Câu 12 (QG 2019): Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp có cuộn sơcấp A và cuộn thứ
cấp B. Cuộn A được nối với mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng khơng đổi. Cuộn B gồm các vòng dây quấn cùng chiều, một số điểm trên B được nối ra các chốt m, n, p, q ( như hình bên ). Số chỉ của vơn kế V có giá trí lớn nhất khi khóa K ở chốt nào sau đây ?
A. Chốt p B. Chốt n C. Chốt q D. Chốt m V K m q p n A B
Câu 13 (CĐ 2007): Một máy biến thế có số vịng của cuộn sơ cấp là 5000 và thứ cấp là 1000. Bỏ qua mọi hao phí
của máy biến thế. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở có giá trị là
A. 20 V. B. 40 V. C. 10 V. D. 500 V.
Câu 14 (ĐH 2007): Một máy biến thế có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu
điện thế hiệu dụng 220 V. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484 V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Số vịng dây của cuộn thứ cấp là
A. 2500. B. 1100. C. 2000. D. 2200.
Câu 15 (CĐ 2008): Một máy biến thế dùng làm máy giảm thế (hạ thế) gồm cuộn dây 100 vòng và cuộn dây 500
vòng. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp với hiệu điện thế
( )
100 2 sin 100
u= t (V) thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp bằng
A. 10 V. B. 20 V. C. 50 V. D. 500 V
Câu 16: Một máy biến thế có số vịng dây của cuộn sơ cấp là 800 vòng, của cuộn thứ cấp là 40 vòng. Hiệu điện thế và cường
độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp là 40( )V và 6( )A . Hiệu điện thế và cường độ hiệu dụng ở mạch sơ cấp là:
A. 2( )V ; 0,6( )A B. 800( )V ; 12( )A C. 800( )V ; 120( )A D. 800( )V ; 0,3( )A
Câu 17: Một máy biến thế có số vịng của cuộn sơ cấp là 5000 và thứ cấp là 1000. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Đặt
vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 ( )V thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở có giá trị là
A. 20 ( )V . B. 40 ( )V . C. 10 ( )V . D. 500 ( )V .
Câu 18 (CĐ 2009): Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2400 vịng dây, cuộn thứ cấp gồm 800 vòng
dây. Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 210 V. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp khi biến áp hoạt động không tải là
A. 0. B. 105 V. C. 630 V. D. 70 V.
Câu 19: Một máy hạ áp lí tưởng có tỉ số giữa số vịng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp 2,5. Người ta mắc vào hai đầu
cuộn thứ cấp một động cơ 220 V − 440 W, có hệ số cơng suất 0,8. Nếu động cơ hoạt động bình thường thì cường độ hiệu dụng trong cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là
A. 0,8 A và 2,5 A. B. 1 A và 1,6 A. C. 1,25 A và 1,6 A. D. 1 A và 2,5 A.
Câu 20: Đặt một điện áp xoay chiều u=200cos t (V) vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của một máy biến thế lí tưởng thì điện áp hiệu dụng đo được ở hai đầu cuộn thứ cấp là 10 2 V. Nếu điện áp xoay chiều u 30cos t= (V) vào hai đầu cuộn dây thứ cấp thì điện áp đo được ở hai đầu cuộn dây sơ cấp bằng
A. 300V B. 200 2V. C. 300 2 V. D. 150 2V.
Câu 21: Một máy biến áp lí tưởng có tỉ số vịng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là 2. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu
thụ có điện trở 200 Ω, cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V. Dịng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là
A. 0,25 A. B. 0,6 A. C. 0.5A. D. 0,8 A.
Mức độ vận dụng, vận dụng cao
Câu 22 (QG 2017): Một máy biến áp lí tưởng có hai cuộn dây D1 và D2. Khi mắc hai đầu cuộn D1 vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu của cuộn D2 để hở có giá trị là 8 V. Khi mắc hai đầu cuộn D2 vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu của cuộn D1 để hở có giá trị là 2 V. Giá trị U bằng
hai đầu cuộn thứ cấp của M2 để hở bằng 12,5 V. Khi nối hai đầu của cuộn thứ cấp của M2 vái hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp của M2 để hờ bằng 50 V. Bỏ qua mọi hao phí. M1 có ti số giữa số vịng dây cuộn sơ cấp và số vòng cuộn thứ cấp là:
A. 8. B. 4. C. 6. D. 15.
Câu 24 (ĐH 2014): Một học sinh làm thực hành xác định số vịng dây của hai máy biến áp lí tưởng A và B có các
cuộn dây với số vòng dây (là số nguyên) lần lượt là N1A, N2A, N1B, N2B. Biết N2A = kN1A,N2B= 2kN1B; k > 1; N1A + N2A + N1B + N2B = 3100 vịng và trong bốn cuộn dây có hai cuộn có số vịng dây đều bằng N. Dùng kết hợp hai máy biến áp này thì có thể tăng điện áp hiệu dụng U thành 18U hoặc 2U. Số vòng dây N là:
A. 600 hoặc 372. B. 900 hoặc 372. C. 900 hoặc 750. D. 750 hoặc 600. Dạng 2: Bài toán nâng cao về máy biến áp Dạng 2: Bài toán nâng cao về máy biến áp
Kinh nghiệm
+ Ngồi bài tốn thay đổi số vịng dây sơ cấp hoặc thứ cấp rồi xác định số vòng dây ban đầu hay điện áp ban đầu của thứ cấp. Đối với bài toán này ta hay thiết lập các phương trình rồi tìm mối quan hệ giữa các lần thay đổi.
