Một số toán máy biến áp truyền tải điện năng-P3 Câu 1: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tượng điện áp xoay chiều có giá trị không đổi hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở 100V.Ở cuộn sơ cấp ,khi ta giảm bớt n vòng dây hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở U;nếu tăng n vòng dây cuộn sơ cấp hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở U/2.Gía trị U là: A 150V B 200V C 100V D 50V Câu 2: Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp gấp 10 lần cuộn thứ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 220V Điện trở cuộn sơ cấp r1 ≈ cuộn thứ cấp r2 ≈ 2Ω Mạch từ khép kín; bỏ qua hao phí dòng Fuco xạ Khi hai đầu cuộn thứ cấp mắc với điện trở R = 20Ω điện áp hiệu dụng hai đầu cuôn thứ cấp bao nhiêu? A 18V; B 22V; C 20V; D 24V Câu 3: Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp 10 lần số vòng cuộn thứ cấp.Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vàonguồn điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng U 1=220V Điện trở cuộn sơ cấp r1=0 Ω cuộn thứ cấp r2=2 Ω Nếu nối mạch thứ cấp với điện trở R=20 Ω hiệu suất máy biến là: A H=0,87 B H=0,97 C H=0,91 D H=0,81 Câu 4: Một máy biến áp lí tưởng gồm cuộn sơ cấp hai cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp n1=2400 vòng Điện áp U1=200V Cuộn thứ cấp thứ có U2=10V I2=1,2A Cuộn thứ cấp thứ có n3=24 vòng I3=2A Xác định cường độ dòng điện I1 A 0,04A B 0,06A C 0,08A D 0,1A Bài 5: Từ nguồn U = 6200V điện truyền dây đến nơi tiêu thụ Điện trở đường dây 10Ω Công suất nơi tiêu thụ 120kW Tính độ giảm đường dây, công suất hao phí dây hiệu suất tải điện Biết công suất hao phí dây nhỏ công suất nơi tiêu thụ? Câu 6: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm bốn nhánh có hai nhánh quấn hai cuộn dây Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều đường sức từ sinh không bị thoát chia cho ba nhánh lại Khi mắc cuộn (có 1000 vòng) vào điện áp hiệu dụng 60 V cuộn để hở có điện áp hiệu dụng 40 V Số vòng dây cuộn là: A 2000 vòng B 200 vòng C 600 vòng D.400 vòng Câu 7: Trong trình truyền tải điện xa, ban đầu độ giảm điện áp đường dây tải điện pha n lần điện áp nơi truyền Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp Để công suất hao phí đường dây giảm a lần đảm bảo công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi, cần phải tăng điện áp nguồn lên lần? n+a n a (1 − n) + n n+ a A B C D a (n + 1) a (n + 1) a a (n +1) Câu 8: Một máy tăng áp lí tưởng có điện áp hai đầu cuộn sơ cấp ổn định Nếu ta tăng số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp lên số vòng điện áp hai đầu cuộn thứ sẽ: A tăng B Giảm C tăng giảm D chưa kết luận Câu Một người định biến từ hiệu điên U1 = 110V lên 220V với lõi không phân nhánh, không mát lượng cuộn dây có điện trở nhỏ , với số vòng cuộn ứng với 1,2 vòng/Vôn Người hoàn toàn cuộn thứ cấp lại ngược chiều vòng cuối cuộn sơ cấp Khi thử máy với nguồn thứ cấp đo U2 = 264 V so với cuộn sơ cấp yêu cầu thiết kế, điện áp nguồn U1 = 110V Số vòng dây bị ngược là: A 20 B 11 C 10 D 22 GIẢI CHI TIẾT Một số toán máy biến áp truyền tải điện năng-P3 Câu 1: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tượng điện áp xoay chiều có giá trị không đổi hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở 100V.