- Là những thiết bị cú khả năng biến đổi điện ỏp (xoay chiều). 1. Cấu tạo và nguyờn tắc của mỏy biến ỏp
* Cấu tạo: (Sgk)
* Nguyờn tắc hoạt động
- Đặt điện ỏp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nú gõy ra sự biến thiờn từ thụng trong hai cuộn.
- Gọi từ thụng này là: Φ0 = Φmcosωt
- Từ thụng qua cuộn sơ cấp và thứ cấp:
Φ1 = N1Φmcosωt
trong cuộn thứ cấp?
- Ở hai đầu cuộn thứ cấp cú 1 điện ỏp biến thiờn tuần hồn với tần số gúc ω→ mạch thứ cấp kớn → I biến thiờn tuần hồn với tần số f.
→ Túm lại, nguyờn tắc hoạt động của mỏy biến ỏp là gỡ?
- Theo định luật cảm ứng điện từ, trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng.
- Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
Φ2 = N2Φmcosωt - Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e2: 2 2 m d e N sin t dtΦ ω ω = − = Φ
- Vậy, nguyờn tắc hoạt động của mỏy biến ỏp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hoạt động 3( phỳt): Khảo sỏt thực nghiệm một mỏy biến ỏp
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Giới thiệu mỏy biến ỏp và vẽ sơ đồ khảo sỏt.
- Thớ nghiệm 1, ta sẽ khảo sỏt xem trong chế độ khụng tải tiờu thụ điện năng trờn mỏy biến ỏp như thế nào, và mối liờn hệ giữa điện ỏp đặt vào và số vũng dõy trờn mỗi cuộn dựa vào cỏc số liệu đo được trờn cỏc dụng cụ đo. - Nếu 2 1 N N > 1 → 21 U U sẽ như thế nào? - Khi mạch thứ cấp ngắt (I2 = 0), khi ta thay đổi U1→ I1 thay đổi như thế nào? - Thớ nghiệm 1: Khoỏ K đúng (chế độ cú tải). Trong thớ nghiệm này ta sẽ khảo sỏt để xem giữa cỏc giỏ trị I, U, N của cỏc cuộn dõy liờn hệ với nhau như thế nào? - I2 khụng vượt quỏ một giỏ trị chuẩn để khụng quỏ núng do toả nhiệt (thường khụng quỏ 55oC) → mỏy biến ỏp làm việc bỡnh thường.
- Trong hệ thức bờn chỉ là gần đỳng với sai số dưới 10%.
- Theo định nghĩa, hiệu suất của một mỏy biến ỏp là tỉ số (tớnh ra %):
cõng suaỏt tiẽu thú ụỷ mách thửự caỏp cõng suaỏt ủửa vaứo ụỷ mách sụ caỏp - Y/c HS nghiờn cứu Sgk và trỡnh bày sự tổn hao điện năng trong một mỏy biến ỏp gồm những nguyờn nhõn nào?
- Với cỏc mỏy khi làm việc bỡnh thường (H > 98%), cú thể viết: U2I2 = U1I1→
- HS cựng tiến hành thực nghiệm và ghi nhận cỏc kết quả.
- HS ghi cỏc kết quả từ thực nghiệm, xử lớ số liệu và nờu cỏc nhận xột.
21 1
U
U > 1 → U2 > U1: điện ỏp lấy ra lớn hơn điện ỏp đưa vào.
- I1 rất nhỏ (I1≈ 0) → chứng tỏ mỏy biến ỏp hầu như khụng tiờu thụ điện năng. - Khi I2≠ 0 thỡ I1 tự động tăng lờn theo I2. - HS ghi nhận định nghĩa. - HS trỡnh bày cỏc nguyờn nhõn. 2. Khảo sỏt thực nghiệm một mỏy biến ỏp a. Thớ ghiệm 1: Khoỏ K ngắt (chế độ khụng tải) I2 = 0. - Hai tỉ số 2 1 N N và 21 U U luụn bằng nhau: 2 2 1 1 N U N =U - Nếu 2 1 N N > 1: mỏy tăng ỏp. - Nếu 2 1 N N < 1: mỏy hạ ỏp.
- Khi một mỏy biến ỏp ở chế độ khụng tải, thỡ nú hầu như khụng tiờu thụ điện năng.
b. Thớ ghiệm 2: Khoỏ K đúng (chế độ cú tải). - Khi I2≠ 0 thỡ I1 tự động tăng lờn theo I2. 2 1 2 1 2 1 U I N U =I = N - Kết luận: (Sgk)
3. Hiệu suất của mỏy biến ỏp - Định nghĩa: (Sgk)
- Sự tổn hao điện năng trong một mỏy biến ỏp gồm cú:
+ Nhiệt lượng Jun trong cỏc cuộn dõy.
+ Nhiệt lượng Jun sinh ra bởi dũng điện Fu-cụ.
+ Toả nhiệt do hiện tượng từ trễ. R K ~ A1 V1 V2 A2
cụng suất biểu kiến ở cuộn thứ cấp xấp xỉ bằng cụng suất biểu kiến ở cuộn sơ cấp. Đơn vị (V.A)
Hoạt động 4( phỳt): Tỡm hiểu về ứng dụng của mỏy biến ỏp
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Y/c HS nờu cỏc ứng dụng của mỏy biến ỏp.
- HS nghiờn cứu Sgk và những hiểu biết của mỡnh để nờu cỏc ứng dụng.