Gọi \({n_1};{U_1}\) là số vòng dây và hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp. Gọi \({n_2};{U_2}\) là số vòng dây và hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp của một máy biến thế. Hệ thức đúng là:
Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn: \(\dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}}\)
Với \({n_1},{n_2}\) lần lượt là số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp; \({U_1},{U_2}\) là hiệu điện thế giữa hai đầu dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến thế ta có biểu thức không đúng là:
Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn: \(\dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}}\)
Một máy biến thế có số vòng dây cuộn sơ cấp gấp \(3\) lần số vòng dây cuộn thứ cấp thì hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp so với hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp sẽ:
Ta có: \(\dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} = 3 \to {U_2} = \dfrac{{{U_1}}}{3}\)
Một máy biến thế có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp 3 lần số vòng dây cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp so với hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp sẽ:
Ta có: \(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} = \frac{1}{3} \to {U_2} = 3{U_1}\)
Để nâng hiệu điện thế từ \(U = 25000V\) lên đến hiệu điện thế \(U' = 500000V\), thì phải dùng máy biến thế có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây của cuộn thứ cấp là:
Ta có: \(\dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \leftrightarrow \dfrac{{25000}}{{500000}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} = \dfrac{1}{{20}} = 0,05\)
Để sử dụng thiết bị có hiệu điện thế định mức \(24V\) ở nguồn điện có hiệu điện thế \(220V\) phải sử dụng máy biến thế có hai cuộn dây với số vòng dây tương ứng là:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \leftrightarrow \dfrac{{220}}{{24}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}}\\ \to \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} = \dfrac{{55}}{6}\end{array}\)
=> Số vòng dây của cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn thứ cấp
=>Dùng máy tính kiểm tra các phương án A và D thấy phương án D thỏa mãn: \(\dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} = \dfrac{{55}}{6}\)
Cuộn sơ cấp của một máy biến thế có \(4400\) vòng và cuộn thứ cấp có \(240\) vòng. Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp là \(220V\), thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp là:
Ta có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} = \dfrac{{4400}}{{240}} = \dfrac{{55}}{3}\\ \to {U_2} = \dfrac{3}{{55}}{U_1} = \dfrac{3}{{55}}.220 = 12V\end{array}\)
Số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến thế lần lượt có \(1500\) vòng và \(150\) vòng. Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp là \(220V\), thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp là:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} = \dfrac{{1500}}{{150}} = 10\\ \to {U_1} = 10{U_2} = 10.220 = 2200V\end{array}\)
Hiệu điện thế giữa hai đầu dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy biến thế lần lượt là \(220V\) và \(12V\). Nếu số vòng dây cuộn sơ cấp là \(440\) vòng, thì số vòng dây cuộn thứ cấp là:
Ta có:
\(\dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \to {n_2} = \dfrac{{{U_2}}}{{{U_1}}}{n_1} = \dfrac{{12}}{{220}}440 = 24\) vòng
Người ta truyền tải một công suất điện 1000kW bằng một đường dây có điện trở 10Ω. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 110kV. Công suất hao phí trên đường dây là
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}P = 1000kW\\R = 10\Omega \\U = 110kV\end{array} \right. \Rightarrow \Delta P = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}} = 826,44W\)
Để giảm hao phí trên đường dây khi truyền tải điện người ta thường dùng cách nào?
Công suất hao phí trên đường dây khi truyền tải: \(\Delta P = \dfrac{{{P^2}R}}{{{U^2}}} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\Delta P \sim R\\\Delta P \sim \dfrac{1}{{{U^2}}}\end{array} \right.\)
Cách thứ nhất : giảm điện trở R của đường dây. Đây là cách làm tốn kém vì phải tăng tiết diện của dây, do đó tốn nhiều kim loại làm dây và phải tăng sức chịu đựng của các cột điện.
Cách thứ hai: tăng điện áp U ở nơi phát điện và giảm điện áp ở nơi tiêu thụ điện tới giá trị cần thiết. Cách này có thể thực hiện đơn giản bằng máy biến áp, do đó được áp dụng rộng rãi.
