CHỦ ĐỀ MÁY BIẾN ÁP MỤC LỤC A TÓM TẮT LÝ THUYẾT .1 B BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY BIẾN ÁP Các đại lượng bản: .2 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 12 A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Máy biến áp thiết bị hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số 1 Cấu tạo nguyên tắc hoạt động Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số vịng khác quấn lõi sắt kín (Hình 1) Lõi thường làm sắt thép pha silic, ghép cách điện với để giảm hao phí điện dịng Fu−cơ Các cuộn dây thường làm đồng, đặt cách điện với cách điện với lõi Hoạt động máy biến áp dựa tượng cảm ứng điện từ Một hai cuộn máy biến áp nối với nguồn điện xoay chiều, gọi cuộn sơ cấp Cuộn thứ hai nối với tải tiêu thụ điện năng, gọi cuộn thứ cấp Dòng điện xoay chiều chạy cuộn sơ cấp gây từ thông biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất cuộn thứ cấp suất điện động xoay chiều Nếu mạch thứ cấp kín có dịng điện chạy cuộn thứ cấp Sự biến đổi điện áp cường độ dòng điện qua máy biến áp Với lõi sắt kín, đường sức từ chạy lõi sắt nên từ thơng qua vịng dây hai cuộn nhau, suất điện động cảm ứng vòng dây băng Như suất điện động cảm ứng cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây N 1, N2 e1 N1 = ( 1) Tỉ số suất điện động tức thời không đổi nên tỉ số giá trị hiệu dụng tỉ số ấy: chúng e2 N2 E1 N1 = ( 2) E2 N2 Trong công thức đây, đại lượng thông số đầu vào (nối với cuộn sơ cấp) ghi số 1, đầu (nối với cuộn thứ cấp) ghi bẳng số 2.  Nếu bỏ qua điện trở dây quấn coi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn suất điện động hiệu dụng tương ứng U1 N1 = ( 3) cuộn: U1 = E1, U2 = E2 D đó: U2 N2 Nếu N2 > N1 U2 > U1, ta gọi máy biến áp máy tăng áp Nếu N2 < N1 U2 < U1, ta gọi máy biến áp máy hạ áp P2 U I cos ϕ2 = Hiệu suât máy biến áp: H = Hiệu suất máy biến áp thực tế đạt tới 98 ÷ 99% P1 U1 I1 Nếu hao phí điện máy biến áp không đáng kể cuộn thứ cấp nối với R cos ϕ = H = nên U1I1 = U I hay I1 U = ( ) (4) I U1 Do đó, máy biến áp làm tăng điện áp lên lần làm giảm cường độ dòng điện nhiêu ngược lại Chú ý: Có thể thay cuộn sơ cấp thứ cấp cuộn dây có nhiều đầu (một cặp đầu dây nối với mạch sơ cấp, cặp khác nối với mạch thứ cấp) Đó biến áp tự ngẫu thường dùng đời sống, Công dụng máy biến áp + Thay đổi điện áp dòng điện xoay chiều đến giá trị thích hợp + Sử dụng việc truyền tải điện để giảm hao phí đường dây truyền tải + Sử dụng máy hàn điện, nấu chảy kim loại B BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY BIẾN ÁP Các đại lượng bản: Suất điện động hiệu dụng: E = E0 = 2πfNΦ Công suất máy biến áp: U1 N1 P U I cos ϕ2 = ;H = = 2 U2 N2 P1 U1I1 Công thức máy biến áp lý tưởng (H = 100%) mà mạch thứ cấp có hệ số cơng suất cos ϕ2 ; Cơng suất máy biến áp lí tưởng (H = 100%) thứ cấp nối với R: U1 I N = cos ϕ2 = U I1 N2 U1 I2 N1 = = U I1 N Ví dụ 1: Cuộn thứ cấp máy biến áp có 800 vịng Từ thơng lõi biến biến thiên với tần số 50Hz giá trị từ thơng cực đại qua vịng dây 24 mWb Tính suất điện động hiệu dụng cuộn thứ cấp A 220V B 456,8V C 426,5V D 140 V Hướng dẫn E 2πfNΦ 2π.50.800.2, 4.10−3 E= = = ≈ 426,5 ( V ) ⇒ Chọn C 2 Ví dụ 2: (ĐH−2008) Một máy biến áp có cuộn sơ cấp 1000 vịng dây mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 484 V Bỏ qua hao phí máy biến áp số vòng dây cuộn thứ cấp A 2500 B 1100 C 2000 D 2200 Hướng dẫn U1 N1 220 100 = ⇒ = ⇒ N = 2200 ⇒ Chọn D U2 N 484 N Ví dụ 3: Một máy biến áp với cuộn sơ cấp gồm 1000 vòng mắc vào mạng điện xoay chiều Cuộn thứ cấp gồm 50 vịng Bỏ qua hao phí máy biến áp Cuộn thứ cấp nối với điện trở dịng điện chạy qua qua cuộn thứ cấp (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 cuộn thứ cấp nối với R nên ta áp dụng công thức: U1 I2 N = ⇒ I1 = I2 = 0, 05 ( A ) ⇒ Chọn A U I1 N1 Chú ý: Nếu mạch thứ cấp nối bóng đèn giống (U đ – Pđ) gồm m dãy mắc song song, dãy có n bóng mà bóng sáng bình thường thì: P2 = m.n.Pd  U1 N1 =   Pd   U2 N2 ⇒ I = MId = m Ud   H = P2 = P2  U = nU  P1 U1I1  d Ví dụ 4: Cuộn sơ cấp máy biến áp gồm 1100 vòng mắc vào mạng điện xoay chiều Cuộn thứ cấp gồm 220 vịng dây nối với 20 bóng đèn giống có kí hiệu 12 V − 18 W mắc dãy song song dãy có bóng đèn Biết bóng đèn sáng bình thường hiệu suất máy biến áp 96% Cường độ hiệu dụng qua cuộn sơ cấp thứ cấp A 1,5625 A 7,5 A B 7,5 A 1,5625 A C A 1,5625 A D 1,5625 A A Hướng dẫn P2 = m.nPd = 20.18 = 360 ( W )  U1 N1 U1 1100   U = N ⇒ 48 = 220 ⇒ U1 = 240 ( V ) P 18   2 d = = 7,5 ( A )  I2 = m P U 12 d  H = = P2 ⇒ 0, 96 = 360 ⇒ I = 1,5625 ( A )  U = nU = 4.12 = 48 ( V )  P1 U1 I1 240I1 d  ⇒ Chọn A Chú ý: Nếu mạch thứ cấp nối với động điện P = UI cos ϕ bình thường thì:  P2 = P  U1 N1  U = N P   2  I2 = I =  P U cos ϕ  H = = P2  U = U P1 U1 I1  Ví dụ 5: Một máy hạ áp hiệu suất 90% có tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp 2,5 Người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp động 220 V − 396 W, có hệ số công suất 0,8 Nếu động hoạt động bình thường cường độ hiệu dụng cuộn sơ cấp thứ cấp A 0,8 A 2,5 A B A 1,6 A C 0,8 A 2,25 A D A 2,5 A Hướng dẫn  P2 = P = 396 ( W )  P 396  = = 2, 25 ( A ) I2 = I = U cos ϕ 220.0,8   U = U = 220 ( V )  U1  U1 N1  U = N ⇒ 220 = 2,5 ⇒ U1 = 550 ( V )  2  P  H = ⇒ 0,9 = 396 ⇒ I = 0,8 ( A )  P1 550I1 ⇒ Chọn C Ví dụ 6: Một máy hạ áp lí tưởng có tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp 2,5 Người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp động 220 V − 440 W, có hệ số công suất 0,8 Nếu động hoạt động bình thường cường độ hiệu dụng cuộn sơ cấp thứ cấp A 0,8 A 2,5 A B A 1,6 A C 1,25 A 1,6 A D A 2,5 A Hướng dẫn  P2 = P = 440 ( W )  P 440  = = 2, ( A ) I2 = I = U cos ϕ 220.0,8   U = U = 220 ( V )  U1  U1 N1  U = N ⇒ 220 = 2,5 ⇒ U1 = 550 ( V )  2   H = P2 ⇒ I = 440 ⇒ I = 0,8 ( A )  P1 550I1 ⇒ Chọn A Bình luận: Nếu áp dụng công thức: U1 I N1 = = tìm kết sai I1 = I ( A ) U I1 N Trong trường hợp công thức phải là: U1 I N = cos ϕ = ! U I1 N2 Ví dụ 7: Một máy biến hiệu suất 96% số vòng cuộn sơ cấp thứ cấp 6250 vịng 1250 vịng, nhận cơng suất 10 kW từ mạng điện xoay chiều Biết điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp 1000 V hệ số công suất cuộn thứ cấp 0,8 Công suất nhận cuộn thứ cấp cường độ hiệu dụng cuộn thứ cấp A 9600 W A B 960 W 15 A C 9600 W 60 A D 960 W 24 A Hướng dẫn  U1 N1 1000 6250 = ⇒ = ⇒ U = 200 ( V )  U2 1250  U2 N2  P2 ⇒ P2 = HP1 = 0,96.10.103 = 96000 ( W ) ⇒ Chọn C H = P   P2 9600 = = 60 ( A ) I2 = U cos ϕ2 200.0,8  Máy biến áp thay đổi cấu trúc:  U1 N1 U = N U U'  2 ⇒ 1' = Nếu thay đổi vai trị cuộn dây thì:  ' U U2  U1 = N  U '2 N1 Ví dụ 1: Đặt điện áp xoay chiều u = 200 cos ωt (V) vào hai đầu cuộn dây sơ cấp máy biến lí tưởng điện áp hiệu dụng đo hai đầu cuộn thứ cấp 10 V Nếu điện áp xoay chiều u = 30 cos ωt (V) vào hai đầu cuộn dây thứ cấp điện áp đo hai đầu cuộn dây sơ cấp A 300V B 200 2V V C 300 V D 150 V Hướng dẫn U1U1' 100 2.15 =1⇒ = ⇒ U '2 = 150 ( V ) ⇒ Chọn D ' U2 U2 10 2U '2 Ví dụ 2: Mắc cuộn thứ máy biến áp lí tưởng vào nguồn điện xoay chiều suất điện động hiệu dụng cuộn thứ hai 20 V, mắc cuộn thứ hai vào nguồn điện xoay chiều suất điện động hiệu dụng cuộn thứ 7,2 V Tính điện áp hiệu dụng nguồn điện A 144 V B 5,2 V C 13,6 V D 12V Hướng dẫn U1 U1' E.E =1⇒ = ⇒ E = 12 ( V ) ⇒ Chọn D ' 20.7, U2 U2 Ví dụ 3: (THPTQG − 2017) Một máy biến áp lí tưởng có hai cuộn dây D D2 Khi mắc hai đầu cuộn D vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn D để hở có giá trị V Khi mắc hai đầu cuộn D vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn D1 để hở có giá trị V Giá trị U A 8V B 16 V C 6V D V Hướng dẫn  U N1 8 = N UU  ⇒ = ⇒ U = ( V ) ⇒ Chọn D * Từ   U = N2  N1 Chú ý: Nếu cuộn dây nào (VD cuộn sơ cấp) có n vịng dây quấn ngược từ trường n vịng ngược với từ trường phần lại nên có tác dụng khử bớt từ trường n vòng dây lại, tức cuộn dây bị 2n vòng U1 N1 − 2n = U2 N2 Ví dụ 4: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 100 vịng dây cuộn thứ cấp gồm 150 vòng dây Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng V Nếu cuộn sơ cấp có 10 vịng dây bị quấn ngược điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 7,500 V B 9,375 V C 8,333 V D 7,780 V Hướng dẫn Cuộn sơ cấp 20 vòng: U1 N1 − 2n 100 − 20 = ⇒ = ⇒ U = 9,375 ( V ) ⇒ Chọn B U2 N2 U2 150 Ví dụ 5: Một máy biến áp cuộn sơ cấp gồm 1100 vòng mắc vào mạng điện xoay chiều 220 (V) cuộn thứ cấp để lấy điện áp 15 (V) Nếu cuộn thứ cấp có 15 vịng dây bị quấn ngược tổng số vịng dây cuộn thứ cấp bao nhiêu? A 75 B 60 C 90 D 105 Hướng dẫn U1 N1 220 1100 = ⇒ = ⇒ N = 105 ⇒ Chọn D U N − 2n 15 N − 30 Chú ý: Đối với máy biến áp lý tưởng mà cuộn thứ cấp có nhiều đầu (chẳng hạn có đầu ra) đầu nói với R áp dụng cơng thức:  U2 N2 U2  U = N I1 =  R Psc = Ptc ⇒ U1I1 = U I + U3 I3 ;  U N U  = I =  U1 N1 R ' Nếu áp dụng công thức: U I1 N U I1 N3 = = ; = = có dẫn đến kết sai U1 I N1 U1 I3 N1 Ví dụ 6: Một máy biến áp lý tưởng, cuộn sơ cấp có N = 1000 vòng nối vào điện áp hiệu dụng không đổi U = 200 V Thứ cấp gồm đầu với số vòng dây N vòng N3 = 25 vòng, nối kín cường độ hiệu dụng 0,5 A 1,2 A Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn N 10 V