Những khái niệm cơ bản về máy biến áp

Máy biến áp giá cũ

Những khái niệm cơ bản về máy biến áp

Máy biến áp hay máy biến thế là thiết bị điện gồm hai hoặc nhiều cuộn dây, có liên hệ với nhau bởi từ trường. Cấu tạo chính của máy biến áp gồm : các cuộn dây, lõi từ ferit, vỏ máy, bình dầu phụ…..
Máy biến thế có công dụng biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác tùy mục đích sử dụng.

Lịch sử phát triển:

Năm 1831: Michael Faraday phát hiện ra hiện tượng dòng điện tạo ra từ trường và ngược lại, sự biến thiên từ trường cũng tạo ra dòng điện.
Năm 1884: Máy biến áp đầu tiên được sáng chế ra bởi Károly Zipernowsky, Miksa Déri và Ottó Titusz Bláthy.
Năm 1886: Máy biến áp cho điện xoay chiều lần đầu tiên được đưa vào sử dụng tại Massachusetts, Mĩ.
Năm 1889: Mikhail Dolivo-Dobrovolsky chế tạo ra máy biến áp 3 pha đầu tiên.
Năm 1891: Máy biến áp Tesla được chế tạo bởi Nikola Tesla, có khả năng tạo ra dòng điện xoay chiều với tần số và hiệu điện thế cao.

Nguyên tắc hoạt động:

Máy biến thế hoạt động tuân theo 2 hiện tượng vật lí:
Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường (từ trường)
Sự biến thiên từ thông trong cuộn dây tạo ra 1 hiệu điện thế cảm ứng (cảm ứng điện)
Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt. Từ trường biến thiên này tạo ra trong mạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp. Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt.
Khi N_P, U_P, I_P, \Phi_P và N_S, U_S, I_S, \Phi_S là số vòng quấn, hiệu điện thế, dòng điện và từ thông trong mạch điện sơ cấp và thứ cấp (primary và secondary) thì theo Định luật Faraday ta có:
{U_P} = {N_P} \frac {d \Phi_P}{dt} và {U_S} = {N_S} \frac {d \Phi_S}{dt}
Nếu \Phi_S = \Phi_P thì \frac{U_P}{U_S}=\frac{N_P}{N_S},
ngoài ra \frac{I_P}{I_S}=\frac{N_S}{N_P}
Như vậy \frac{U_P}{U_S}=\frac{N_P}{N_S}=\frac{I_S}{I_P} (máy biến thế lí tưởng).
Ví dụ, 1 máy biến thế có công suất 400 W, tỉ lệ biến thế 80:5
Phía sơ cấp 80 V, 5 A, 160 vòng
Phía thứ cấp 5 V, 80 A, 10 vòng
Phân loại máy biến áp. Máy biến áp (MBA) có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào:
Cấu tạo: MBA một pha và MBA ba pha
Chức năng: MBA hạ thế và MBA tăng thế
Cách thức cách điện: MBA lõi dầu, lõi không khí…
Nhiệm vụ: MBA Điện lực, MBA dân dụng, MBA hàn, MBA xung…
Công suất hay hiệu điện thế
Kí hiệu trong mạch điện
1 Máy biến thế (máy biến áp)với 2 cuộn dây và 1 lõi sắt.
2 Máy biến thế với 3 cuộn dây và 1 lõi sắt.
3 Máy tăng thế hoặc hạ thế.
4 Máy biến thế có thiết bị chống lại ảnh hưởng trường điện từ.
Lĩnh vực sử dụng:
Máy biến áp có thể chuyển đổi hiệu điện thế (điện áp) đúng với giá trị mong muốn, ví dụ từ đường dây trung thế 10 kV sang mức hạ thế 220 V hay 400 V dùng trong sinh hoạt dân cư. Tại các nhà máy phát điện, máy biến áp thường chuyển hiệu điện thế mức trung thế từ máy phát điện (10 kV đến 50 kV) sang mức cao thế (110 kV đến 500 kV hay cao hơn) trước khi truyền tải lên đường dây điện cao thế. Trong truyền tải điện năng với khoảng cách xa, hiệu điện thế càng cao thì hao hụt càng ít.
Ngoài ra còn có các máy biến thế có công suất nhỏ hơn, máy biến áp (ổn áp) dùng để ổn định điện áp trong nhà, hay các cục biến thế, cục sạc,… dùng cho các thiết bị điện với hiệu điện thế nhỏ (230 V sang 24 V, 12 V, 3 V,…).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

0947724555