Bài toán biến áp lõi hai nhánh có điện trở ở cả hai cuộn sơ cấp và thứ cấp: * Bài toán: Một máy biến áp có lõi hai nhánh, tỉ số số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấ[r]
(1)MÁY BIẾN ÁP CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN Ở CUỘN SƠ CẤP VÀ CUỘN THỨ CẤP I Kiến thức cần nhớ: + Biến áp (biến thế) hoạt động dựa vào tượng cảm ứng điện từ + Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều thì mạch sơ cấp có dòng điện xoay chiều, gây từ trường biến thiên Từ trường biến thiên coi khép kín lõi biến áp và gửi tới cuộn thứ cấp + Với biến áp có lõi hai nhánh thì từ thông gửi qua vòng dây hai cuộn sơ cấp và thứ cấp là + Cuộn sơ cấp đặt điện áp xoay chiều vào, trở thành máy thu điện, suất điện động cảm ứng e1 cuộn này đóng vai trò suất phản điện Cuộn thứ cấp đó đóng vai trò là nguồn phát với suất điện động cảm ứng e2 + Ta áp dụng định luật Ôm cho các giá trị tức thời: - Đoạn mạch chứa nguồn: u e ir e u ir - Đoạn mạch chứa máy thu: u e ir e u ir + Công suất tức thời hai nguồn cảm ứng (sơ cấp và thứ cấp) là nhau: e1i1 e2i II Bài toán biến áp lõi hai nhánh có điện trở hai cuộn sơ cấp và thứ cấp: * Bài toán: Một máy biến áp có lõi hai nhánh, tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng dây cuộn thứ cấp là N1 k Điện trở cuộn sơ cấp là r1, cuộn thứ cấp là r2; hai đầu cuộn thứ N2 cấp mắc với tải là điện trở R Xem mạch từ là khép kín và hao phí dòng Fucô không đáng kể Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U2 Xác định điện áp hiệu dụng U2 hai đầu cuộn thứ cấp (hai đầu điện trở tải R) Tính hiệu suất máy biến áp * Lời giải: Khi mạch từ khép kín thì từ thông hai nhánh lõi là nhau, đó từ thông qua cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây cuộn đó Gọi là từ thông gửi qua vòng dây cuộn, suất điện động tức thời trên cuộn sơ cấp và thứ cấp là: e1 N1 e2 N 2 e2 e1 k 1 Công suất tức thời hai nguồn cảm ứng là nhau: e1i1 e2i i e1 k i1 e2 2 Ở cuộn sơ cấp, e1 đóng vai trò suất phản điện máy thu điện: U1 3 e1 u1 i1r1 Ở cuộn thư cấp, e2 đóng vai trò suất điện động nguồn điện: 4 e2 u i r2 Thay vào (2), ta được: u1 i1r1 = k u i r2 Với i1 Suy ra: i2 u và i k R k R r2 r1 kR .u u1 u2 kR.u1 k R r2 r1 N1 N2 U2 R (2) Do u2 luôn tỉ lệ với u1 nên ta có thể thay giá trị tức thời giá trị hiệu dụng: U2 kR.U1 k R r2 r1 2 Hiệu suất biến áp: P2 U I2 P1 U1I1 U kR i Mà và k U1 k R r2 r1 i1 Có: H Suy ra: k 2R R H r k R r2 r1 R r2 12 k * Áp dụng: k = 10; r1 = 4Ω; r2 = 1Ω; R = 10Ω kR.U1 10.10.100 U2 9V k R r2 r1 10 10 1 k 2R R 10 H 90, 6% r1 k R r2 r1 R r2 10 1 10 k Các em học sinh thân mến! Trên đây là lời giải cho bài toán biến áp lõi hai nhánh, các cuộn sơ cấp và thứ cấp có điện trở và tải tiêu thụ mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp là điện trở R Để làm trắc nghiệm (nếu gặp phải), các em cố gắng nhớ hai công thức cuối đóng khung, thay số cho nhanh!!! Các em có thể giải lại bài toán trường hợp biến áp có lõi ba nhánh đối xứng Mong nhận ý kiến trao đổi các em nội dung bài toán này! Chúc các em thành công! Thân ái! Hoàng Ngọc Quang – Trường THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành, Yên Bái (3)