ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM TP HCM

----------

BÀI SEMINAR

Đề tài: Các bài tập về máy biến thế

Khoa vật lý : ĐH Sư Phạm TP HCM Môn : Chuyên đề điện học Nhóm : 5

Mục Lục

1

TP HCM , 12/12/2013

Giáo viên hướng dẫn:Trương Đình Toà

LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................2

I. MÁY BIẾN THẾ..................................................................................................................3

1. Khái niệm........................................................................................................................................................................3

2. Vai trò của máy biến áp................................................................................................................................................3

3. Các đại lượng định mức của máy biến áp..................................................................................................................4

4. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động................................................................................................................................4 4.1. Cấu tạo của máy biến áp:........................................................................................................................................44.1.1 Cấu tạo của máy biến áp một pha. ........................................................................................................................4 4.1.2 Cấu tạo của máy biến áp ba pha. .........................................................................................................................5

4.2 Nguyên lý làm việc của máy biến áp. .......................................................................................................................6 4.2.1 Nguyên lý hoạt động của máy biến áp một pha...................................................................................................64.2.2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp ba pha.........................................................................................................7

5. Khảo sát máy biến thế...................................................................................................................................................8

6. Sự truyền tải điện năng.................................................................................................................................................9

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP CỦA MÁY BIẾN THẾ....................................................................9

1. Dạng 1 : Máy biến áp không tải. ..................................................................................................................................9

2. Dạng 2 : Máy biến áp có tải ......................................................................................................................................19

3. Dạng 3 : Công suất, hiệu suất, hệ số của máy biến áp..............................................................................................26

LỜI NÓI ĐẦU

Chúng ta đều biết rằng, nhân loại ngày nay đã đạt được những tri thức vật lý học

khổng lồ về số lượng cũng như là chất lượng. để có được những tri thức phong phú và đồ sộ

như hiện nay, các nhà bác học của chúng ta đã phải trải qua một quá trình tìm tòi, nghiên

cứu lâu dài và gian khổ. Thậm chí có những bác học phải hi sinh cả thân mình để bảo vệ

một chân lý khoa học.

2

Một thành tựu vật lý đã được sáng chế sớm nhất bởi nhà vật lý “ Károly

Zipernowsky , Miksa Déri và Ottó Titusz Bláthy ” năm 1884 đã làm thay đổi nhân loại.

Ứng dụng của nó đã giúp loài người tiết kiệm sức lực, các vấn đề phức tạp về sự thay đổi

của hiệu điện thế …. Đó là sự phát minh ra máy biến thế. Động cơ này được ứng dụng rất

rộng rãi trong các máy móc. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo cũng như ứng dụng của nó một cách

xâu sắc hơn, nhóm xin trình bày rõ về máy biến thế và các dạng bài tập của nó.

Tuy có cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình

tìm tài liệu cũng như kiến thức còn hạn chế của nhóm, mong nhận được nhiều ý kiến đóng

góp của thầy cô giáo và các bạn để bài seminar này được hoàn hảo hơn.

I. MÁY BIẾN THẾ.

1. Khái niệm.Ngày nay do việc sử dụng điện năng phát triển rất rộng rãi nên có những loại

máy biên áp khác nhau: MBA 1 pha, MBA 3 pha… nhưng chúng đều dựa trên 1

nguyên lý, đó là nguyên lý cảm ứng điện từ.

Máy biến áp là dụng cụ điện từ tĩnh được làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng

điện từ, dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành hệ

thống dòng điện xoay chiều điện áp khác nhưng luôn có tần số không đổi.

2. Vai trò của máy biến áp.Để truyền tải điện năng đi xa phải dùng các đường dây tải điện có điện áp cao

để giảm tổn thất điện năng trên đường dây. Để tăng điện áp lên cao ta phải dùng máy

biến áp.

3

Tại hộ tiêu thụ điện do không thể trực tiếp sử dụng điện áp cao, vì lý do an toàn

cho các động cơ làm việc đơn giản..

Máy biến áp được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật, máy biến áp làm nhiệm vụ

truyền tải và phân phối năng lượng.

3. Các đại lượng định mức của máy biến áp.Điện áp định mức: Gọi U1đm là điện áp quy định cho dây quấn sơ cấp và U2đm là

điện áp quy định cho dây quấn thứ cấp, khi dây quấn thứ cấp hở mạch và điện áp đặt

vào dây quấn sơ cấp là định mức. Đơn vị điện áp ghi trên máy thường là V hoặc KV.

Dòng điện định mức: Gọi I1đm là dòng điện sơ cấp định mức và I2đm là dòng điện

thứ cấp định mức. Dòng điện định mức là dòng điện đã quy định cho mỗi dây quấn

của máy biến áp, ứng với công suất định mức và điện áp định mức. Đơn vị dòng điện

ghi trên máy thường là A.

Công suất định mức: Công suất định mức của máy biến áp là công suất biểu

kiến định mức. Ký hiệu là Sđm. Đơn vị là VA, KVA.

+ Đối với máy biến áp một có:

Sđm = U2đm.I2đm = U1đm.I1đm

+ Đối với máy biến áp ba pha có:

Sđm = 3 U2đm.I2đm = 3 U1đm.I1đm

Quy ước:

+ MBA một pha điện áp định mức là điện áp pha và

dòng điện định mức là dòng điện pha.

+ MBA ba pha điện áp định mức là điện áp dây và dòng điện định mức là

dòng điện dây.

4. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động.

4.1. Cấu tạo của máy biến áp:

4.1.1 Cấu tạo của máy biến áp một pha.

4

Máy biến áp một pha có hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn.

+ Lõi thép được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt( như thép lá…) dùng để dẫn từ

thông. Lõi thép gồm hai bộ phận chính là trụ và gông

• Trụ là nơi để đặt dây quấn.

• Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ.

Giữa các trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín.

+ Dây quấn thường được làm bằng dây đồng dẫn điện tốt bên ngoài dây dẫn có bọc

cách điện. Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ lõi thép.

Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn có cách điện với nhau và các dây quấn

cách điện với lõi thép.

4.1.2 Cấu tạo của máy biến áp ba pha.

- Gồm các bộ phận chính là lõi thép, dây quấn và vỏ máy.

- Lõi thép máy biến áp ba pha gồm ba trụ.

- Dây quấn:

+ Dây quấn sơ cấp ký hiệu bằng chữ in hoa

• Pha A kí hiệu là AX, kí hiệu đầu đầu là A,B,C

• Pha B kí hiệu là BX, kí hiệu đầu cuối là X,Y,Z

• Pha C kí hiệu là CX.