* Khi máy biến áp có số vịng dây ở cuộn sơ cấp thay đổi ta dùng:
1 1 2 2 1 1 ' 2 2 U N U N U N n U N = =
* Khi máy biến áp có số vịng dây ở cuộn thứ cấp thay đổi ta dùng:
2 2 1 1 2 2 ' 1 1 U N U N U N n U N = =
+ Giả sử một máy biến áp bị quấn ngược n vịng dây cuộn sơ cấp thì lúc này 1 1
2 2 U N 2n U N − = ; Làm tương tự cho cuộn thứ cấp.
+ Giả sử n vòng dây của cuộn sơ cấp bị cháy thì ta có 1 1
2 2
U N n
U N
−
= ; Làm tương tự cho cuộn thứ cấp.
Câu 25: Một máy biến áp lí tưởng lúc mới sản xuất có tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 2. Sau
một thời gian sử dụng do lớp cách điện kém nên có x vịng dây cuộn thứ cấp bị nối tắt vì vậy tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 2,5. Để xác định x người ta quấn thêm vào cuộn thứ cấp 135 vịng dây thì thấy tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 1,6. Số vòng dây bị nối tắt là
A. x = 50 vòng. B. x = 60 vòng. C. x = 80 vòng. D. x = 40 vòng.
Câu 26 (ĐH 2010): Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) một điện áp xoay
chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100 V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vịng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vịng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vịng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn này bằng
A. 100 V. B. 200 V. C. 220 V. D. 110 V.
Câu 27: Một máy biến áp lý tưởng có cuộn sơ cấp mắc vào hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng U khơng
đổi và cuộn thứ cấp có 5 mức lấy hiệu điện thế ra để sử dụng. Số vòng dây cuộn thứ cấp tăng từ mức 1 đến mức 5 theo một cấp số cộng. Dùng một vôn kế xoay chiều lý tưởng đo điện áp lấy ra tại cuộn thứ cấp lần lượt ở mức 1,2,3,4 và 5 thì thu được kết quả như sau: mức 5 số chỉ vôn kế gấp 3 lần mức 1; mức 4 số chỉ vôn kế lớn hơn mức 2 là 4 (V); mức 3 thì số chỉ vơn kế chứng tỏ máy đang hạ áp 25 lần. Giá trị U là
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA-
Điện năng sản xuất được truyền tải đến nơi tiêu thụ trên đường dây dẫn dài hàng trăm km. Công suất cần truyền tải điện năng P = UIcosφ , (1)
Trong đó P là cơng suất cần truyền đi, U là điện áp tại nơi truyền đi, I là cường độ dòng điện trên dây dẫn truyền tải, cosφ là hệ số công suất.
Đặt P = I2R là cơng suất hao phí, từ (1) suy ra I = P
U cos → P = I2R= ( ) 2 2 2 P P R R U cos U cos =
với R là điện trở đường dây.
Vậy công suất tỏa nhiệt trên đường dây khi truyền tải điện năng đi xa là P
( ) 2 2 P R U cos =
Để khi đến nơi sử dụng thì mục tiêu là làm sao để giảm tải công suất tỏa nhiệt P để phần lớn điện năng được sử dụng hữu ích. Có hai phương án giảm P:
Phương án 1 : Giảm R. Do R = l
S
nên để giảm R thì cần phải tăng tiết diện S của dây dẫn. Phương án này không khả thi do tốn kém kinh tế.
Phương án 2 : Tăng U.
Bằng cách sử dụng máy biến áp, tăng điện áp U trước khi truyền tải đi thì cơng suất tỏa nhiệt trên đường dây sẽ được hạn chế. Phương án này khả thi hơn vì khơng tốn kém, và thường được sử dụng trong thực tế.
Chú ý:
* Cơng thức tính điện trở của dây dẫn R = l S
.ℓ . Trong đó (Ω.m) là điện trở suất của dây dẫn, ℓ là chiều dài
dây, S là tiết diện của dây dẫn.
* Cơng suất tỏa nhiệt cũng chính là cơng suất hao phí trên đường dây, phần cơng suất hữu ích sử dụng được là Pcó
ích = P - P = ( ) 2 2 P P R U cos −
Từ đó hiệu suất của q trình truyền tải điện năng là H = Pcó ích P P P 1
P P P
−
= = −
* Sơ đồ truyền tải điện năng từ A đến B : Tại A sử dụng máy tăng áp để tăng điện áp cần truyền đi. Đến B sử dụng
máy hạ áp để làm giảm điện áp xuống phù hợp với nơi cần sử dụng (thường là 220 V). khi đó độ giảm điện áp là U = IR = U2A – U1B, với U2A là điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp của máy tăng áp tại A, còn U1B là điện áp ở đầu vào cuộn sơ cấp của máy biến áp tại B.
* Quãng đường truyền tải điện năng đi xa so với nguồn một khoảng là d thì chiều dài dây là ℓ = 2d
Mức độ nhận biết, thơng hiểu
Câu 1: Trong bài tốn truyền tải điện gọi U là điện áp truyền tải, R là điện trở của đường dây. I là cường độ dòng điện trên
dây dẫn. Gọi U là độ giảm thế trên đường truyền tải. Hãy xác định cơng thức tính độ giảm thế trên đường dây truyền tải điện?
A. =U I R2 B. =U IR C. = −U U IR D. =U 2IR
Câu 2: Vai trò của máy biến thế trong việc truyền tải điện năng đi xa.