17/09/2016 04:25 CH | 247

MÁY BIẾN ÁP - TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

I. Máy biến áp

1. Định nghĩa: Máy biến áp là thiết bị làm biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều từ mức này sang mức khác.

2. Cấu tạo của máy biến áp:

Máy biến áp gồm hai cuộn dây được quấn trên cùng một lõi sắt từ. Mỗi cuộn dây được quấn bởi nhiều vòng dây sát nhau nhưng cách điện với nhau nhờ lớp chất cách điện bọc ngoài của mỗi sợi dây điện dùng để quấn mỗi cuộn. Lõi sắt gồm nhiều lá mỏng ghép sát nhau để giảm tối đa tác dụng của dòng điện Fu-cô (làm nóng lõi sắt gây ra hao phí vô ích). 

3. Nguyên tắc cấu tạo:

Khi có dòng điện xoay chiều tần só f chạy trong cuộn sơ cấp (primary) thì trong lõi của máy biến áp có một từ thông biến thiên với tần số f. Từ thông biến thiên này xuyên qua cuộn thứ cấp (secondary) làm cho trong cuộn thứ cấp có một suất điện động dao động điều hòa có tần số f. Như vậy, ở hai đầu cuộn thứ cấp có một điện áp dao động điều hòa tần số f.

Mời bạn xem đoạn video mô phỏng sau đây:

Nguyên tắc của máy biến áp

Đoạn video sau đây là bài giảng (bằng tiếng Anh) được soạn rất công phu minh họa cho toàn bộ từ định nghĩa đến ứng dụng của máy biến áp

Bài giảng về máy biến áp (minh họa rất công phu và rõ)

4. Công thức biến áp

Xét biến áp lý tưởng có số vòng cuộn sơ cấp là N1, số vòng cuộn thứ cấp là N2, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp là U1, điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp là U2.

a) Trường hợp biến âp có tải

    • Nếu N2 > N1 thì U2 > U1: Ta gọi máy này là máy tăng áp.
    • Nếu N2 < N1 thì U2 < U1: Ta gọi máy này là máy hạ áp
  •       

Vậy:

Máy biến áp làm tăng điện áp hiệu dụng bao nhiêu lần thì cường độ hiệu dụng giảm đi bấy nhiêu lần và ngược lại.

b) Trường hợp biến áp không tải:

Ta vẫn có quan hệ:  như trường hợp biến áp có tải. Tuy nhiên, vì ở cuộn thứ cấp của máy để hở (không tải) nên trong cuộn thứ cấp không có dòng điện (I2 = 0), trong cuộn sơ cấp có một dòng điện rất nhỏ.

II. Truyền tải điện năng đi xa

Gọi U là điện áp ở hai đầu nguồn; P là điện áp cần truyền tải; r là điện trở của dây tải điện thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong dây tải điện là

Công suất hao phí trên đường dây tải điện là

Từ công thức này ta thấy:

Để giảm hao phí trên đường dây tải điện ta có thể:

  • Giảm điện trở của dây dẫn điện bằng cách tăng đường kính dây: Điều này không có lợi vì phải tăng đồng thời kích thước của dây dẫn và của trụ điện.
  • Tăng U bằng biến áp tăng áp: Cách này được dùng rộng rãi. Ở nơi tiêu thụ điện người ta dùng máy hạ áp để đưa điện áp về mức thường dùng (thường là 220 V ở Việt Nam).

Đường dây tải điện Bắc - Nam của Việt Nam có điện áp ở đầu nguồn là 500 kV nên hao phí do đường dây tải điện hầu như không đáng kể.

 

Đường dây 500 kV