+ Dây quấn thứ cấp kí hiệu bằng chũ thường.

• Pha a kí hiệu là ax, kí hiệu đầu đầu là a,b,c

• Pha b kí hiệu là bx, kí hiệu đầu cuối là x,y,z.

• Pha c kí hiệu là cx.

Dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể nối sao hoặc nối tam giác

5

c

x

a b

y z

w1

w2

Y Z

C

X

A B

- Khi nối sao Υ điện áp sẽ giảm đi 3 lần, giảm chi phí về cách điện.

- Khi nối tam giác ∆ dòng điện sẽ giảm đi 3 lần, giảm tiết diện dây.

- Với máy biến áp tăng áp thường được nối sao-tam giác Υ/∆.

- Với máy biến áp giảm áp thường được nối sao-tam giác ∆/Υ.

4.2 Nguyên lý làm việc của máy biến áp.

4.2.1 Nguyên lý hoạt động của máy biến áp một pha.

- Xét máy biến áp như hình vẽ:

-

- Khi ta nối nguồn điện có điện áp u1 vào cuộn dây sơ cấp thì sẽ có dòng điện

sơ cấp i1. Dòng điện i1 sinh ra từ thông biến thiên trong lõi thép do mạch từ

khép kín nên từ thông này di chuyển từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp.

- Theo định luật cảm ứng điện từ ta có các suất điện động là:ε

6

ε

1= -N1 dt

dΦ

ε

2= -N2 dt

dΦ

- Dây quấn thứ cấp nối với tải. Dưới tác động của suất điện động e2 cảm ứng

sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp u2. Lúc đó từ thông do cả hai

dòng điện sơ cấp i1 và thứ cấp i2 sinh ra.

- Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số hình sin nên từ thông cũng

biến thiên theo hình sin: Φ = Φmaxsinωt; ω=2πf.

Ta có :

ε1 = -N1 dt

td ωsinmaxΦ

= - ωN1Φmaxcosωt

=2πfN1Φmaxsin(ωt-π/2) =

= 4,44fN1Φmax 2 sin(ωt-π/2) = 2 E1sin(ωt-π/2)

ε2 = -N2 dt

td ωsinmaxΦ

= - ωN2Φmaxcosωt = 2πfN2Φmaxsin(ωt-π/2) =

= 4,44fN2Φmax 2 sin(ωt-π/2) = 2 E2sin(ωt-π/2)

Trong đó:

E1 = 2 πfN1Φmax=4.44fN1Φmax

E2 = 2 πfN2Φmax=4.44fN2Φmax

4.2.2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp ba pha.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp ba pha tương tự như nguyên lý làm việc của

máy biến áp một pha.

Gọi N1 là số vòng dây pha một pha sơ cấp và N2 là số vòng dây một pha thứ cấp

Tỷ số điện áp pha giữa sơ cấp và thứ cấp sẽ là 1 1

2 2

p

p

U Nk

U N= =

Tỷ số máy biến áp ba pha không chỉ phụ thuộc vào số vòng dây mà còn phụ

thuộc vào cách đấu nối ba pha là nối sao Υ hay tam giác ∆.

7

5. Khảo sát máy biến thế.Gọi N1, N2 là số vòng của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Gọi U1, U2 là hiệu điện thế 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Gọi I1, I2 là cường độ hiệu dụng của dòng điện 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Trong khoảng thời gian Δt vô cùng nhỏ từ thông biến thiên gây ra trong mỗi vòng

dây của cả hai cuộn suất điện động bằng: 0 t

φε ∆= −∆

Suất điện động trên một cuộn sơ cấp là: 1 1 0.Nε ε=

Suất điện động trên cuộn thứ cấp: 1 2 0N .ε ε=

=> Tỉ số điện áp 2 đầu cuộn thứ cấp bằng tỉ số vòng dây của 2 cuộn tương ứng

1 2

2 1

N

N

εε

=

Tỉ số 1

2

εε không đổi theo thời gian nên ta có thể thay bằng giá trị hiệu dụng ta

được 1 2

2 1

N

N

εε

= (1)

Điện trở thuần của cuộn sơ cấp rất nhỏ nên U1,=E1 khi mạch thứ cấp hở nên U2 =E2

(2)

Từ (1) và (2) ta được2 2

1 1

N

N

U

U= (*)

• Nếu N2 > N1 => U2 > U1 : gọi là máy tăng áp.

• Nếu N2 < N1 => U2 < U1 : gọi là máy hạ áp.

Vì hao phí ở máy biến áp rất nhỏ, coi như công suất ở 2 đầu cuộn thứ cấp và sơ cấp

như nhau.

1 21 2 1 1 2 2

2 1

U IP P U I U I

U I= ⇔ = ⇒ = (**)

Từ (*) và (**) ta có1 1 2

2 2 1

N

N

U I

U I= =

8

6. Sự truyền tải điện năng.

Điện năng sản xuất được truyền tải đến nơi tiêu thụ trên đường dây dẫn dài hàng

trăm km. Công suất cần truyền tải: P=U.I.cosϕ (1)

Trong đó : P là công suất cần truyền đi, U là điện áp tại nơi truyền đi, I là cường độ

dòng điện trên dây dẫn truyền tải, cosφ là hệ số công suất.

Từ (1) => U.cos

P

ϕ = I

Theo hiệu ứng nhiệt Jun- Lenxơ công suất hao phí ΔP dưới dạng tỏa nhiệt vào khí

quyển ta có :

2 2

2

..

U.cos (U.cos )

P P RP R

ϕ ϕ ∆ = = ÷

với R là điện trở đường dây

Vậy công suât tỏa nhiệt trên đường dây khi truyền tải điện năng đi xa là

2 2

2

..

U.cos (U.cos )

P P RP R

ϕ ϕ ∆ = = ÷

- Để khi đến nơi sử dụng thì mục tiêu là làm sao để giảm tải công suất tỏa nhiệt ΔP

để phần lớn điện năng được sử dụng hữu ích. Có hai phương án giảm ΔP.

• Phương án 1 : Giảm R.

Dol

RS

ρ= nên để giảm R thì cần phải tăng tiết diện S của dây dẫn. Phương

án này không khả thi do tốn kém kinh tế.

• Phương án 2 : Tăng U.

Bằng cách sử dụng máy biến áp, tăng điện áp U trước khi truyền tải đi thì

công suất tỏa nhiệt trên đường dây sẽ được hạn chế. Phương án này khả thi

hơn vì không tốn kém, và thường được sử dụng trong thực tế.

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP CỦA MÁY BIẾN THẾ.

