Lý thuyết Truyền tải điện năng máy biến áp hay, chi tiết nhất - Vật Lí lớp 12

Lý thuyết Truyền tải điện năng máy biến áp hay, chi tiết nhất

Tài liệu Lý thuyết Truyền tải điện năng máy biến áp hay, chi tiết nhất Vật Lí lớp 12 sẽ tóm tắt kiến thức trọng tâm về Truyền tải điện năng máy biến áp từ đó giúp học sinh ôn tập để nắm vứng kiến thức môn Vật Lí lớp 12.

I) Công suất hao phí khi truyền tải điện năng.

     Điện năng được truyền từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ nhờ đường dây có điện trở r.

     Giả sử công suất phát điện tại nhà máy là P_phát = U_phátIcos⁡φ_phát

     Khi đó công suất hao phí trên đường dây là P_hp = I²r

     Do mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện phát đi cũng bằng cường độ dòng điện trên dây nên

     Nhận xét: Muốn giảm công suất hao phí trên đường dây ta có thể

         + Giảm thay đồng bằng vật liệu dẫn điện tốt hơn như bạc, vật liệu siêu dẫn,... → tốn kém. Tăng diện tích dây → khối lượng đồng tăng lên, lượng cột điện tăng lên → tốn kém.

         + Tăng hiệu điện thế nơi phát: khi U_phát tăng 10 lần thì P_hp giảm 100 lần → hiểu quả, không tốn kém→ cần một thiết bị biến đổi điện áp.

     Hiệu suất truyền tải điện năng:

II) Máy biến áp:

     - Khái niệm: máy biến áp là máy có thể biến đổi điện áp xoay chiều.

     - Kí hiệu: như hình bên.

     - Phân loại:

         +) Máy tăng áp: máy làm tăng hiệu điện thế xoay chiều.

         +) Máy giảm áp: máy làm giảm hiệu điện thế xoay chiều.

     - Cấu tạo: 2 bộ phận chính:

         +) Lõi biến áp: một khung sắt non có pha silic giúp truyền toàn bộ từ thông từ cuộn dây này sang cuộn dây kia.

         +) Hai cuộn dây D₁,D₂ quấn trên 2 cạnh đối diện của khung, có ddienj trở nhỏ và hệ số tự cảm lớn, có số vòng dây lần lượt là N₁,N₂. Cuộn dây nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây được nối ra các cơ sơ tiêu thụ là cuộn thứ cấp .

     - Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

     Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là U₁ vào đầu cuộn dây sơ cấp có N₁ vòng, tạo ra một dòng xoay chiều có giá trị hiệu dụng là I₁ . Nhờ lõi biến áp mà từ thông ở mỗi vòng dây của cuộn sơ cấp luôn bằng từ thông ở mỗi vòng dây của cuộn thứ cấp đều bằng Ф. Vì dòng điện xoay chiều nên tư thông do nó sinh ra cũng biên thiên điều hòa với cùng tần số. nên ở cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện một hiện điện thế thứ cấp có giá trị hiệu dụng là U₂và có cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng là I₂.

     - Ứng dụng: nấu chảy kim loại, hàn điện, dùng trong truyền tải điện năng. ở nhà máy phát điện cần sử dụng máy tăng áp đẻ tăn hiệu điện thế trước khi phát làm giảm hao phí trên đường dây, ở nơi tiêu thụ cần máy hạ áp để có hiệu điện thế phù hợp để sử dụng,...

     - Thực nghiệm chứng minh:

     Nếu máy biến áp lý tưởng ( không có hao phí điện năng P₁ = P₂)