Chuyên đề Giải bài tập về Máy biến áp môn Vật Lý lớp 12 năm học 2020-2021

CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP VỀ MÁY BIẾN ÁP

- Suất điện động trong cuộn dây sơ cấp:

\({e_1} = {N_1}.\left| {\frac{{\Delta \phi }}{{\Delta t}}} \right|\)

- Suất điện động trong cuộn dây thứ cấp:

\(\begin{array}{l} {e_2} = {N_2}.\left| {\frac{{\Delta \phi }}{{\Delta t}}} \right|\\ \Rightarrow \frac{{{e_1}}}{{{e_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \end{array}\)

Trong đó e₁ được coi như nguồn thu: e₁ = u₁ - i₁r₁ ,e₂ được coi như nguồn phát:

\(\begin{array}{l} {e_2} = {u_2} + {i_2}{r_2}\\ \Rightarrow \frac{{{e_1}}}{{{e_2}}} = \frac{{{u_1} - {i_1}{r_1}}}{{{u_2} + {i_2}{r_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \end{array}\)

- Khi r₁=r₂=0 ta có:

\(\frac{{{e_1}}}{{{e_2}}} = \frac{{{E_1}}}{{{E_2}}} = \frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = k\)

+ Nếu k > 1 thì U₁> U₂, khi đó máy là máy hạ áp

+ Nếu k < 1 thì U₁< U₂, khi đó máy là máy tăng áp

- Công suất của máy biến thế:

+ Cuộn sơ cấp: P₁ = U₁I₁cosφ₁

+ Cuộn thứ cấp: P₂ = U₂I₂cosφ₂

- Hiệu suất của máy biến thế:

\(H = \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} = \frac{{{U_2}{I_2}\cos {\varphi _2}}}{{{U_1}{I_1}\cos {\varphi _1}}}\)

- Nếu bỏ qua hao phí tiêu thụ điện năng tức: cosφ₁ = cosφ₂ và H = 1 thì ta có:

\(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{E_1}}}{{{E_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = \frac{{{I_2}}}{{{I_1}}}\)

Ví dụ 1: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 50 vòng. Ðiện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Bỏ qua hao phí. Ðiện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là:

A. 440 V.          B. 44 V.          C. 110 V.          D. 11 V

Giải

- Áp dụng mối liên hệ giữa điện áp hiệu dụng và số vòng dây ta có:

\(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \Rightarrow {U_2} = {U_1}.\frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = 220.\frac{{1000}}{{50}} = 11V\)

- Đáp án D.

Ví dụ 2: Một máy biến áp có số vòng dây trên cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 2000 vòng và 500 vòng. Ðiện áp hiệu dụng và cường độ hiện dụng ở mạch thứ cấp là 50 V và 6 A. Xác định điện áp hiệu dụng và cường dộ hiệu dụng ở mạch sơ cấp

A. 200V; 1,5A                               B. 100V; 3A

C. 200V; 3A                                D. 100V; 1,5A

Giải

- Ta có:

\(\begin{array}{l} \frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = \frac{{{I_2}}}{{{I_1}}}\\ \Rightarrow {U_1} = {U_2}.\frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = 50.\frac{{2000}}{{500}} = 200V\\ \Rightarrow {I_1} = {I_2}.\frac{{{N_2}}}{{{N_1}}} = 6.\frac{{500}}{{2000}} = 1,5A \end{array}\)

- Đáp án A.

...

---Để xem đầy đủ các Ví dụ minh họa, mời các em xem online hoặc tải về máy tính---

Câu 1. Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 50 vòng. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Bỏ qua hao phí. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là

A. 440 V.                           B. 44 V.                   C. 110 V.                  D. 11 V.

Câu 2.  Khi truyền đi một công suất 20 MW trên đường dây tải điện 500 kV mà đường dây tải điện có điện trở 20 Ω thì công suất hao phí là

A. 320 W.                          B. 32 kW.

C. 500 W.                          D. 50 kW.

Câu 3. Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây lần lượt là N₁ và N₂. Biết N₁ = 10N₂. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều u = U₀cosωt thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở là

A. 1/π .                              B. (U₀√2)/20 .

C. U₀/10 .                           D. 5U₀√2U₀ .

Câu 4. Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vòng dây, cuộn thứ cấp gồm 800 vòng dây. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 210 V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi biến áp hoạt động không tải là

A. 0.                        B. 105 V.                 C. 630 V.                 D. 70 V.

Câu 5. Khi truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi tiêu thụ thì công suất hao phí trên đường dây là ΔP. Để công suất hao phí trên đường dây chỉ còn là ΔP/n (với n > 1), ở nơi phát điện người ta sử dụng một máy biến áp (lí tưởng) có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là

A. √n .                     B. 1/√n .                  C. n.                        D. 1/n .

...

---Nội dung Bài tập tự luyện tiếp theo, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Chuyên đề Giải bài toán Máy biến áp môn Lý 12 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

​Chúc các em học tập tốt !