1. Dạng 1 : Máy biến áp không tải.

9

Câu 1. Cuộn thứ cấp cải một máy biến áp có 800 vòng. Từ thông trong lõi biến

thế biến thiên với tần số 50 Hz và giá trị từ thông cực đại qua một vòng dây bằng

2,4mWb. Tính suất điện động hiệu dụng cuộn thứ cấp.

A. 220V B.456,8V C. 426,5V D. 140V

Hướng dẫn:

Ta có công thức suất điện động hiệu dụng là:

30 02 N 2 .50.800.2,4.10

426,52 2 2

fV

ε π φ πε−

= = = ≈ ⇒ chọn C

Câu 2: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện

xoay chiều có điện áp hiệu dụng là 220V. Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn

thứ cấp để hở là 484V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Sô vòng dây của cuộn

thứ cấp là.

A.2500 B.1100 C.2000 D.2200

Hướng dẫn:Ta có :

2 22

1 1 2

N 220 1000N 2200

N 484 N

U

U= ⇒ = ⇒ = ⇒ chọn D

Chú ý : Nếu một cuộn dây nào đó( vd cuộn sơ cấp) có n vòng dây quấn ngược thì từ trường của n vòng dây này ngược với từ trường của phần còn lại nên nó có tác dụng khử bớt từ trường của n vòng dây còn lại, tức là cuộn dây này bị mất đi 2n vòng .

1 1

2 2

N 2

N

U n

U

−=

Câu 3: Một người định cuốn một biến thế từ hiệu điên thế U1 = 110V dây có

điện trở rất nhỏ, với số vòng các cuộn ứng với 1,2 vòng/Vôn. Người đó cuốn đúng

hoàn toàn cuộn thứ cấp nhưng lại cuốn ngược chiều những vòng cuối của cuộn sơ

cấp. Khi thử máy với nguồn thứ cấp đo được U2 = 264 V so với cuộn sơ cấp đúng

yêu cầu thiết kế, điện áp nguồn là U1 = 110V, U2.=220V. Số vòng dây bị cuốn

10

ngược là:

A 20 B 11 C . 10 D 22

Hướng dẫn:

Gọi số vòng các cuộn dây của MBA theo đúng yêu cầu là N1 và N2

Ta có 1

2

N 110 1

N 220 2= = => N2 = 2N1 (1) Với N1 = 110 x1,2 = 132 vòng

Gọi n là số vòng dây bị cuốn ngược. Khi đó ta có

1 1

2 1

N 2 N 2110 110

N 264 2N 264

n n− −= ⇒ = (2)

Thay N1 = 132 vòng ta tìm được n = 11 vòng.

Chú ý: Khi cuộn sơ cấp bị cuốn ngược n vòng thì suất điện động cảm ứng

xuất hiện ở các cuộn sơ cấp và thứ cấp lấn lượt là

ε 1 = (N1-n) ε 0 – nε 0 = (N1 – 2n) ε 0 với ε 0 suất điện động cảm ứng xuất hiện ở

mỗi vòng dây.

ε 2 = N2ε 0

Do đó 1 1 1 1 1

2 2 2 2 2

N 2 N 2 110

N N 264

n E U n

E U

εε

− −= = = ⇒ =

Câu 4 : Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 100 vòng dây và cuộn thứ

cấp gồm 150 vòng dây. Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều có điện

áp hiệu dụng là 5 V. Nếu ở cuộn sơ cấp có 10 vòng dây bị quấn ngược thì điện áp

hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở là :

A. 7,500 V B. 9,375 V C. 8,333 V D. 7,780 V

Hướng dẫn::

Cuộn sơ cấp xem như mất đi 20 vòng :

1 12

2 2 2

N 2 5 100 209,375

N 150

U nU

U U

− −= ⇒ = ⇒ = (V) ⇒ chọn B

Câu 5 : Một máy biến áp với cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng dây mắc vào mạng

điện xoay chiều. Cuộn thứ cấp gồm 50 vòng. Bỏ qua mọi hao phí ở máy biến áp.

11

Cuộn thứ cấp nối với điện trở thuần thì dòng diện chạy qua cuộn thứ cấp là 1(A).

Hãy xác định dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp.

A. 0,05 A B.0,06 A C.0,07 A D. 0,08 A

Hướng dẫn:

Vì máy biến áp lí tưởng và cuộn thứ cấp nối với R nên ta áp dụng công thức :

1 1 2 21 2

2 2 1 1

N N0,05

N N

U II I A

U I= = ⇒ = = ⇒

Chọn A

Câu 6 : Một máy biến áp lý tưởng gồm một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp. Cuộn

sơ cấp có n1 = 1320 vòng , điện áp U1 = 220V. Cuộn thứ cấp thứ nhất có U2 = 10V, I2 =

0,5A; Cuộn thứ cấp thứ 2 có n 3 = 25 vòng, I3 = 1,2A. Cường độ dòng điện qua cuộn sơ

cấp là :

A. 0,035A B. 0,045A C. 0,023A D. 0,055A

Hướng dẫn:

Dòng điện qua cuộn sơ cấp I1 = I12 + I13

• 12 2

122 1

10 10,5. ( )

220 44

I UI A

I U= ⇒ = =

• 13 3 313

3 1 1

25 5 5 11, 2. ( )

1320 264 264 44

I U nI A

I U n= = = = ⇒ = =

⇒ I1 = I12 + I13 =2 1

0,045( )44 22

A= =

Câu 7: Một máy biến áp lí tưởng có tỉ số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là

2. Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ có điện trở 200 Ω , cuộn sơ cấp nối với điện áp

xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V. Dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là :

A 0,25A B.0,6A C.0,5A D.0,8A

Hướng dẫn::

12

Vì máy biến áp lí tưởng và cuộn thứ cấp nối với R nên ta áp dụng công thức:

2 22 1 2

11 1 2

22 2 11 2

1

N100( ) 0,5

N

NN0,25( )

N

UU U V I A

rU N I

U II I A

= = ⇒ = == = ⇒ = =

⇒ chọn A

Chú ý: đối với máy biến áp lí tưởng mà cuộn thứ cấp có nhiều đầu ra ( chẳng hạn có

hai đầu ra) và các đầu nối với R thì áp dụng công thức:

2 2

1 1 321 1 2 2 3 3 2 3

3 3

1 1

N

N,

N

N

sc tc

U

U UUP P U I U I U I I I

U R R

U

== = = + = = ′ =

Nếu áp dụng công thức 1 1 2

2 2 1

N

N

U I

U I= = , 3 3 1

1 1 3

N

N

U I

U I= = thì dẫn đến kết quả sai.

