"Truyền tải điện năng. Máy biến đổi áp" là một nội dung kỹ năng của công tác Vật lí lớp 12.

Bạn đang xem: Máy biến áp lớp 12

Ở bài học này, firmitebg.com đang tổng vừa lòng những triết lý trọng trung khu và phương thức giải bài xích tập một cách dễ hiểu nhất.


BÀI 16. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Vấn đề truyền mua điện năng đi xa

+ Điện năng phân phát ra từ nhà máy điện, được truyền mang lại nơi tiêu tốn trên một con đường dây bao gồm điện trở tổng cộng là r. Điện áp ở nhì cực của máy phát là Uphát (xác định từ nhà máy).

Công suất phân phát từ nhà máy sản xuất là: Pphát = Uphát.ICông suất hao phí bởi tỏa nhiệt trên dây là: ( mrfrac mP_ mphát^2 mU_ mphá t^2 = mP_ mphát^2frac mr mU_ mphát^2)

+ Trong quá trình truyền cài đặt điện năng từ nhà máy điện đi xa, thời điểm “đưa” điện năng khởi thủy dây truyền tải, buộc phải tìm biện pháp tăng năng lượng điện áp. Lúc tới nơi tiêu thụ, để đảm bảo bình yên cho việc sử dụng, buộc phải giảm năng lượng điện áp ⇒ Trong quy trình truyền thiết lập điện năng phải sử dụng thiết bị biến hóa điện áp.

2. Máy phát triển thành áp

a) Khái niệm: Là đa số thiết bị tất cả khả năng chuyển đổi điện áp (xoay chiều) cùng không làm thay đổi tần số của nó.

b) cấu tạo và vẻ ngoài hoạt động

+ Cấu tạo

Gồm bao gồm hai cuộn dây : cuộn sơ cấp có N1 vòng và cuộn thiết bị cấp bao gồm N2 vòng. Lõi vươn lên là áp với nhiều lá sắt mỏng manh ghép giải pháp điện với nhau nhằm tránh dòng Fu-cô và tăng cường từ trải qua mạch.Số vòng dây ở hai cuộn đề xuất khác nhau, tuỳ trực thuộc nhiệm vụ của dòng sản phẩm mà rất có thể N1 > N2 hoặc ngược lại.Cuộn sơ cấp cho nối với điện áp nguồn xoay chiều còn cuộn thứ cấp nối với thiết lập tiêu thụ điện.

+ nguyên tắc hoạt động: Đặt năng lượng điện áp luân chuyển chiều tần số f ở nhì đầu cuộn sơ cấp. Nó gây nên sự đổi thay thiên tự thông trong nhị cuộn. Từ trải qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp cho và thứ cấp cho là như nhau; call từ thông này là:

f = f0cosωt (Wb).

⇒ Từ thông qua cuộn sơ cấp cho và thứ cấp cho lần lượt là F1 = N1f0cosωt và F2 = N2f0cosωt

⇒ Suất điện đụng trong cuộn sơ cấp và trang bị cấp: e1 = ωN1f0sinωt và e2 = ωN2f0sinωt

⇒ Suất điện đụng hiệu dụng xuất hiện trên nhì cuộn sơ cấp và thứ cung cấp lần lượt là:

( extE_1=fracomega N_1phi _0sqrt2) và ( extE_2=fracomega N_2phi _0sqrt2)

c) Đặc trưng máy biến áp lí tưởng:

+ Máy đổi thay áp là lí tưởng (các dây quấn không tồn tại điện trở) phải suất điện hễ hiệu dụng xuất hiện trên hai cuộn dây cũng chính là điện áp hiệu dụng ở hai đầu những cuộn dây này.

Do đó : U1 = E1 cùng U2 = E2.

Ta có : (fracU_2U_1=fracN_2N_1)

⇒ Tỉ số các điện áp hiệu dụng ở nhị đầu cuộn thứ cung cấp và cuộn sơ cấp luôn luôn luôn bởi tỉ số những số vòng dây của nhì cuộn đó.

Nếu đồ vật được nối với mua thì cường độ loại điện năng lượng điện hiệu dụng ở nhị cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là I1 với I2 thỏa mãn : (fracU_2U_1=fracN_2N_1=fracI_1I_2)

d) Ứng dụng của máy biến áp

Truyền mua điện năng, trong số ấy có cả tăng áp với hạ áp.Nấu tung kim loại, hàn điện.

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu C1 (trang 86 SGK vật lí 12):

Tại sao mong muốn giảm r, lại cần tăng ngày tiết diện dây cùng tăng khối lượng đồng?

Trả lời:

Điện trở r của dây dẫn được khẳng định theo phương pháp (r= ho fracell S)

Vậy nếu muốn giảm r thì buộc phải tăng ngày tiết diện S lên. Mà trọng lượng dây: m = D.V = D.ℓ.S nên trọng lượng dây đồng tăng lên.

Câu C2 (trang 88 SGK đồ dùng lí 12):

Tại sao các điện áp ở nhì cuộn sơ cấp cho và đồ vật cấp bao gồm cùng tần số?

Trả lời:

Điện áp ở hai cuộn sơ cấp cho và thứ cấp có cùng tần số vì số đông mọi con đường sức từ vì chưng dòng điện sơ cấp gây nên đều trải qua cuộn thiết bị cấp, có thể nói rằng từ thông qua mỗi vòng dây của cuộn sơ cung cấp và thứ cấp cho là như nhau.

Câu C3 (trang 88 SGK vật dụng lí 12):

Giải đam mê sơ đồ thí nghiệm hình 16.4.

*

Trả lời:

Vôn kế V1, V2: dùng để làm đo những điện áp ở nhị đầu cuộn sơ cung cấp và cuộn trang bị cấp.Ampe kế A1, A2: dùng để đo các cường độ cái điện chạy qua cuộn sơ cấp cho và vật dụng cấp.Khóa K: dùng làm đóng, ngắt mạch qua thiết lập R nghỉ ngơi cuộn vật dụng cấp.

Câu C4 (trang 90 SGK đồ gia dụng lí 12):

Giải mê say sơ trang bị truyền mua điện năng trên hình 16.5.

*

Trả lời:

Trong quá trình truyền tải điện năng từ nhà máy sản xuất điện đi xa, dịp “đưa” điện năng xuất hành dây truyền tải, phải tìm biện pháp tăng năng lượng điện áp. Khi đến nơi tiêu thụ, để đảm bảo an toàn cho việc sử dụng, đề nghị giảm năng lượng điện áp ⇒ Trong quy trình truyền thiết lập điện năng phải thực hiện thiết bị đổi khác điện áp.Điện áp đầu ra của nhà máy năng lượng điện là 10 kV, trước lúc truyền ra đi điện áp này thường được tăng mang lại giá trị 200 kV bằng máy tăng áp. Gần mang lại nơi tiêu thụ, bạn ta dùng máy hạ áp để sút điện áp xuống 5000 V cho nơi tiêu hao (gia đình, công sở) điện áp là 220 V.

Câu C5 (trang 90 SGK vật lí 12):

Giải say đắm máy hàn điểm theo nguyên tắc biến áp trên hình 16.6.

*

Trả lời:

Số vòng cuộn thứ cấp cho N2 = 5 vòng khôn cùng ít đối với số vòng cuộn dây sơ cung cấp là N1 = 1000 vòng.Cường độ mẫu điện tỉ lệ nghịch với số vòng dây, buộc phải cường độ của cuộn thứ cấp I2 là khôn cùng lớn.Dưới tác dụng của cường độ loại điện này, que hàn rét chảy cùng hàn bám hai tấm sắt kẽm kim loại vào nhau.

IV. CÂU HỎI – BÀI TẬP

Bài 1 (trang 91 SGK trang bị Lí 12):

Máy trở nên áp là gì? Nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc của vươn lên là áp.

Lời giải:

Máy phát triển thành áp là thiết bị bao gồm khả năng biến đổi điện áp luân chuyển chiều.Cấu tạo: Lõi fe non hình chữ nhật. Nhì cuộn dây N1, N2 tất cả số vòng dây quấn khác nhau. Cuộn dây N1 nối với nguồn điện hotline là cuộn sơ cấp, cuộn dây N2 nối với sở hữu tiêu thụ call là cuộn đồ vật cấp.Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng chạm màn hình điện từ, mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào năng lượng điện áp xoay chiều tất cả tần số f. Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp tạo ra từ thông biến chuyển thiên trong lõi sắt đi mang lại cuộn thứ cung cấp làm mở ra suất điện động cảm ứng. Khi máy trở thành áp chuyển động trong cuộn lắp thêm cấp lộ diện dòng năng lượng điện xoay chiều cùng tần số với loại điện làm việc cuộn sơ cấp.

Bài 2 (trang 91 SGK đồ Lí 12):

Máy biến áp lí tưởng làm việc thông thường có tỉ số (fracN_2N_1=3 )khi (U1, I1) = (360 V, 6 A) thì (U2, I2) bằng bao nhiêu?

A. (1080 V, 18 A). B. (120 V, 2 A) C. (1080 V, 2 A) D. (120 V, 18 A)

Lời giải: chọn C.

Máy biến hóa áp lí tưởng đề xuất ta có:

(fracU_2U_1=fracN_2N_1=fracI_1I_2=3Leftrightarrow fracU_2U_1=fracI_1I_2=3Leftrightarrow fracU_2360=frac6I_2=3Rightarrow left{ eginalign và U_2=1080,V \ và I_2=2,A \ endalign ight.)

Bài 3 (trang 91 SGK vật dụng Lí 12):

Một trở nên áp bao gồm cuộn sơ cấp có 2000 vòng, cuộn đồ vật cấp gồm 100 vòng, điện áp với cường độ ở mạch sơ cấp cho là 120 V, 0,8 A. Điện áp và hiệu suất ở cuộn thứ cấp cho là bao nhiêu?

A. 6 V, 96 W. B. 240 V, 96 W. C. 6 V, 4,8 W. D. 120 V, 4,8 W.

Lời giải: chọn B.

