Công thức tính số vòng dây của cuộn thứ cấp

Công thức tính số vòng dây của cuộn thứ cấp

Máy biến áp được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống. Máy biến áp có thể là máy biến áp tăng áp hoặc máy biến áp hạ áp. Tùy theo mục đích sử dụng mà có nhiều loại máy với các thông số kỹ thuật khác nhau. Số người sử dụng máy biến áp khá nhiều nhưng đối vớicách tính số vòng dây quấn biến áp xung thì không phải ai cũng biết. Chính vì thế giới thiệu đến mọi người cách tính số vòng dây quấn biến áp cực kì đơn giản.

Bạn đang xem: Công thức tính số vòng dây

Biến áp xung trong đời sống:

Biến áp xung được coi là một trong những thiết bị được sử dụng để giúp truyền tải điện năng. Sản phẩm được dùng để biến đổi xung điện áp hoặc cường độ xung giúp giải quyết được vấn đề chuyển đổi năng lượng điện với hiệu suất cao. 

Trong thực thế thì biến áp dụng được tích hợp rất nhiều trong các thiết bị như bo mạch nguồn, mạch sạc điện thoại, máy tính. Đồng thời đi kèm với nó là rất nhiều các linh kiện điện tử khác để tăng hiệu suất làm việc, cũng như độ chính xác cao cho nguồn ra.

 

Theo lý thuyết, ta có thể so sánh thấy rõ với các máy biến áp từ thông thường khi điện áp được hạ xuống thì dòng sẽ có thể tăng lên gấp đôi nên công suất VA lúc này sẽ không đổi. Nhưng do việc chịu tải thông thường thấp nên công suất đầu ra sẽ thấp hơn. 

Còn đối với biến áp xung được thiết kế với số vòng dây ít và thường có tiết diện dây lớn hơn, cùng với sự kết hợp với bộ băm xung nên sẽ cho công suất gọn nhẹ hơn. 

 

 

Công thức tính số vòng cho 1 Volt là : 

Với S tính = cm2F tính = HeztB tính = Gausse [chọn 10.000]

Ví dụ: Muốn quấn 1 biến thế có điện thế nguồn 12 volt, để ra là 110volt dòng thứ cấp 1 ampere.Sử dùng sắt ferrit có lỏi diện tích 1cm2 . Tần số 1000Hezt. Số cở dây, số vòng sơ và thứ cấp bao nhiêu.

 

Hình ảnh biến áp xung

 

1-Tính công suất và dòng sơ cấp ta thực hiệnCông suất cuộn thứ cấp là:110 volt x1 Ampere = 110WattCông suất cuộn sơ cấp phải lớn hơn >110 Watt chọn 150 WattNguồn 12 volt do đó dòng sơ cấp I = 150watt/12volt = 12.5 Ampere

2-Tính số vòng dây ta thực hiện:Thay trị số vào công thức trên ta có N = 2.25vòng /voltThứ cấp quấn :110 volt x 2.25 vòng=2253vòngSơ cấp quấn :12 volt x2.25 vòng =27vòng

THAM KHẢO:

3-Tính cở dây ta thực hiện:Công thức chọn cở dây: D [mm] = sqrt[A] / 2 [2]A là dòng điện của sơ cấp hoặc thứ cấp.Thay giá trị vào công thức [2] cở dây thứ cấp là sqrt[1] / 2 = 1/2 = 0.5 [mm]Thay giá trị vào công thức [2] cở dây sơ cấp là sqrt[12.5]/2 = 3.53/2 = 1.76 [mm]

 

Hình ảnh biến áp xung

 

Lưu ý:1- Nếu số vòng cuộn sơ cấp nhiều thì tổng trở cuộn dây sẽ lớn làm dòng I nhỏ, [ Transistor không đạt được dòng I mong muốn] dẫn đến kết quả công suất thứ cấp không đạt. Trường hợp này phải giảm số vòng sơ cấp hoặc tăng điện thế nguồn.2- Ngược lại nếu số vòng cuộn sơ cấp ít quá thì tổng trở cuộn dây sẽ nhỏ làm dòng I lớn dẫn đến kết quả Transistor bị nóng. Trường hợp này phải tăng số vòng sơ cấp hoặc giảm điện thế nguồn.