Ở cuộn sơ cấp ,khi ta giảm bớt n vòng dây hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở U;nếu tăng n vòng dây cuộn sơ cấp hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch thứ cấp để hở U/2.Gía trị U là: A 150V B 200V C 100V D 50V Giải: Gọi điên áp hiệu dụng đặt vào cuộn sơ cấp U1, số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp N1 N2 U1 N U N1 − n 2U N + n = (1) = = Ta có: (2) (3) 1`00 N U N2 U N2 U N1 N1 = (4) Lấy (1) : (3) > (5) 1`00 N − n 2`00 N + n 200 N + n = ⇒ N + n = N − ⇒ N = 3n Lấy (4) : (5) > 1`00 N − n N1 = 150 (V) Chọn đáp án A Từ (4) > U = 100 N1 − n Câu 2: Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp gấp 10 lần cuộn thứ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 220V Điện trở cuộn sơ cấp r1 ≈ cuộn thứ cấp r2 ≈ 2Ω Mạch từ khép kín; bỏ qua hao phí dòng Fuco xạ Khi hai đầu cuộn thứ cấp mắc với điện trở R = 20Ω điện áp hiệu dụng hai đầu cuôn thứ cấp bao nhiêu? A 18V; B 22V; C 20V; D 24V Giải: Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở: U2 = U1/10 = 22V =E2 Cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp nối với điên trở R: I2 = E2/(R +r2) = 1A Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuôn thứ cấp U’2 = I2R = 20V Chọn đáp án C Câu 3: Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp 10 lần số vòng cuộn thứ cấp.Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vàonguồn điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng U 1=220V Điện trở cuộn sơ cấp r1=0 Ω cuộn thứ cấp r2=2 Ω Nếu nối mạch thứ cấp với điện trở R=20 Ω hiệu suất máy biến là: A H=0,87 B H=0,97 C H=0,91 D H=0,81 Hiệu suất máy biến hiệu suất nguồn điện E2 PR U 2' 20 = = = 0,90909 ≈ 0,91 Chọn đáp án C H= PE E 22 Lấy (1) : (2) > U = Câu 4: Một máy biến áp lí tưởng gồm cuộn sơ cấp hai cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp n1=2400 vòng Điện áp U1=200V Cuộn thứ cấp thứ có U2=10V I2=1,2A Cuộn thứ cấp thứ có n3=24 vòng I3=2A Xác định cường độ dòng điện I1 A 0,04A B 0,06A C 0,08A D 0,1A Giải: Dòng điện qua cuộn sơ cấp I1 = I12 + I13 I 12 U U2 10 = ====> I12 = I2 = 1,2 = 0,06 A I U1 U1 200 I 13 U n3 = = = 0,01 ===> I13 = 0,01I3 = 0,02 A I U n1 I1 = I12 + I13 = 0,08 A Chọn đáp án C Bài 5: Từ nguồn U = 6200V điện truyền dây đến nơi tiêu thụ Điện trở đường dây 10Ω Công suất nơi tiêu thụ 120kW Tính độ giảm đường dây, công suất hao phí dây hiệu suất tải điện Biết công suất hao phí dây nhỏ công suất nơi tiêu thụ? Giải: Gọi P0 công suất tải Khi công suất hao phí đường dây: R với P0 = P + ∆P U2 R R 10 ∆P = P02 = (P + ∆P)2 = (120000 + ∆P)2 U U 6200 3844000∆P = 14400000000 + 240000∆P + (∆P)2 > (∆P)2 - 382.105(∆P) + 1,44 1010 = ∆P = 191.105 ± ∆' = 191.105 ± 190,996.105 > ∆P1 = 381,996.105W > P loại ∆P2 = 0,004.105W = 0.4kW -> Công suất hao phí ∆P = 0.4kW 120 P Hiều suất trình tải điện H = = = 99,67% P + ∆P 120,4 P + ∆P 120,4.100 Độ giảm đường dây ∆U = IR = R= 10 = 194v ≈ 200V U 6200 Câu 