Máy vươn lên là áp lí tưởng buộc phải ta có:

(fracU_2U_1=fracI_1I_2=fracN_2N_1=frac2000100Leftrightarrow fracU_2U_1=fracI_1I_2=20Leftrightarrow fracU_2120=frac0,8I_2=20Rightarrow left{ eginalign & U_2=240,V \ & I_2=0,4,A \ endalign ight.)

Công suất nghỉ ngơi cuộn thứ cấp là : P2 = U2.I2 = 240.0,4 = 96 W.

Bài 4 (trang 91 SGK đồ vật Lí 12):

Một biến chuyển áp gồm hai cuộn dây lần lượt gồm 10000 vòng với 200 vòng.

a) ước ao tăng áp thì cuộn như thế nào là cuộn sơ cấp? nếu đặt vào cuộn sơ cấp cho điện áp hiệu dụng 220 V thì năng lượng điện áp hiệu dụng ngơi nghỉ cuộn sản phẩm công nghệ cấp bởi bao nhiêu?

b) Cuộn nào gồm tiết diện dây bự hơn?

Lời giải: chọn A.

a) hy vọng tăng áp thì số vòng của cuộn dây thứ cấp cho phải lớn hơn số vòng dây của cuộn sơ cấp. Vì thế số vòng cuộn sơ cấp cho N1 = 200 vòng, số vòng của cuộn thứ cấp cho N2 = 10000 vòng.

Ta có: (fracU_2U_1=fracN_2N_1Leftrightarrow fracU_2220=frac1000200Rightarrow U_2=11000,V)

b) Cuộn sơ cấp tất cả tiết diện dây lớn hơn vì N1 Bài 5 (trang 91 SGK trang bị Lí 12):

Máy đổi thay áp lí tưởng hỗ trợ một mẫu điện 30 A dưới một năng lượng điện áp hiệu dụng 220 V. Điện áp hiệu dụng sinh sống cuộn sơ cấp cho là 5 kV.

a) Tính công suất tiêu thụ ở cửa ra vào và ở cửa ngõ ra của thay đổi áp

b) Tính cường độ hiệu dụng làm việc cuộn sơ cấp.

Lời giải: lựa chọn A.

a) Nếu làm lơ sự hao phí của dòng sản phẩm biến áp (biến áp lí tưởng)

Công suất tiêu tốn ở cửa vào và ở cửa ngõ ra của vươn lên là áp là:

P1 = P2 = U2I2 = 220.30 = 6600 W

b) P1 = U1I1

⇒ độ mạnh hiệu dụng nghỉ ngơi cuộn sơ cấp là: (I_1=fracP_1~U_1=frac66005000=1,32,A.)

Bài 6 (trang 91 SGK vật Lí 12):

Một vươn lên là áp cung cấp một hiệu suất 4 kW dưới một năng lượng điện áp hiệu dụng 110 V. Phát triển thành áp đó nối với mặt đường dây cài điện gồm điện trở tổng là 2 Ω

a) Tính cường độ hiệu dụng trê tuyến phố dây thiết lập điện.

b) Tính độ sụt thế trên tuyến đường dây cài đặt điện.

c) Tính điện áp hiệu dụng sinh hoạt cuối con đường dây cài điện.

d) xác định công suất tổn hao trên phố dây đó.

e) Thay vươn lên là áp trển dây bằng một biến chuyển áp tất cả cùng năng suất nhưng điện áp hiệu dụng ở cửa ngõ ra là 220 V. đo lường và tính toán lại những đại lượng nêu ra ngơi nghỉ bốn thắc mắc trên.

Lời giải:

P2 = 4 kW = 4000 W; U2 = 110 V; r = 2 Ω.

a) cường độ hiệu dụng trên phố dây sở hữu điện: (I_2=fracP_2~U_2=frac400011=36,36,A.)

b) Độ sụt thế trên phố dây cài điện: ΔU = Ud = R.I2 = 2.36,36 = 72,72 V

c) Điện áp sinh hoạt cuối đường dây tải: Utiêu thụ = U2 – ΔU = 110 – 72,72 = 37,28 V.

d) hiệu suất tổn hao trê tuyến phố dây: (P=RI_2^2=2.left( frac40011 ight)^2=2644,63, extW)

e) cùng với U’2 = 220 V ta có:

Cường độ hiệu dụng trên phố dây mua điện: (I_2^prime =fracP_2~U_2^prime =frac4000220=18,18,,A.)

Độ sụt cụ (Delta U=R.I_2=2.frac20011=36,36,V)

Điện áp sinh hoạt cuối con đường dây tải: U’tiêu thụ = U’2 – ΔU’ = 220 – 36.36 = 183,64 V.

Xem thêm: Top 6 Lời Giới Thiệu Văn Nghệ Ngày 30/4 (3 Mẫu), Lời Dẫn Chương Trình 26/3 (5 Mẫu)

Công suất tổn hao trên phố dây: (P=Rleft( I_2^prime ight)^2=2.left( frac20011 ight)^2=661,2,, extW)

Hy vọng bài xích "Truyền mua điện năng. Máy trở thành áp"nàyđã giúp những em nắm vững hơn kiến thức của nội dungchương trình đồ gia dụng lí lớp 12.