Khi quấn dây cần lưu ý:- Quấn chặt tay, quấn đều các vòng trên lõi, không để chồng chéo lên nhau.[quấn lỏng vẫn chạy được nhưng khi chạy kêu ee..eee...è....]- Sau mỗi lớp quấn thì nên quấn một lớp cách điện.- Ba cho nguồn xung thì chú ý chiều quấn phải đúng [không đúng vẫn chạy ra được điện áp mong muốn nhưng công suất thấp]- Cuộn nào [sơ cấp, thứ cấp] có dòng cao hơn thì quấn sau, vì như thế nó sẽ ở lớp ngoài, tản nhiệt tốt hơn.

Với phương châm là: "Chất lượng tạo nêm thương hiệu", khách hàng khi đến với bigbiglands.com sẽ luôn cảm nhận được các sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hợp lý, thời gian giao hàng nhanh nhất và dịch vụ bảo hành tốt

Quý khách cần hỗ trợ và muốn mua Máy biến áp hãy để lại thông tin hoặc liên hệ với chúng tôi để được tư vấn lựa chọn giải pháp tốt nhất cho quý khách hàng!

Vậy Máy biến áp là gì, cấu tạo và nguyên tắc máy biến áp như thế nào? cuộn sơ cấp thứ cấp trong máy biến áp là gì? và bài toán truyền tải điện năng đi xa được giải quyết ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa

– Công suất phát đi từ nhà máy phát điện: P = U.I

– Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải:

→ Như vậy, với công suất phát P là xác định, để giảm ΔP ta phải giảm r hoặc tăng U

– Biện pháp giảm r có những hạn chế vì

nên để giảm r ta phải dùng các loại dây có điện trở suất ρ nhỏ như bạc, dây siêu dẫn,… với giá thành rất cao hoặc tăng tiết diện S của dây, tuy nhiên khi tăng S thì tốn kim loại và chi phí xây trụ điện lớn vì dây rất nặng nên không kinh tế.

– Như vậy, biện pháp tăng hiệu điện thế U có hiệu quả rõ rệt, tăng U lên n lần thì Phao phí giảm n2 lần.

II. Máy biến áp

– Máy biến áp là gì? Định nghĩa: Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp [xoay chiều], nhưng không làm thay đổi tần số.

1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp

Cấu tạo Máy biến áp

Cấu tạo của máy biến áp

– Bộ phận chính là một lỏi biến áp hình khung bằng sắt non có pha silic cùng với hai cuộn dây có điện trở nhỏ và độ tự cảm lớn quấn trên lỏi biến áp.

– Cuộn thứ nhất có N1 vòng nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp.

– Cuộn thứ 2 có N2 vòng nối ra các cơ sở tiêu thụ điện năng gọi là cuộn thứ cấp.

Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp

– Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

– Nối hai đầu cuộn sơ vấp vào nguồn phát điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp tạo ra từ trường biến thiên trong lõi biến áp.

– Từ thông biến thiên của từ trường đó qua cuộn thứ cấp gây ra suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp.

2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp

– Khảo sát bằng thực nghiệm những đặc tính của một máy biến áp bằng sơ đồ thực nghiệm như hình sau:

Cuộn thứ cấp để hở [I2 = 0, máy biến áp ở chế độ không tải]

– Thay đổi các số vòng N1, N2 đi các điện áp U1, U2 ta thấy:

– Nếu N2 > N1 thì U2 > U1: Máy tăng áp

– Nếu N2 < N1 thì U2 < U1: Máy hạ áp

Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ [I2 ≠ 0, máy biến áp ở chế độ có tải]

– Nếu hao phí điện năng trong máy biến áp không đáng kể [máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng] thì công suất của dòng điện trong mạch sơ cấp và trong mạch thứ cấp có thể coi bằng nhau: U1.I1 = U2.I2