Câu 8: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng( bỏ qua hao

phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa

hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n vòng dâu thì điện

áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó

là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu

để hở của cuộn này bằng:

A.100V B.200V C.220V D.110V

Hướng dẫn:

Ta có:

13

2

1 1

2

1 12 2 2 2

21 1 2

1 1

2 21

1 1 1 1 1

100

22 3

3 ' ' 1002. 2. 200

N

N U

N n U

N UN U N n Nn

N n UN U N n

N U

N n NU UU V

N U N U U

= − = + = ⇒ ⇒ = ⇒ = + − =

+ = = ⇒ = ⇒ =

chọn B

Câu 9 : Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng( bỏ qua hao

phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa

hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 300V. Nếu giảm bớt một phần ba tổng số vòng dây của

cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là :

A.100V B.200V C.220V D.110V

Hướng dẫn:

22

2 2 2 2

1 1 1 1 1

2 22

2

' 23; .3

' '2 2' 200

3 300 3

NNN U U N

N U U N N

U UU V

U

−= = =

⇒ = ⇒ = ⇒ =

Chọn B

Câu 10: Một máy biến áp có cuốn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng

điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng là 220V. Khi đó điện áp hiệu dụng ở hai đầu

cuộn thứ cấp để hở là 484V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến áp. Số vòng dây của

cuộn thứ cấp là.

A.2500 B.1100 C.2000 D.2200

Hướng dẫn :

Ta có:

1 12

2 2 2

220 10002200

484= ⇒ = ⇒ = ⇒N U

NN U N chọn D

14

Câu 11(Khối A 2013): Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp M1 một

điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V. Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp của máy

biến áp M2 vào hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ

cấp của M2 để hở bằng 12,5V. Khi nối hai đầu cuộn thứ cấp của M2 với hai đầu cuộn

thứ cấp của M1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp của M2 để hở bằng 50V.

Bỏ qua mọi hao phí. M1 có tỉ số vòng dây sơ cấp và số vòng dây thứ cấp bằng.

A.8 B.4 C.6 D.15

Hướng dẫn:

TH1: Nối hai đầu cuộn sơ cấp của M2 vào hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì:

2 11M 2MU U= và 22MU 12,5V= . (1)

TH2: Nối hai đầu cuộn thứ cấp của M2 với hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì:

2 1

'

1M 2MU U= và 2

'

2MU 50V= . (2)

Ta có: 2 2

2 M2

'

1M 1M

'

2M 2

U .U1

U .U= (3)

Thay (1) và (2) vào (3) ta được: 1

1

2

2M

2M

U1 U 50.12,5 25V

50.12,5= ⇒ = =

Vậy: 1

1

1M1

2 2M

UN 2008

N U 25= = = => Chọn A

Câu 12(Khối A 2011): Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng

dây của cuộn sơ cấp gấp 2 lần số vòng dây cuận thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ

cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để cuốn tiếp thêm

vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay

chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn

thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp là 0,43. Sau khi quấn thêm vào

cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,45. Bỏ qua mọi hap phí trong máy

biến áp. Để được mày biến áp đúng như dự định, học sinh này tiếp tục phải quấn vào

cuộn thứ cấp.

15

A.100 vòng dây B. 84 vòng dây C. 60 vòng dây D. 40 vòng dây

Hướng dẫn:

Theo đề bài ta có: 1 2N 2N=

Mặt khác

2 2 2

1 2 1

2 2 2

1 2 1

N x 24 N x 24 U0,43

N 2N U

N x N x U0,45

N 2N U

− − − − = = = − − = = =

⇒ x = 60 vòng ⇒ Chọn C

Câu 13(Khối A 2010): Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp lí tưởng

(bỏ qua hao phí) một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp

hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 100V. Ở cuộn thứ cấp, nếu giảm bớt n

vòng dây thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của nó là U, nếu tăng thêm n vòng

dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu

dụng này bằng

A.110V B. 100V C.220V D.200V

Hướng dẫn:

Ta có

1 1

2

1 1

2

1 1

2

U N

100 N

U N

U N n

U N

2U N n

=

= −

=+

=>1 1

2

1 1

U N

100 N

2N 2n N n

= − = +

=>1 1

2

1

U N

100 N

N 3n

= =

Xét 1 1 1 12

2 2 2

U N N UU 200V

U N 3n 2N 2.100= = = ⇒ =

+ => Chọn D

Câu 14. Một học sinh cuốn một máy biến áp có số vòng dây cuộn thứ cấp gấp 2

lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có

giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 1,92U. Khi

kiểm tra thấy phát hiện trong cuộn thứ cấp có 40 vòng dây bị quấn ngược chiều so

với đa số các vòng dây trong đó. Bỏ qua mọi hao phí máy biến thế. Tổng số vòng

dây đã được quấn trong máy biến thế này là :

16

A. 2000 vòng. B. 3000 vòng. C. 6000 vòng. D. 1500 vòng.

Hướng dẫn :

Gọi N1 là số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đó số vòng dây cuộn thứ cấp N2 = 2N1 .

Tổng số vòng dây của máy biến thế là 3N1

Theo bài ra ta có:U

U

92,1= 1

2 80

N

N − => 1,92N1 = 2N1 – 80 => N1 = 1000 vòng

=> N2 = 2000 vòng

Ta có N = N1 + N2 = 3000 vòng => Chọn B

Câu 15: Đặt vào đầu cuộn dây sơ cấp của một mày biến thế lí tưởng một điện áp

xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ

cấp để hở của nó là 100V. Nếu chỉ tăng thếm n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì điện áp

hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cấp là U nếu chỉ giảm n vòng dây ở cuộn

dây sơ cấp thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu để hở của cuộn thứ cấp là 2U. Nếu chỉ

tăng thêm 2n vòng dây ở cuộn sơ cấp thì điện ấp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp

để hở là:

A.50V B.60V C.100V D.120V

Hướng dẫn:

2

1 1

2

1 12 2 1 1

21 1 1

1 1

1 1 1 1 1

2 2

100

22 3

2 5 5. . ' 60

' 3 ' 3 100

N

N U

N U

N n UN U N n Nn

N UN U N n

N n U

N n U N U UU V

N U N U

= = + + = ⇒ ⇒ = ⇒ = − = −

+ = = ⇒ = ⇒ =

chọn B

Câu 16: Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi vào cuộn sơ cấp

thì điện áp hiệu dụng thứ cấp là 20V. Nếu tăng số vòng dây thứ cấp 60 vòng thì điện

