Máy biến thế
Máy biến thế

Máy biến thế hay máy biến áp là thiết bị điện gồm hai hoặc nhiều cuộn dây,
hay 1 cuộn dây có đầu vào và đầu ra trong cùng 1 từ trường. Cấu tạo cơ bản của máy biến thế thường là 2 hay nhiều cuộn dây đồng cách điện được quấn trên cùng 1 lõi sắt hay sắt từ fêrarit.
Máy biến thế có thể thay đổi hiệu điện thế xoay chiều, tăng thế hoặc hạ thế, đầu ra cho 1 hiệu điện thế tương ứng với nhu cầu sử dụng. Máy biến thế đóng vai trò rất quan trọng trong truyền tải điện năng.

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 thế đầu tiên được sáng chế ra bởi Károly Zipernowsky, Miksa Déri và Ottó Titusz Bláthy.
  • Năm 1886: Máy biến thế cho điện xoay chiều lần đầu tiên được đưa vào sử dụng tại Massachusetts, .
  • Năm 1889: Mikhail Dolivo-Dobrovolsky chế tạo ra máy biến thế 3 pha đầu tiên.
  • Năm 1891: máy biến thế Tesla được chế tạo bởi Nikola Tesla, có khả năng tạo ra dòng điện xoay chiều với tần sốhiệu điện thế cao.

Cấu tạo máy biến thế


Máy biến thế có các bộ phận chính sau: lõi thép, dây quấn và vỏ máy

Lõi thép

Dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm cung để quấn dây quấn
Theo hình dáng lõi thép người ta chia máy biến thế thành hai loại:
  • Máy biến thế kiểu lõi hay kiểu trụ: Loại này thông dụng cho máy biến thế một pha hoặc ba pha có công suất nhỏ và trung bình
  • Máy biến thế kiểu bọc. Loại này mạch từ được phân ra hai bên và ôm lấy một dây quấn.

Máy biến thế kiểu bọc thường chỉ dùng trong một vài ngành chuyên môn đặc biệt như máy biến thế dùng trong lò luyện kim, máy biến thế công suất nhỏ dùng trong kĩ thuật vô tuyến điện, âm thanh,...

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 NP, UP, IP, ΦPNS, US, IS, ΦS 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:
Mô hình máy biến thế
Mô hình máy biến thế


external image 7d5a7dc4cc6a9aef48c0f4087c101dff.pngexternal image 468a291181b149dc79e9b8e4e312dd6e.png

Nếu ΦS = ΦP thì external image 57920b9b64f6f269800c5743e06a5701.png,

Từ thông cảm ứng trong lõi thép máy biến thế
Từ thông cảm ứng trong lõi thép máy biến thế

ngoài ra external image a6810209d0cdd543f46887ae569773ff.png
Như vậy external image a4f54c7c0d7d625343816e4453cff6d4.png (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 thế


Máy biến thế có thể phân thành nhiều loại khác nhau dựa vào:
  • Công suất điện
  • Dải tần số
  • Lớp điện áp: từ vài Vôn đến hàng trăm kV
  • Hệ thống làm mát
  • Mục đích sử dụng
  • ...

Họ và tên: Phạm Thu Thảo
Lớp: 12A