– Do đó:

3. Ứng dụng của máy biến áp

a] Máy biến áp ứng dụng để truyền tải điện năng

– Thay đổi điệ áp của dòng điện xoay chiều đến các giá trị thích hợp

– Sử dụng trong việc truyền tải điện năng đi xa để giảm hao phí trên đường dây truyền tải

b] Máy biến áp ứng dụng nấu chảy kim loại trong hàn điện

– Sử dụng trong máy hàn điện nấu chảy kim loại:

– Máy hàn điện nấu chảy kim loại hoạt động theo nguyên tắc biến áp, trong đó cuộn sơ cấp gồm nhiều vòng dây tiết diện nhỏ, cuộn thứ cấp có ít vòng dây tiết diện lớn.

III. Bài tập về máy biến áp và truyền tải điện năng

* Bài 1 trang 91 SGK Vật Lý 12: Máy biến áp là gì? Nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc của biến áp.

° Lời giải bài 1 trang 91 SGK Vật Lý 12:

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

– Cấu tạo của máy biến áp: Lõi sắt non hình chữ nhật. Hai cuộn dây N1, N2 có số vòng dây quấn khác nhau. Cuộn dây N1 nối với nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây N2 nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp.

– Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào điện áp xoay chiều có tần số f. Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp tạo ra từ thông biến thiên trong lõi sắt đi đến cuộn thứ cấp làm xuất hiện suất điện động cảm ứng. Khi máy biến áp hoạt động trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện xoay chiều cùng tần số với dòng điện ở cuộn sơ cấp.

* Bài 2 trang 91 SGK Vật Lý 12: Máy biến áp lí tưởng làm việc bình thường có tỉ số N2/N1 bằng 3 khi [U1, I1] = [360V, 6A] thì [U2, I2] bằng bao nhiêu?

A. [1080V, 18A] B. [120V, 2A]

C. [1080V, 2A] D. [120V, 18A]

° Lời giải bài 2 trang 91 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án: C.[1080V, 2A]

– Theo bài ra, ta có: N2/N1 = 3; lại có: N2/N1 = U2/U1 ⇒ U2/U1 = 3 ⇒ U2 = 3U1 = 3.360 = 1080[V].

– Vì máy biến áp lý tưởng nên ta có: I1/I2 = N2/N1 = 3 ⇒ I2 = I1/3 = 6/3 = 2[A].

* Bài 3 trang 91 SGK Vật Lý 12: Một biến áp có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng, điện áp và cường độ ở mạch sơ cấp là 120V, 0,8A. Điện áp và công suất ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu?

A. 6V, 96W B. 240V, 96W

C. 6V, 4,8W D. 120V, 4,8W

° Lời giải bài 3 trang 91 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án: A. 6V, 96W

– Theo bài ra, ta có: N1 = 2000 vòng; N2 = 100 vòng, U1 = 120[V], I1 = 0,8[A].

– Áp dụng công thức: U2/U1 = N2/N1 ⇒ U2 = [N2/N1].U1 = [100/2000].120 = 6[V].

– Lại có: I1/I2 = N2/N1 ⇒ I2 = I1.[N1/N2] = 0,8.[2000/100] = 0,8.20 = 16[A].

– Công suất: P2 = U2.I2 = 6.16 = 96[W].

– Vậy điện áp và công suất ở cuộn thứ cấp là: [6V, 96W].

* Bài 4 trang 91 SGK Vật Lý 12: Một biến áp có hai cuộn dây lần lượt có 10000 vòng và 200 vòng.

a] Muốn tăng áp thì cuộn nào là cuộn sơ cấp? Nếu đặt vào cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng 220V thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu?

b] Cuộn nào có tiết diện dây lớn hơn?