17

áp hiệu dụng thứ cấp là 25V. Nếu giảm số vòng dây thứ cấp 90 vòng thì điện áp hiệu

dụng thứ cấp là:

A.10V B.12,5V C.17,5V D.15V

Hướng dẫn:

Ta có:

2

1 1 22

2 22 2

1 11 1

2 2

1 1 1 1 1 1

20

605240

60 25 4

90 ' 240 90 150 ' 150 20. ' 12,5

240 240

N

N U NN

N NN UN UN U

N NU UU V

N U N N U U

= + ⇒ = ⇒ = + == ⇒ − −= = = ⇒ = ⇒ =

Chọn B

Câu 17: Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp gấp 10 lần cuộn thứ cấp. Hai

đầu cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U 1 = 220V. Điện

trở của cuộn sơ cấp là r1≈ 0 và cuộn thứ cấp r2 ≈ 2Ω. Mạch từ khép kín; bỏ qua hao

phí do dòng Fuco và bức xạ. Khi hai đầu cuộn thứ cấp mắc với điện trở R = 20Ω thì

điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp bằng bao nhiêu?

A. 18V; B. 22V; C. 20V; D. 24V.

Hướng dẫn :

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở: 1 12 2

2

10 2210

U UU V E

U= → = = =

Cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp khi nối với điên trở R: 22

2

1E

I AR r

= =+

Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp: U’2 = 2.I R = 20V.

Chon C.

Câu 18 : Một máy biến áp có điện áp hiệu dụng 2 đầu cuộn sơ cấp là 220V, cuộn

sơ cấp có 1100 vòng dây. Thứ cấp gồm 2 cuộn dây. Cuộn 1 gồm 440 vòng dây với

18

điện trở R1=10Ω ; cuộn 2 gồm 220 vòng dây với điện trở R2 = 7Ω. Tính cường độ

dòng điện hiệu dụng trong cuộn thứ cấp?

Hướng dẫn :

Goi lân lươt dong điên trong cuôn thư câp thư 1 va thư 2 lân lươt la I12, I22.

Cương đô dong điên trong cuôn thư câp: I2 = I12 + I22.

Ta có:

12 12 1 1212

1 1 1

. 440.22088

1100

N U U NU V

N U N= ⇒ = = = .

12

121

888,8

10

UI A

R= = =

22 22 1 2222

1 1 1

. 220.22044

1100

N U U NU V

N U N= ⇒ = = =

22

221

446.2

7

UI A

R= = = .

Vậy I2 = 8,8 + 6,2 = 15 A.

2. Dạng 2 : Máy biến áp có tải .

Câu 1: Cho một máy biến áp có hiệu suất 80%. Cuộn sơ cấp có 100 vòng, cuộn

thứ cấp có 200 vòng. Mạch sơ cấp lí tưởng, đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay

chiều có giá trị hiệu dụng là 100V và tần sô 50 Hz. Hai đầu cuộn thứ cấp nối với một

cuộn dây có điện trở 50 Ω , độ tự cảm là 0,5

π(H). Cường độ dòng diên hiệu dụng

mạch sơ cấp nhận giá trị:

A. 5A B.10A C. 2A D.2,5A

Hướng dẫn:

2 2 22 2 2 2

1 1 2

22

11 1 1

N 100 100200( ) 2 2( )

N 200

8.500,8 5( )

100.

L

U UU V I A

U U R Z

I RH I A

U I I

= ⇒ = ⇒ = ⇒ = =+

= ⇒ = ⇒ =

19

Chọn A

Câu 2: Một máy biến áp lý tưởng có cuộn sơ cấp N1=1000 vòng được nối vào

điện áp hiệu dụng không đổi U1=400V. Thứ cấp gồm 2 cuộn N2 = 50 vòng, N3=100

vòng. Giữa hai đầu N2 đấu với một điện trở R= 40 Ω , giữa hai đầu N3 đấu vói một điện

trở R’=10Ω . Coi dòng điện và điện áp luôn cùng pha. Cường độ dòng điện hiệu dụng

chạy trong cuộn sơ cấp là :

A. 0,150A B.0,450A C.0,425A D.0,015A

Hướng dẫn:

2 2 22 2

1 1 2

3 3 33 3

1 1 3

1 1 2 2 3 3 1 1

400 1000 2020( ) 0,5( )

50 40

400 1000 4040( ) 4( )

100 ' 10

400. 20.0,5 40.4 0,425sc tc

N U UU V I A

N U U R

U N UU V I A

U N U R

P P U I U I U I I I A

= ⇒ = ⇒ = ⇒ = = = = ⇒ = ⇒ = ⇒ = = =

= ⇒ = + ⇒ = + ⇒ =

Chọn C

Chú ý: khi cho biết U1,

2

1

N

N , H và mạch thứ cấp nối RLC, để tính P1,P2 ta làm như sau:

2 22 1 2 2 2

1

2 22 2 1

1

.( )

. ; ?

L C

N UU U I

N R Z Z

PP I R H P

P

= ⇒ = + − − = ⇒ =

Câu 3: Cho một máy biến áp có hiệu suất 90%. Cuộn sơ cấp có 200 vòng , cuộn

thứ cấp có 400 vòng. Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng

150V. hai đầu cuộn thứ cấp nối với một cuộn dây có điện trở hoạt động 90 Ω và cảm

kháng là 120Ω . Công suất mạch sơ cấp là :

A.150W B.360W C.250W D.400W

Hướng dẫn :

20

2 22

1 1 2

2 22 2

2 2 2 22 2 2

21

1 1

150 200300( )

400

. 300 .90. 360(W)

90 120( )

3600,9 400(W)

L

N UU V

N U U

U RP I R

R Z

PH P

P P

= ⇒ = ⇒ =

⇒ − = = =++

= ⇒ = ⇒ =

Chọn D

Chú ý: Nếu mạch thứ cấp nối với các bóng đền giống nhau (Uđ – Pđ) gồm n dây

mắc song song, trên mỗi dây có n bóng mà các bóng đèn đều sáng bình thường thì:

2 2 2

1 12

2 2

1 1 12

. .

. .