6: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm bốn nhánh có hai nhánh quấn hai cuộn dây Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều đường sức từ sinh không bị thoát chia cho ba nhánh lại Khi mắc cuộn (có 1000 vòng) vào điện áp hiệu dụng 60 V cuộn để hở có điện áp hiệu dụng 40 V Số vòng dây cuộn là: A 2000 vòng B 200 vòng C 600 vòng D.400 vòng Giải: Khi mắc cuộn vào điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 Gọi tốc độ biên thiên từ thông qua ∆Φ vòng dây cuộn là: U1 U2 ∆t tốc độ biên thiên từ thông qua ∆Φ vòng dây cuộn là: ∆t Khi suất điện động cảm ứng xuất cuộn dây: 3N1 e1 E1 ∆Φ ∆Φ e = N1 ; e2 = N2 -> = = e2 E2 N2 ∆t ∆t E1 U1 3N U2 40 = = > N2 = 3N1 = 3000 = 2000 vòng Đáp án A E2 U2 N2 U1 60 ∆P = P02 Câu 7: Trong trình truyền tải điện xa, ban đầu độ giảm điện áp đường dây tải điện pha n lần điện áp nơi truyền Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp Để công suất hao phí đường dây giảm a lần đảm bảo công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi, cần phải tăng điện áp nguồn lên lần? n+a n a (1 − n) + n n+ a A B C D a (n + 1) a (n + 1) a a (n +1) Giải: Gọi P công suất nơi tiêu thụ ∆P công suất hao phí đường dây tải Lúc đầu: P1 = U1I1 = P + ∆P mà ∆U1 = nU1 = I1R > ∆P = I12R = I1nU1 -> P = U1I1 – I1nU1 = U1I1(1 – n) (*) ∆P nU I nU I Lúc sau P2 = U2I2 = P + =P+ -> P = U2I2 a a a I ∆P RI Mặt khác = I22R > I22R = -> I2 = a a a I1 nU I (**) a a I1 n nU I Từ (*) (**) > U2 = U1I1(1 – n) -> U2 = U1( – n + ) a a a a U2 a (1 − n) + n -> = Chọn đáp án D U1 a -> P = U2 - Câu 8: Một máy tăng áp lí tưởng có điện áp hai đầu cuộn sơ cấp ổn định Nếu ta tăng số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp lên số vòng điện áp hai đầu cuộn thứ sẽ: A tăng B Giảm C tăng giảm D chưa kết luận Giải: Gọi U điện áp đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp; N N’ số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp với N’ > N máy tăng áp ; U1; U2 điện áp hai đầu cuộn thứ cấp lúc đầu lúc tăng số vòng dây cuộn lên n vòng U1 N' N '+ n N' N + n NN '+ nN ' U1 U Ta có = (*) = (**) -> = = > N’ > N U2 N N +n N N '+ n NN '+ nN U U Do U2 < U1 -> Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp giảm Chọn đáp án B Câu Một người định biến từ hiệu điên U1 = 110V lên 220V với lõi không phân nhánh, không mát lượng cuộn dây có điện trở nhỏ , với số vòng cuộn ứng với 1,2 vòng/Vôn Người hoàn toàn cuộn thứ cấp lại ngược chiều vòng cuối cuộn sơ cấp Khi thử máy với nguồn thứ cấp đo U2 = 264 V so với cuộn sơ cấp yêu cầu thiết kế, điện áp nguồn U1 = 110V Số vòng dây bị ngược là: A 20 B 11 C 10 D 22 Giải:Gọi số vòng cuộn dây MBA theo yêu cầu N1 N2 N 110 = = ⇒ N2 = 2N1 (1) Với N1 = 110 x1,2 = 132 vòng Ta có N 220 Gọi n số vòng dây bị ngược Khi ta có N − 2n 110 N − 2n 110 = ⇒ = (2) N2 264 N1 264 Thay N1 = 132 vòng ta tìm n = 11 vòng Chọn đáp án B Chú ý: Khi cuộn sơ cấp bị ngược n vòng suất điện động cảm ứn xuất cuộn sơ cấp thứ cấp lấn lượt e1 = (N1-n)e0 – ne0 = (N1 – 2n) e0 với e0 suất điện động cảm ứng xuất vòng dây N − 2n e1 E1 U N − 2n 110 = = = ⇒ = e2 = N2e0 Do N2 e2 E U N2 264