° Lời giải bài 4 trang 91 SGK Vật Lý 12:

a] Để là máy tăng áp thì số vòng của cuộn dây thứ cấp phải lớn hơn số vòng dây của cuộn sơ cấp. Do đó số vòng cuộn sơ cấp là N1 = 200 vòng thì số vòng của cuộn thứ cấp là N2 = 10000 vòng, khi đó ta có:

U2/U1 = N2/N1 ⇒ U2 = U1.[N2/N1] = 220.[10000/200]=220.50 = 11000[V]

b] Vì N1 < N2 nên cuộn sơ cấp có tiết diện dây lớn hơn.

¤ Các giải thích khác [trong trường hợp tổng quát] là ta tính cường độ dòng điện như sau:

– Ta có: I1/I2 = N2/N1 = 10000/200 = 50.

– Như vậy, cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp lớn hơn 50 lần cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp. Do đó, cuộn sơ cấp có tiết diện dây lớn hơn cuộn thứ cấp.

* Bài 5 trang 91 SGK Vật Lý 12: Máy biến áp lí tưởng cung cấp một dòng điện 30A dưới một điện áp hiệu dụng 220V. Điện áp hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là 5kV.

a] Tính công suất tiêu thụ ở cửa vào và ở cửa ra của biến áp

b] Tính cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp.

° Lời giải bài 5 trang 91 SGK Vật Lý 12:

a] Máy biến áp là lý tưởng [bỏ qua hao phí của máy biến áp]:

– Công suất tiêu thụ ở cửa vào và ở cửa ra của máy biến áp là:

P1 = P2 = U2I2 = 220.30 = 6600[W].

b] Tại cuộn sơ cấp, ta có: P1 = U1.I1 nên cường độ dòng điện hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là:

I1 = P1/U1 = 6600/5000 = 1,32[A]

* Bài 6 trang 91 SGK Vật Lý 12: Một biến áp cung cấp một công suất 4kW dưới một điện áp hiệu dụng 110V. Biến áp đó nối với đường dây tải điện có điện trở tổng là 2Ω

a] Tính cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện.

b] Tính độ sụt thế trên đường dây tải điện.

c] Tính điện áp hiệu dụng ở cuối đường dây tải điện.

d] Xác định công suất tổn hao trên đường dây đó.

e] Thay biến áp trển dây bằng một biến áp có cùng công suất nhưng điện áp hiệu dụng ở cửa ra là 220V. Tính toán lại các đại lượng nêu ra ở bốn câu hỏi trên.

° Lời giải bài 6 trang 91 SGK Vật Lý 12:

a] Cường độ dòng điện hiệu dụng trên đường dây tải điện:

– Áp dụng công thức: P2 = U2.I2 ⇒ I2 = P2/U2 = 4000/110 = 36,36[A].

b] Độ sụt thế trên đường dây tải điện: ΔUd = Rd.I2 = 2.36,36 = 72,73[V].

c] Điện áp hiệu dụng ở cuối đường dây tải điện là:

Ud = U – ΔUd = 110 – 72,73 = 37,27[V].

d] Công suất tổn hao trên đường dây:

Php = [I2]2.Rd = [36,36]2.2 ≈ 2644,63[W].

e] Khi thay biến áp trên dây bằng một biến áp có cùng công suất, nhưng điện áp hiệu dụng ở của ra là U’2 = 220V, tương tự trên ta có:

– Cường độ dòng điện hiệu dụng trên dây tải điện:

I’2 = P2/U’2 = [4.103]/220 = 200/11 ≈ 18,18[A].

– Độ sụt thế trên đường dây tải điện:

ΔU’d = I’2.Rd = 18,18.2 ≈ 36,36[V].

– Điện ấp hiệu dụng ở cuối đường dây tải điện:

U’d = U’ – ΔU’d = 220 – 36,36 = 183,64[V].

– Công suất tổn hao trên đường dây:

P’hp = I’2.Rd = [18,18]2.2 = 661,16[W].

Như vậy với bài viết về Cấu tạo, nguyên tắc Máy Biến áp, cuộn Sơ cấp Thứ cấp và Bài toán truyền tải điện năng đi xa ở trên, hy vọng giúp các em hiểu rõ hơn nội dung này. Nếu có góp ý và thắc mắc, các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để được ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.

 

 

Chủ Đề