2..3 .2 Dây quấn máy biến áp
2.4 Nguyên lý làm việc của máy biến áp
Hình 2.6 - sơ đồ ngun lí của máy biến áp một pha hai dây quấn w1 và w2
Khi ta nối dây quấn w1 vào nguồn điện xoay chiều điện áp U1, sẽ có dịng điện sơ cấp i1 chạy trong dây quấn sơ cấp w1. Dòng điện i1 sinh ra từ thông biến thiên chạy
trong lõi thép, từ thơng này móc vịng đồng thời với cả hai dây quấn sơ cấp w1 và thứ cấp w2, đƣợc gọi là từ thơng chính.
Theo định luật cảm ứng điện từ, sự biến thiên của từ thông làm cảm ứng vào dây quấn sơ cấp sức điện động là:
e1=-w1
và cảm ứng vào dây quấn thứ cấp sức điện động là: e2=-w2
Khi MBA không tải, dây quấn thứ cấp hở mạch, dòng điện thứ cấp I2=0, từ thơng chính trong lõi thép chỉ do dòng sơ cấp I0 sinh ra
Khi MBA có tải, dây quấn thứ cấp nối với tải có tổng trở tải Zt, dƣới tác động của sức điện động e2, có dịng điện thứ cấp i2 cung cấp điện cho tải. Khi ấy từ thơng chính do đồng thời cả 2 dòng sơ cấp i1 và thứ cấp i2 sinh ra
Điện áp u1 sin nên từ thơng cũng biến thiên sin ta có: Φ = Φmaxsin ωt
e1 = -w1 = 4,44fw1Φmax√ sin (ωt- )= E1√ sin (ωt- ) e2 = -w2 = 4,44fw2Φmax√ sin (ωt- )= E2√ sin (ωt- )
E1, E2 là các trị số hiệu dụng sức điện động sơ cấp, thứ cấp. Nếu chia E1 cho E2 ta có hệ số biến áp:
k =
=
Nếu bỏ qua điện trở dây quấn và từ thơng tản ra ngồi khơng khí, ta có: k =
=
=
nhƣ vậy, dây quấn sơ cấp và thứ cấp không trực tiếp liên hệ với nhau về điện nhƣng nhờ có từ thơng chính, năng lƣợng đã đƣợc truyền từ dây quấn sơ cấp sang dây quấn thứ cấp. Từ biểu thức ở trên quan hệ giữa chỉ số điện áp đầu ra là U2 và U1 thông qua hệ số k ( k gọi là hệ số biến áp) và cũng từ biểu thức này thì khi số vịng dây ở đầu ra khác nhau ta có trị số điện áp đầu ra U2 cũng khác nhau
Nếu bỏ qua tổn hao trong MBA, có thể coi gần đúng quan hệ giữa các lƣợng sơ cấp và thứ cấp nhƣ sau:
U2I2 ⁓ U1I1 Hoặc
⁓ k Từ đó ta có nhận xét :
Khi cùng truyền tải công suất nếu tăng điện áp lên thì giảm đƣợc dịng điện – đây là ngun lí truyền tải điện đi xa, giảm đƣợc tổn hao
Khi ta giảm điện áp thì tăng đƣợc dịng điện và đây là ngun lí truyền tải cơng suất của trạm biến áp, hạ áp( trạm biến áp phân phối) cụ thể là trạm biến áp nhà Q.