..

d

dd

d

d

P m n P N U

N UPI m I m

P PUH

P U IU nU

= = = = ⇒ = = =

Câu 4: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp gồm 1100 vòng được mắc vào mạng

điện xoay chiều. cuộn thứ cấp gồm 220 vòng dây nối với 20 bóng đến giống nhau có kí

hiệu 12V – 18W mắc 5 dãy song song trên mỗi dãy có 4 bóng đèn. Biết các bóng đèn

sáng bình thường và có hiệu suất của máy biến pá 96%. Cường độ hiệu dụng qua cuộn

sơ cấp và thứ cấp lần lượt là :

A. 1,5625A và 7,5A B. 7,5A và 1,5625A

C.6A và 1,5625A D.1,5625A và 6A

Hướng dẫn:

Ta có:

2 2 21

1 1 12

2 21

1 1 1 12

. . 20.18 360(W) 220 48240( )

110018. . 5. 7,5( )

360120,96 1,5625( )

. 240.. 4.12 48( )

d

dd

d

d

P m n P N UU V

N U UPI m I m A

P PUH I A

P U I IU nU V

= = = = ⇒ = ⇒ = = = = = ⇒ = = ⇒ = ⇒ = = = =

Chọn A

Chú ý : Nếu mạch thứ cấp nối với động cơ điện ( . . osP U I c ϕ= ) bình thường thì

21

2 22

1 12

2 2

1 1 12

. os

.

N UP P

N UPI I

P PU cH

P U IU U

ϕ

= = = = ⇒ = = =

Câu 5: Một máy hạ áp hiệu suất 90% có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và

thứ cấp là 2,5. người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp một động cơ 220V-396W, có hệ

số công suất 0,8. Nếu động cơ hoạt động bình thường thì có cường độ hiệu dụng trong

cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là :

A. 0,8A và 2,5A B. 1A và 1,6A C. 0,8A và 2,25 A D.1A và 2,5A

Hướng dẫn:

Ta có :

2 2 121

1 12

2 21

1 1 1 12

396(W)2,5 550( )

2203962,25( )

396. os 220.0,80,9 0,8( )

. 550.220( )

N U UP PU V

N UPI I A

P PU cH I A

P U I IU U V

ϕ

= = = ⇒ = ⇒ = = = = = ⇒ = = ⇒ = ⇒ = = =

Chọn C

Câu 6: Một máy hạ áp lí tưởng có tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ

cấp là 2,5A. người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp một dộng cơ 220V- 440 W, có hệ

số công suất là 0,8. Nếu động cơ hoạt động bình thường thì cường đó hiệu dụng trong

cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là :

Hướng dẫn:

Ta có:

2 2 121

1 12

2 21

1 1 1 12

440(W)2,5 550( )

2204402,5( )

440. os 220.0,81 0,8( )

. 550.220( )

N U UP PU V

N UPI I A

P PU cH I A

P U I IU U V

ϕ

= = = ⇒ = ⇒ = = = = = ⇒ = = ⇒ = ⇒ = = =

Chọn A

22

Chú ý: Nếu áp dụng công thức 1 1 2

2 2 1

N

N

U I

U I= = thì tìm ra kết quả sai I1= 1A. trong

trường hợp này công thức trên phải là 1 1 2

2 2 1

Nos

N

U Ic

U Iϕ= =

Câu 7: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm 5 nhánh nhưng chỉ có 2 nhánh

được quấn 2 cuộn dây. Khi mắc 1 cuộn dây vào điện áp xoay chiều thì các đường sức

từ do nó sinh ra không bị thoát ra ngoài và được chia đều cho 2 nhánh còn lại. Khi mắc

cuộn 1 vào điện áp hiệu dụng 120V thì ở cuộn 2 khi để hở có điên áp hiệu dụng là U 2.

Khi mắc cuộn 2 với điện áp hiệu dụng 3U2 thì điện áp hiệu dụng ở cuộn 1 khi để hở là

A. 22,5V B. 60V C. 30V D. 45V

Hướng dẫn:

Ta có:

)(5,2215

3.

15

120

1.

1'2

'22

2'22

'11 VUUU

UUU

n

U

n

U==>=

−−=>=

−− =>Chọn A

Chú ý: Khi áp dụng các công thức trên thì điện trở của các cuộn dây không

đáng kể và coi từ thông là khép kín. Nếu cuộn thứ cấp để hở còn cuộn sơ cấp có điện

trở thuần thì có thể xem điện áp vào 1U

phân bố trên R và trên cuộn cảm thuần L:

=+==>+=

R

LLLRLR U

U

R

ZUUUUUU 222

11

Chỉ có thành phần UL gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ nên công thức máy biến áp

lúc này là: 2

1

2

1

N

N

U

U=

Câu 8: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng cuộn sơ cấp có N1 = 1100

vòng và cuộn thứ cấp có N2 = 2200 vòng. Dùng dây dẫn có tổng điện trở R để nối 2

đầu cuộn sơ cấp máy biến áp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định là

U1 = 82V thì khi không nối tải điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu cuộn thứ cấp là U2 =

160V. Tỉ số giữa điện trở thuần R và cảm kháng ZL của cuộn sơ cấp là

A. 0,19 B. 0,15 C. 0,42 D. 0,025

23

Hướng dẫn:

Ta có:

1

2 2

2 2 2 2 2 21

110080( )

160 2200

82 80 18( ) 0,225

L LL

RL R R R

L L

U N UU V

U N

URU U U U U V

Z U

= ⇒ = ⇒ =

= + ⇒ = + ⇒ = ⇒ = =

Chọn D

Câu 9: Máy biến thế mà cuộn sơ cấp có 1100 vòng dây và cuộn thứ cấp có 2200

vòng. Nối 2 đầu của cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều 40V-50Hz. Cuộn sơ cấp có

điện trở thuần 3Ω và cảm kháng 4Ω. Điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu cuộn thứ cấp khi

để hở là

A.80V B. 72V C. 64V D. 32V

Hướng dẫn

Ta nhận thấy: LRL

R

L UUR

Z

U

U

4

3

3

4 ==>==

22 2 2 2 2 21

12

2 2 2

340 32( )

4

32 110064( )

2200

L R L L L

L

U U U U U U V

U NU V

U N U

= + => = + => = ÷ = => = => = Chọn C.

Chú ý:

• Khi máy biến áp có số vòng dây ở cuộn sơ cấp thay đổi ta dùng:

±=

=

2

1'2

1

2

1

2

1

N

nN

U

UN

N

U

U

24

• Khi máy biến áp có số vòng dây ở cuộn thứ cấp thay đổi ta dùng :

±=

=

1

2'1

2

2

1

1

2

N

nN

U

UN

N

U

U

Câu 10 : Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp gấp 10 lần cuộn thứ cấp.

Hai đầu cuộn sơ cấp mắc vào nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 220V.

