì điện áp hai đầu cuộn thứ cấp đo được là 110 V. Số vòng dây bị quấn ngược là
Điện năng ở một trạm điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV, hiệu suất trong quá trình truyền tải là 80%. Biết công suất truyền đi là không đổi. Muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải
Một đường dây có điện trở R = 2 , dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ. Điện áp hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là 5000 V, công suất cần truyền tải là 500 kW. Hệ số công suất của mạch điện là 0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất trên đường dây do tỏa nhiệt?
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng, cuộn thứ cấp của máy được nối với biến trở R bằng dây dẫn có điện trở không đổi R0. Gọi cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp là I, điện áp hiệu dụng ở hai đầu biến trở là U. Khi giá trị R tăng thì
Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) các cuộn sơ cấp có cùng số vòng dây nhưng các cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau.
+ Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp để hở của máy đó là 1,5.
+ Khi đạt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2.
+ Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên của hai máy là bằng nhau.
Số vòng dây của cuộn sơ cấp mỗi máy là
Người ta cần truyền một công suất 5 MW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ cách nhau 5km. Hiệu điện thế hiệu dụng cuộn thứ cấp của máy tăng áp là U = 100kV. Cho rằng điện áp luôn cùng pha với dòng điện. Muốn độ giảm thế trên đường dây không quá 1% U thì tiết diện của đường dây dẫn phải thỏa điều kiện nào? Biết điện trở suất của dây tải điện là
I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa
- Công suất phát từ nhà máy phát điện được tính bởi công thức:
- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây được tính theo định luật Jun:
- Do công suất phát đi xác định nên muốn giảm công suất hao phí bằng cách giảm r hoặc tăng Uphát tuy nhiên cách giảm r thì khá tốn kém vì phải chế tạo được vật liệu có điện trở thấp, nếu không thì phải tăng tiết diện dây dẫn đến khối lượng lớn, tăng số lượng cột điện. Nên người ta ưu tiên bằng cách tăng Uphát.
Dẫn đến cần sử dụng những thiết bị biến đổi điện áp.
II. Máy biến áp
1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp
Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều) nhưng không làm thay đổi tần số dòng điện.
Cấu tạo máy biến áp:
Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên một lõi sắt kín.
Nguyên tắc hoạt động:
- Cuộn sơ cấp được nối với nguồn điện xoay chiều E1 nên có dòng điện xoay chiều đi qua cuộn sơ cấp, tạo ra vùng không gian xung quanh từ trường biến thiên.
- Từ trường biến thiên xuyên qua tiết diện của cuộn thứ cấp, tạo ra từ thông biến thiên trên cuộn thứ cấp, làm xuất hiện một suất điện động xoay chiều E2 trên cuộn thứ cấp. Tùy thuộc vào số vòng dây ở hai cuộn mà suất điện động của cuộn thứ cấp có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn suất điện động mà cuộn sơ cấp lấy ra từ nguồn điện.
2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp
- Suất điện động trong mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây của chúng:
- Nếu bỏ qua điện trở dây quấn thì ta được công thức máy biến áp về mối quan hệ tỉ lệ giữa điện áp mỗi cuộn dây và số vòng dây mỗi cuộn:
+ Nếu N2 > N1 ta gọi máy biến áp là máy tăng áp.
+ Nếu N2 < N1 ta gọi máy biến áp là máy hạ áp.
- Hiệu suất của máy biến áp:
- Nếu máy biến áp là lí tưởng (bỏ qua hao phí) và cuộn thứ cấp nối với điện trở R thì ta có:
3. Ứng dụng của máy biến áp
a) Truyền tải điện năng
b) Nấu chảy kim loại, hàn điện
Nấu chảy kim loại bằng bộ biến áp của lò vi sóng cũ