Chuyên đề Vật lí 12 CTST Bài 2. Máy biến áp. Truyền tải điện năng có đáp án

Phải tăng điện áp trước khi truyền đi để giảm sự hao phí trên đường dây tải điện.

Để tăng điện áp ta sử dụng máy biến áp.

Từ thông qua một vòng dây của cuộn sơ cấp có biểu thức: Ф = Ф$_{o}$cosωt

Từ thông qua cuộn sơ cấp: ${\Phi _1} = {N_1}\Phi$

Do máy biến áp có lõi kín nên có thể coi mọi đường sức từ chỉ chạy trong lõi biến áp. Như vậy, từ thông qua mỗi vòng dây ở cuộn sơ cấp và thứ cấp là như nhau, nên từ thông trong cuộn dây thứ cấp là ${\Phi _2} = {N_2}\Phi$.

Theo định luật Faraday, ta có suất điện động cảm ứng sinh ra do sự biến thiên của từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là:

${e_1} = - \frac{{d{\Phi _1}}}{{dt}} = - {N_1}\frac{{d\Phi }}{{dt}} = {N_1}{\Phi _0}\omega \sin \omega t$ và ${e_2} = - \frac{{d{\Phi _2}}}{{dt}} = - {N_2}\frac{{d\Phi }}{{dt}} = {N_2}{\Phi _0}\omega \sin \omega t$

Từ đó, suy ra được: $\frac{{{e_1}}}{{{e_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}$ hay tỉ số giữa suất điện động của hai cuộn dây luôn không đổi và bằng với tỉ số giữa số vòng dây của hai cuộn dây đó.

Do tỉ số giữa các suất điện động tức thời là không đổi nên tỉ số giữa suất điện động hiệu dụng của hai cuộn dây cũng không thay đổi.

Ta có: $\frac{{{E_1}}}{{{E_2}}} = \frac{{{e_1}}}{{{e_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}$

Nếu bỏ qua điện trở (máy biến áp lí tưởng) của dây dẫn trong cuộn sơ cấp và thứ cấp thì có thể coi điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn dây bằng suất điện động hiệu dụng tương ứng với chúng hay U$_{1}$ = E$_{1}$ và U$_{2}$ = E$_{2}$.

Từ biểu thức (3.1) suy ra: $\frac{{{E_1}}}{{{E_2}}} = \frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}$.

Không thể dùng máy biến áp để thay đổi điện áp của dòng điện không đổi. Vì:

- Nguyên lí hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Dòng điện không đổi không tạo ra từ thông biến thiên, nên không thể tạo ra hiện tượng cảm ứng điện từ.