Điện trở của cuộn sơ cấp là r1 ≈ 0 và cuộn thứ cấp r2 ≈ 2Ω. Mạch từ khép kín; bỏ qua

hao phí do dòng Fuco và bức xạ. Khi hai đầu cuộn thứ cấp mắc với điện trở R = 20Ω

thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp bằng bao nhiêu?

A. 18V; B. 22V; C. 20V; D. 24V.

Hướng dẫn:

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở: 12 222

10

UU V E= = =

Cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp khi nối với điên trở R: 22

2

1E

I AR r

= =+

Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp U’2 = 2.I R = 20V.

chọn C

Câu 11: Một máy biến thế lý tưởng có k = 20 . Mắc song song vào hai đầu cuộn

thứ cấp hai bóng đèn sợi đốt có ghi 12V- 6W thì các đèn sáng bình thường. Cường

độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn dây sơ cấp khi đó là

A. 1/20 A. B. 0,6 A . C. 1/12 A. D. 20 A.

Hướng dẫn:

Cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp là: 2

62. 2. 1

12

PI A

U= = =

Vậy cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp là:

21 2

1

. 20.1 20I

k I k I AI

= ⇒ = = =

Chọn D.

25

3. Dạng 3 : Công suất, hiệu suất, hệ số của máy biến áp.Câu 1: Một máy biến thế hiệu suất là 96% só vòng cuốn sơ cấp và thứ cấp laf

vòng và 1250 vòng, nhận công suất 10kW từ mạng điện xoay chiều. Biết điện áp hiệu

dụng giũa hai đầu cuộn sớ cấp là 1000V và hệ số công suất của cuộn thứ cấp là 0,8.

Công suất nhận được ở cuộn thứ cấp và cường độ hiệu dụng trong cuộn thứ cấp lần

lượt là:

A.9600W và 6A B. 960W và 15A

C. 9600W và 60A D. 960W và 24A

Hướng dẫn:

Ta có:

2 22

1 1 2

2 2 2 22

1 1

1000 6250200( )

1250

. . os 200. .0,80,96 60( )

9600

N UU V

N U U

P U I c IH I A

P P

ϕ

= ⇒ = ⇒ = = = ⇒ = ⇒ =

chọn C:

Câu 2 : Một máy biến áp có tỉ số vòng dây 1

2

5N

N= , hiệu suất 96% nhận một

công suất 10(kW) ở cuộn sơ cấp và hiệu thế ở hai đầu sơ cấp là 1(kV), hệ số công

suất của mạch thứ cấp là 0,8, thì cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp có giá

trị là bao nhiêu ?

Hướng dẫn :

Gọi P1 là công suất của cuộn sơ cấp, P2 là công suất ở cuộn thứ cấp của máy biến áp

Theo bài ta có : 22

1

0,96 0.96.10 9,6( W) 9600(W)P

P kP

= ⇒ = = =

Do với máy biến áp ta luôn có 2 2 12

1 1

5 2005

N U UU V

N U= = ⇒ = =

Từ đó 22 2 2 2

2

9600os 60

os 200.0,8

PP U I c I A

U cϕ

ϕ= ⇒ = = =

Vậy cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy biến áp là 60A

26

Câu 3 : Một trạm phát điện được truyền đi dưới hiệu điện thế 2 kV, hiệu suất

trong quá trình truyền tải là H = 80 %. Muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng

đến 95 % thì ta phải :

Hãy chọn câu trả lời đúng nhất:

A. Tăng hiệu điện thế lên đến 8 kV.

B. Giảm hiệu điện thế xuống còn 1 kV.

C. Giảm hiệu điện thế xuống còn 0,5 kV.

D. Tăng hiệu điện thế lên đến 4 kV.

Hướng dẫn :

Gọi P1, P2 lần lượt là công suất hao phí với 80%, 95% .

Từ công thức 22

1 22 12

2 1

100 802 4 W

( os ) 100 95hphi

P UPP U U k

Uc P Uϕ −= ⇒ = = ⇒ = = ÷ −

Chọn D

Câu 4 : Một máy phát điện có công suất 120 kW, điện áp hiệu dụng giữa hai

cực của máy phát là 1200 V. Để truyền đến nơi tiêu thụ, người ta dùng một dây tải

điện có điện trở tổng cộng 6 W.

a) Tính hiệu suất tải điện và điện áp ở hai đầu dây nơi tiêu thụ.

b) Để tăng hiệu suất tải điện, người ta dùng một máy biến áp đặt nơi máy phát có tỉ

số vòng dây cuộn thứ cấp và sơ cấp là 10. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp,

tính công suất hao phí trên dây và hiệu suất tải điện lúc này.

Hướng dẫn :

a) Ta có: ∆ P = RI2 = R2

2

P

U= 60000 W = 60 kW;

H =P P

P

− ∆ = 0,5 = 50%;

∆ U = IR = P

U.R = 600 V và U1 = U – ∆ U = 600 V.

27

b) U’ = 10U = 12000V; ∆ P’ = RI’2 = R2

2

P

U= 600 W; H’ =

P P

P

′− ∆= 0,995 = 99,5%.

Câu 5: Cần tăng hiệu điện thế ở 2 cực của máy phát điện lên bao nhiêu lần để

công suất hao phí giảm 100 lần, coi công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi. Biết

rằng cosϕ = 1 và khi chưa tăng thì độ giảm điện thế trên đường dây là 15.

A. 8,515 B. 8,744 C. 9,852 D. 7,484

Hướng dẫn :

Gọi P là công suất nơi tiêu thụ, R điện trở đường dây. Công suất hao phí khi chưa

tăng điện áp.

21

211 U

RPP =∆

Với P1 = P + ∆P1; P1 = I1U1

22

222 U

RPP =∆

Với P2= P + ∆P2. Độ giảm điện thế trên đường dây khi chưa tăng điện áp

1

2

1

22

1

22

22

21

2

1

1

21

11

10100

15,015,0

P

P

U

U

U

U

P

P

P

PP

URURIU

==>==∆∆

=∆=>==∆

∆+=∆−∆+=∆+=∆+=

11

11122 99,001,0

PPP

PPPPPPPP

Mặt khác ∆P1=0,15P1 vì

28

121

1

21

212

1

211 15.0

15,0

PU

P

U

PU

RPP ===∆

Do đó: 515,815,0.99,0

10101

11

1

2

1

2 =−

==P

PP

P

P

U

U

Vậy U2 = 8,515U1.

