Máy biến áp là một thiết bị hoạt động theo nguyên lí cảm ứng điện từ

Sách bài tập Vật Lí 12 Bài 13: Đại cương về dòng điện xoay chiều - Chân trời sáng tạo

Bài 13.10 (VD) trang 58 Sách bài tập Vật Lí 12: Máy biến áp là một thiết bị hoạt động theo nguyên lí cảm ứng điện từ nhằm thay đổi điện áp xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số. Máy biến áp đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng. Cụ thể, để tối ưu hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng đi xa và giảm thiểu hao phí trong quá trình này, việc sử dụng dòng điện xoay chiều với điện áp cao là cần thiết. Trước khi được truyền đi, điện áp cần được tăng lên thông qua máy tăng áp. Khi đến nơi tiêu thụ như khu công nghiệp hoặc khu dân cư, điện áp được hạ xuống thông qua máy hạ áp để phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Cấu tạo máy biến áp gồm hai bộ phận chính (Hình 13.2): lõi thép và dây quấn. Lõi thép được chế tạo bởi vật liệu dẫn từ tốt, gồm nhiều lá thép ghép cách điện với nhau. Dây quấn thường làm bằng đồng hoặc nhôm, bên ngoài có bọc cách điện.

Nối cuộn dây sơ cấp của máy biến áp vào một điện áp xoay chiều u₁ = U₁cos( $ω$ t + $φ$ _u1) thì trong cuộn sơ cấp sẽ xuất hiện dòng điện sơ cấp i₁ = I₁cos( $ω$ t + $φ$ _i1) và sinh ra từ thông $Φ$ (t) = $Φ$ cos( $ω$ t+ $φ$ ), từ thông này xuyên qua đồng thời cả hai dây quấn sơ cấp N₁ và thứ cấp N₂. Theo định luật Faraday, chứng minh rằng, suất điện động xoay chiều xuất hiện trong dây quấn thứ cấp có cùng tần số với điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp.

Lời giải:

Từ thông qua dây quấn thứ cấp là: $Φ_{2} (t) = N_{2} Φ_{0} \cos (ω t + φ) .$

Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động là:

$e_{2} = - \frac{d Φ_{2}}{d t} = N_{2} Φ_{0} ω \sin (ω t + φ)$

Vậy suất điện động xoay chiều xuất hiện trong dây quấn thứ cấp có cùng tần số với điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp.

Lời giải SBT Vật Lí 12 Bài 13: Đại cương về dòng điện xoay chiều hay khác:

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

❮ Bài trước Bài sau ❯

SBT Vật Lí 12 Chân trời

Máy biến áp là một thiết bị hoạt động theo nguyên lí cảm ứng điện từ

Sách bài tập Vật Lí 12 Bài 13: Đại cương về dòng điện xoay chiều - Chân trời sáng tạo

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: