Cách giải bài tập về Máy biến áp hay, chi tiết

1. Phương pháp

- Suất điện động trong cuộn dây sơ cấp:

- Suất điện động trong cuộn dây thứ cấp:

Trong đó e₁ được coi như nguồn thu: e₁ = u₁ - i₁r₁

e₂ được coi như nguồn phát:

Nếu k > 1 thì U₁> U₂, khi đó máy là máy hạ áp

Nếu k < 1 thì U₁< U₂, khi đó máy là máy tăng áp

- Công suất của máy biến thế:

• Cuộn sơ cấp: P₁ = U₁I₁cosφ₁

• Cuộn thứ cấp: P₂ = U₂I₂cosφ₂

- Hiệu suất của máy biến thế:

- Nếu bỏ qua hao phí tiêu thụ điện năng tức: cosφ₁ = cosφ₂ và H = 1 thì ta có:

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 50 vòng. Ðiện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Bỏ qua hao phí. Ðiện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là:

A. 440 V.          B. 44 V.          C. 110 V.          D. 11 V

Hướng dẫn:

Áp dụng mối liên hệ giữa điện áp hiệu dụng và số vòng dây ta có:

Đáp án D.

Ví dụ 2: Một máy biến áp có số vòng dây trên cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là 2000 vòng và 500 vòng. Ðiện áp hiệu dụng và cường độ hiện dụng ở mạch thứ cấp là 50 V và 6 A. Xác định điện áp hiệu dụng và cường dộ hiệu dụng ở mạch sơ cấp

A. 200V; 1,5A          B. 100V; 3A

C. 200V; 3A          D. 100V; 1,5A

Hướng dẫn:

Ta có:

Đáp án A.

Ví dụ 3: Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai dầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc dầu tỉ số điện áp bằng 0,43. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,45. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Ðể được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp:

A. 40 vòng dây.         B. 84 vòng dây.         C. 100 vòng dây.         D. 60 vòng dây

Hướng dẫn:

Ta có:

Khi đó: N₁ = N₂ / 0,43 = 1200

Để mắc biến áp đúng như dự định, học sinh cần phải quấn thêm n vòng dây:

Đáp án D.