Câu 6: Một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp bằng 10 lần số vòng cuộn thứ

cấp. mắc 2 đầu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng là

U1 = 220V. Điện trở cuộn sơ cấp là r1 = 0Ω và cuộn thứ cấp là r2 = 2Ω. Nếu nối

mạch thứ cấp với điện trở R = 20Ω thì hiệu suất của máy biến thế là:

A. H= 0,87 B. H = 0,97 C. H = 0,91 D. H = 0,81

Hướng dẫn:

Ta có: i

tp

N P PH

N P

− ∆= = ; Với: RU

PP .

cos22

2

ϕ=∆

Suy ra:

−∆

=

−∆=

2

22

1

11

1

1

H

PP

H

PP

( ) 22

2

11

1

1)1( HH

P

HH

P

−∆

=−

∆

Công suất tại nơi tiêu thụ không đổi. P = P1.H1=P2.H2

Nên ta có: ( )( ) 22

112

1

22

1

1

HH

HH

U

U

−−

= ( )( ) 1

22

112 1

1U

HH

HHU

−−

=

Hiệu suất của máy biến thế chính là hiệu suất của nguồn điện E2

29

91,090909,022

20

2

'2 ≈====E

U

P

PH

E

R

Câu 7: Một máy biến áp một pha có cuộn sơ cấp nối vào mang điện 6600V, điện

áp cuộn thứ cấp là 220V. Tính tỷ số biến áp:

Hướng dẫn:

Ta có công thức:

2

1

660030

220

Nk

N= = =

Câu 8: Cuộn sơ cấp của 1 máy biến thế 1 pha được nối với mạng điện 10kV,

điện áp cuộn thứ cấp là 100V. Tính tỷ số máy biến áp và số vòng cuộn thứ cấp, nếu

số vòng dây cuộn sơ cấp là 21000 vòng.

Hướng dẫn:

Tỷ số máy biến áp :1

2

10000100

100

UkU

= = =

Số vòng dây của cuộn thứ cấp là: 1 1

2 2

U NkU N

= =

1

2

21000210

100

NN

k= = = vòng

Câu 9: Một biến thế có hao phí bên trong xem như không đáng kể, khi cuộn 1

nối với nguồn xoay chiều U1 = 110V thì hiệu điện thế đo được ở cuộn 2 là U2 =

220V. Nếu nối cuộn 2 với nguồn U1 thì hiệu điện thế đo được ở cuộn 1 là

A. 220 V. B. 110 V. C. 45V. D. 55 V.

Hướng dẫn:

Nếu cuộn 1 là cuộn sơ cấp, cuộn 2 là cuộn thứ cấp thì:

Tỷ số máy biến áp: 1

2

1100,5

220

UkU

= = =

30

Vậy khi nối cuộn 2 với U1 thì hiệu điện thế đo được ở cuộn 1 là:

U1’ = k. U2

’ = k. U1 = 0,5.110 = 55V.

Chọn D

Câu 10. Cần tăng hiêụ điên thế ở hai cực của máy phát điện lên bao nhiêu lần

để công suất hao phí giảm 100 lần, coi công suất truyền đến tải tiêu thu không đổi.

Biết rằng cosϕ = 1, và khi chưa tăng thì độ giảm điện thế trên đường dây là 15.

A.8, 515. B.8, 744. C.9, 852. D.7, 484

Hướng dẫn:

Gọi P là công suất nơi tiêu thụ, R là điện trở đường dây:

Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp: 2

1 1 21

.R

P PU

∆ =

Với 1 1 1 1 1; .P P P P I U= + ∆ =

Công suất hao phí khi tăng điện áp: 2

2 2 22

.R

P PU

∆ =

Với 2 2P P P= + ∆

Độ giảm thế trên đường dây khi chưa tăng điện áp:

21

1 11

0,15.. 0,15

UU I R U R

P∆ = = ⇒ ∆ =

2 21 1 2 2 2

2 22 2 1 1 1

.100 10.

.

P P U U P

P P U U P

∆ = = ⇒ =∆

2 2 1 1 1 20,01 0,99P P P P P P P P P= + ∆ = + ∆ = + ∆ − + ∆

Mặt khác 1 10,15.P P∆ = vì:

21

2 2 11 1 1 12 2

1 1

0,15.

. . 0,15

UPR

P P P PU U

∆ = = =

Do đó: 2 2 1 1

1 1 1

0,99.10. 10. 8,515

U P P P

U P P

− ∆= = =

Vậy U2 = 8,515.U1

Chọn A.

31

Câu 11: Một máy hạ thế có tỉ số 1

2

Nk

N= . Điện trở của cuộn sơ cấp là r1, điện

trở cuộn thứ cấp là r2 mạch ngoài của cuộn thứ cấp chỉ có điện trở thuần R. Xem như

hao phí do dòng điện Phuco là không đáng kể. Hiệu suất của máy biến thế được xác

định bằng biểu thức:

A. ( )2

21 1

.k RH

k r R r=

+ + . B. ( )2

21 2

.k RH

k r R r=

+ + .

C. ( )2

22 1

.k RH

k r R r=

+ + D. ( )2

22 2

.k RH

k r R r=

+ + .

Hướng dẫn:

Ta có: 2 21 1 1 1 2 2 2 2. . . . . osU I r I r I U I c ϕ= + +

Với 22 2 2. . os .U I c R Iϕ = (1)

Và1 2

2 1

N Ik

N I= = (2)

Suy ra: 1 2.k I I= và 2

2

1 1

.

.

I RH

U I= (3)

Thế (1) và (2) vào (3) suy ra: ( )2

22 1

.k RH

k r R r=

+ +

Chọn C.

32

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Chu Văn Biên, 2013, Bổ trợ kiến thức luyện thi đại học trên kênh VTV2 vật lí:

Phân loại và phương pháp giải các bài toán cơ bản, điển hình, hay, lạ và khó,

nhà xuất bản đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội.

2. Tập hợp các đề thi tuyển sinh đại học của các năm.

3. http://thuvienvatly.com

4. http://diendan.hocmai.vn

5. http://vi.wikipedia.org

6. Tổng chú biên Lương Duyên Bình, 2008, Sách giáo khoa vật lý nâng cao và cơ

bản 12, nhà xuất bản giáo dục.

33

Thành viên trong nhóm 5:

1. Trần Thanh Mong K37.102.059

2. Ngô Thanh Hà. K37.102.017

3. Đặng Quang Đông. K37.102.013

4. Vũ Thanh Bình. K37.102.001

5. Nguyễn Trần Công Sỹ. K36.102.085

6. Khổng Vũ Chiến. K38.102.008

7. Nguyễn Thị Tuyết Nhung. K37.102.075

8. Diệp Hồng Sang. K37.102.088

9. Đinh Vũ Nguyên Chương. K36.102.020

34