Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài: Truyền tải điện năng. Máy biến áp

Nội dung text: Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài: Truyền tải điện năng. Máy biến áp

1. Bài 16 : 1
2. I-BÀI TỐN VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG - Gọi P là cơng suất máy phát điện, U là điện áp giữa 2 cực của máy, I là cường độ dịng điện trong dây dẫn. Ta cĩ: P PU=→= II. U - Gọi Php là cơng suất hao phí trên đường dây do sự toả nhiệt, r là điện trở của dây 2
3. Ta cĩ: Pr2. P== I2. r hp U 2 - Để giảm sự hao phí, ta cĩ thể thực hiện bằng các nào? +Giảm điện trở r của dây dẫn. Giảm r bằng cách nào? Tại sao lại tốn kém? +Tăng điện áp U khi truyền tải điện đi xa (nghĩa là dùng đường dây cao áp), đến nơi tiêu thụ lại hạ điện áp xuống. Khi tăng điện áp U ở máy phát lên 100 lần thì hao phí trên đường dây giảm được bao nhiêu lần? → Tăng U để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt . 3
4. II- MÁY BIẾN ÁP: Máy biến áp là những thiết bị cĩ khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều) mà khơng làm thay đổi tần số của nĩ. 4
5. Máy biến áp dùng trong gia đình 5
6. Máy biến áp điện lực 6
7. 1-Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp: -Lõi biến áp: Là khung sắt non cĩ pha silic, gồm nhiều lá mỏng ghép cách điện. -Hai cuộn dây cảm ứng: Cĩ điện trở nhỏ, độ tự cảm lớn, quấn trên 2 cạnh đối diện của khung. + Cuộn sơ cấp cĩ N1 vịng, nối vào nguồn phát điện. + Cuộn thứ cấp cĩ N2 vịng, nối ra các cơ sở tiêu thụ điện năng. 7
8. Kí hiệu : 8
9. -Cho dịng xoay chiều qua cuộn sơ cấp, từ thơng qua 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp biến thiên: 11 =Nt o cos 22 =Nt o cos -Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng xoay chiều eNt22= −'sin = o Tại sao các điện áp ở 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp cĩ cùng tần số? 9
10. 2-Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp a-Trường hợp mạch thứ cấp hở (khơng tải I2 =0 ): Lần lượt thay đổi số vịng và đo điện áp 2 cuộn ta cĩ kết quả sau: N1 N2 U1 U2 N2/N1 U2/U1 200 200 12 12 1 1 200 200 6 6 1 1 400 200 12 6 1/2 1/2 200 400 12 24 2 2 10
11. *Tỉ số điện áp hiệu dụng ở 2 đầu cuộn thứ cấp và sơ cấp luơn bằng tỉ số các vịng dây của 2 cuộn đĩ. UN 22= UN11 -Nếu N1 N2 → U1 > U2: là máy hạ áp 11
12. Khảo sát cơng suất: Mạch thứ cấp hở: I2 = 0 thì I1 rất nhỏ (coi =0) *Vậy ở chế độ khơng tải máy biến áp khơng tiêu thụ điện năng . b/Trường hợp cĩ tải: Trên cả 2 cuộn đều cĩ dịng điện Trong điều kiện lý tưởng, cường độ hiệu dụng trên mỗi cuộn tỉ lệ nghịch với số vịng của nĩ (tức là tỉ lệ nghịch với điện áp). UIN 212== UIN121 12
13. *Chú ý: Các hệ thức của máy biến áp ở trên là gần đúng trong thực tế. III-ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP 1.-Truyền tải điện năng Máy phát điện => máy tăng áp => đường dây cao áp => máy hạ áp => nơi tiêu thụ 13
14. Nấu chảy kim loại theo nguyên tắc biến áp. 15
15. 2-Nấu chảy kim loại, hàn điện Máy hàn cĩ N2 I2 >> I1 => nhiệt độ ở mối hàn rất cao => nĩng chảy kim loại. ~U 1000 vòng Máy biến áp hàn: I = 315A 16
16. Bài tập 1. Nhận xét nào sau đây khơng đúng khi nĩi về máy biến áp. Máy biến áp cĩ thể: A.tăng điện áp. B.giảm điện áp C.thay đổi tần số dịng điện D.biến đổi cường độ dịng điện. 2. Hiện nay người ta thường dùng cách nào để làm giảm hao phí khi truyền tải điện năng A.Tăng tiết diện dây dẫn dùng để truyền tải B.Xây dựng nhà máy điện gần nơi tiêu thụ C.Làm dây dẫn bằng vật liệu siêu dẫn D.Tăng điện áp trước khi truyền tải điện năng đi xa. 17
17. Bài tập 3. Một máy biến áp lí tưởng. Phát biểu nào sau đây sai: A. Nếu N1>N2 : là máy hạ thế B. Nếu N1<N2 : là máy hạ thế C. Cĩ thể làm thay đổi cường độ dịng điện D.Khơng làm thay đổi tần số dịng điện 4. Trong quá trình truyền tải điện năng. Nếu tăng điện áp lên 100 lần trước khi truyền tải thì cơng suất hao phí trên đường dây: A.tăng 100 lần B.giảm 100 lần C.tăng 10000 lần D.giảm 10000 lần. 18
18. Bài tập 5. Một máy biến áp lí tưởng cĩ N1 = 4000 vịng, N2 = 2000 vịng. Điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 110V. Điệp áp ở mạch thứ cấp. A.50V B.60V C.65V D.55V 19