Truyền tải điện năng. Máy biến áp SVIP

I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa

Điện năng phát ra từ nhà máy điện được truyền đến nơi tiêu thụ trên đường dây dẫn có điện trở \(r\).

Công suất phát từ nhà máy là

\(P_{phát}=U_{phát}I\)

Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây là

\(P_{hp}=rI^2=P_{phát}^2\dfrac{r}{U_{phát}}\)

Như vậy, trong quá trình truyền tải điện năng từ nhà máy điện đi xa, lúc đưa điện năng lên đường dây tải điện cần tìm cách tăng điện áp. Khi tới nơi tiêu thụ, để đảm bảo an toàn cho việc sử dụng, cần phải giảm điện áp.

Điều này được thực hiện bởi những thiết bị biến đổi điện áp.

II. Máy biến áp

Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

Cấu tạo của máy biến áp bao gồm:

• Lõi biến áp: là một khung sắt non có pha silic 
• Hai cuộn dây có điện trở nhỏ và độ tự cảm lớn quấn trên hai cạnh đối diện của khung. Cuộn thứ nhất có \(N_1\) vòng được nối vào nguồn phát điện, được gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn thứ hai có \(N_2\) vòng được nối ra các cơ sở tiêu thụ điện năng, được gọi là cuộn thứ cấp.

Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp:

Khi nguồn phát điện tạo ra một điện áp xoay chiều tần số \(f\) ở hai đầu cuộn sơ cấp thì trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng, sinh ra dòng điện xoay chiều cùng tần số với dòng điện ở cuộn sơ cấp.

Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp cho thấy 

\(\dfrac{U_2}{U_1}=\dfrac{I_1}{I_2}=\dfrac{N_2}{N_1}\)

• Tỉ số các điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp bằng tỉ số \(\dfrac{N_2}{N_1}\)
• Tỉ số các cường độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp và mạch sơ cấp bằng nghịch đảo của tỉ số \(\dfrac{N_2}{N_1}\) 

Lưu ý:

• Nếu \(N_2>N_1\): Máy tăng áp
• Nếu \(N_2< N_1\): Máy hạ áp

III. Ứng dụng của máy biến áp

• Truyền tải điện năng đi xa

• Nấu chảy, hàn điện