Giáo án điện tử chuyên đề vật lí 12 kết nối bài 3: Máy biến áp

BÀI 3: MÁY BIẾN ÁP

Nhiệt liệt chào mừng các em đến với bài mới ngày hôm nay!

A. KHỞI ĐỘNG

Trả lời câu hỏi: Em hãy đề xuất các biện pháp giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải điện.

Gợi ý trả lời:

Để làm giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải điện cần:

- Giảm điện trở của đường dây bằng cách:

+ Thay đổi vật liệu làm dây dẫn (thay dây đồng bằng dây bạc,…) => tốn kém.

+ Giảm chiều dài dây dẫn => bất khả thi.

+ Tăng tiết diện dây dẫn (tăng khối lượng dây, số lượng cột điện, cơ sở hạ tầng,…) => tốn kém.

- Tăng điện áp phát (dùng máy biến áp) => khả thi.

B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu cấu tạo của máy biến áp

- HS hoàn thành phiếu học tập số 1

Dự kiến sản phẩm:

I. MÁY BIẾN ÁP

- Máy biến áp là thiết bị dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.

1. Cấu tạo

- Máy biến áp có các bộ phận chính là hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên một lõi biến áp.

+ Lõi biến áp:  được làm bằng các 

lá sắt (thép) pha silic, được ghép cách điện với nhau và với các cuộn dây.

+ Các cuộn dây: 2 cuộn dây có số  vòng khác nhau, cùng quấn trên một lõi biến áp.

2. Nguyên tắc hoạt động

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

- Công thức máy biến áp:

+ Nếu N₁ > N₂ thì U₁ > U₂: máy hạ áp.

+ Nếu N₁ < N₂ thì U₁ < U₂: máy tăng áp.

Hoạt động 2. Tìm hiểu vai trò của máy biến áp trong truyền tải điện năng

1. Hãy giải thích tại sao trong thực tế truyền tải điện năng đi xa người ta thường chỉ sử dụng phương án b và d.

2. Thảo luận để đánh giá vai trò của máy biến áp trong việc giảm hao phí năng lượng điện khi truyền tải điện năng đi xa.

..............................................

Dự kiến sản phẩm:

II. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

- Giả sử cường độ dòng điện hiệu dụng trên đường dây là I thì công suất điện phát ra từ nhà máy:

 = UI

- Nếu điện trở tổng cộng của dây dẫn là R thì công suất hao phí trên đường dây dẫn điện là:

∆ = RI²

Suy ra

Với dây dẫn có điện trở suất là ρ thì điện trở trên dây dẫn là

Với l là chiều dài dây dẫn và S là tiết diện của dây dẫn.

- Công suất hao phí còn được viết dưới dạng:

- Khi muốn truyền tải một công suất điện  không đổi từ nhà máy đến nơi tiêu thụ thì có một số phương án giảm công suất hao phí ∆ như sau:

+ Giảm khoảng cách truyền từ nhà máy đến nơi tiêu thụ.

+ Sử dụng dây dẫn có điện trở suất nhỏ như đồng, nhôm,...

+ Tăng tiết diện dây dẫn.

+ Tăng điện áp hiệu dụng ở nhà máy phát điện khi truyền tải điện năng đi xa và giảm điện áp hiệu dụng ở nơi tiêu thụ tới giá trị cần thiết.

C. LUYỆN TẬP

Khoanh tròn vào câu trả lời đúng:

Câu 1: Máy biến áp là gì?

A. Là thiết bị dùng để biến đổi điện áp xoay chiều và tần số của nó.

B. Là thiết bị dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.

C. Là thiết bị dùng để biến đổi tần số mà không làm thay đổi điện áp xoay chiều.

D. Là thiết bị dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều.

Câu 2: Khi tăng điện áp ở nhà máy điện lên 10 lần thì công suất hao phí trên đường dây

A. giảm 10 lần.

B. tăng 10 lần.

C. tăng 100 lần.

D. giảm 100 lần.

Câu 3: Đâu là biểu thức xác định công suất hao phí trên đường dây dẫn điện?

A. .

B.

C. .

D.

Câu 4: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp A và cuộn thứ cấp B. Cuộn A được nối với điện áp xoay chiều và số vòng dây không đổi, cuộn B gồm các vòng dây quấn cùng chiều, một số điểm trên cuộn B được nối ra các điểm m, n, p, q. Số chỉ vôn kế V có giá trị nhỏ nhất khi khóa K ở vị trí nào dưới đây?

A. Chốt q.

B. Chốt m.

C. Chốt p.

D. Chốt n.

Câu 5: Đặt một điện áp xoay chiều hiệu dụng có giá trị không đổi vào cuộn sơ cấp thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp là 80 V. Nếu muốn điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp tăng lên 120 V thì cần tăng số vòng dây ở cuộn thứ cấp thêm 100 vòng. Nếu giảm số vòng dây ở cuộn thứ cấp 10 vòng thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu?

A. 66 V.

B. 76 V.

C. 86 V.

D. 96 V.

Gợi ý trả lời:

D. VẬN DỤNG

- Điện năng được truyền đi với công suất P trên một đường dây tải điện với một điện áp ở trạm truyền là U, hiệu suất của quá trình truyền tải là 90%. Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền tải điện nhưng giảm công suất truyền tải đi 2 lần thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là bao nhiêu?

Hướng dẫn về nhà:

- Xem lại kiến thức đã học ở bài 3.

- Hoàn thành các bài tập nội dung Vận dụng.

- Xem trước nội dung Bài 4: Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều.

Bài học đến đây là kết thúc, cảm ơn và hẹn gặp lại các em!