Coi dòng điện điện áp ln pha Cường độ dịng điện hiệu dụng chạy cuộn sơ cấp A 0,100 A B 0,045 A C 0,055 A D 0,150 A Hướng dẫn U3 = U1 N2 N1 Psc = Ptc = U1I1 + U I → 200I1 = 10.0,5 + 200 25 1, 1000 ⇒ I1 = 0, 055 ( A ) ⇒ Chọn C Ví dụ 7: Một máy biến áp lý tường, cuộn sơ cấp N1 = 1000 vòng nối vào điện áp hiệu dụng không đổi U1 = 400 V Thứ cấp gồm cuộn N2 = 50 vòng, N3 = 100 vòng Giữa đầu N2 đấu với điện trở R = 40 Ω, đầu N đấu với điện trở R’ =10 Ω Coi dòng điện điện áp ln pha Cường độ dịng điện hiệu dụng chạy cuộn sơ cấp A 0,150 A B 0,450 A C 0,425 A D 0,015 A Hướng dẫn U 20 400 1000  U1 N1  U = N ⇒ U = 50 ⇒ U = 20 ( V ) ⇒ I = R = 40 = 0,5 ( A )  2  U U N 400 1000 40  = ⇒ = ⇒ U = 40 ( V ) ⇒ I3 = = = 4( A)  U3 N U3 100 R ' 10 Psc = Ptc ⇒ U1I1 = U I + U I3 ⇒ 400I1 = 20.0,5 + 40.4 ⇒ I1 = 0, 425 ( A ) ⇒ Chọn C Chú ý: Đối với máy biến tự ngẫu cuộn sơ cấp thứ cấp lấy từ cuộn dây, nối ab với mạng điện xoay chiểu, nối bc với mạch tiêu thụ thì:  U1 N1 U = N  N1 = N ab  2   N = N = N − N P U I cos ϕ2  bc ab ac  H= = 2  P1 U1I1 Ví dụ 8: Máy biến áp tự ngẫu dùng cho tải có cơng suất nhỏ máy biến áp có cuộn dây Biến tự ngẫu cuộn ab gồm 1000 vòng Vòng dây thứ 360 kể từ a nối với chốt c Người ta nối a, b với mạng điện xoay chiều 220 V − 50 Hz (cuộn ab lúc gọi cuộn sơ cấp) nối bc với R = 10 Ω (đoạn bc lúc gọi cuộn thứ cấp) Tính dịng điện đưa vào biến Bỏ qua hao phí biến A 9,6125 A B 6,7 A.C 9,0112 A D 14,08A Hướng dẫn  N1 = N ab = 100   N = N bc = N ab − N ac = 640 Cách 1: U2 220 1000 1000  U1 N1  U = N ⇒ U = U = 640 ⇒ U = 140,8 ( V ) ⇒ I = R = 14, 08 ( A )  2 2  P U I cos ϕ 140,8.14, 08.1 H = = 2 ⇒1= ⇒ I1 = 9,0112 ( A )  P1 U1 I1 220.I1 Cách 2: U1 I N1 14, 08 1000 = = ⇒ = ⇒ I1 = 9, 0112 ( A ) U I1 N I1 640 Chú ý: Bình thường máy biến áp có hai lõi thép cuộn cấp quấn lõi, cuộn thứ cấp quấn lõi lại: U1 N1 = U2 N2 Nếu máy biến áp có n lõi thép cuộn sơ cấp thứ cáp quấn n lõi từ thông cuộn sơ cấp Φ chia cho (n − 1) lõi cịn lại Từ thơng qua cuộn thứ cấp Φ / (n − 1) nên điện áp cuộn thứ cấp giảm (n − 1) lần Ta xem điện áp cuộn sơ cấp chia cho (n − 1) nhánh nhánh nhận phần: U1 N = ( n − 1) U N CM: Suất điện động cuộn sơ cấp thứ cấp là: U dΦ  e1 = − N1 dt ( n − 1) N1 e N ⇒ = ( n − 1) ⇒ =  dΦ e2 N U2 N2 e = − N  ( n − 1) dt Ví dụ 9: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm bốn nhánh có hai nhánh quấn hai cuộn dây Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều đường sức từ sinh khơng bị ngồi chia cho nhánh cịn lại Khi mắc cuộn (có 1000 vịng) vào điện áp hiệu dụng 60 V cuộn để hở có điện áp hiệu dụng 40 V Số vòng dây cuộn A 2000 vòng B 200 vòng C 600 vòng D 400 vòng Hướng dẫn U 60 n − = N1 ⇒ − = 1000 ⇒ N = 2000 ⇒ Chọn A U2 N2 40 N2 Chú ý: thức:  U1 U =   '  U1 =  U '2 Nhớ lại trường hợp máy biến áp hai cuộn dây hoán đổi vai trị ta rút cơng N1 N2 N2 N1 ⇒ U1 U1' = U U '2  U1  n − N1 =  N2 U1 U1'  U2 ⇒ = U U '2 Tương tự với biến áp có n lõi thép:  ' n − n − U   n −1 N2  U' = N  Ví dụ 10: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm nhánh có hai nhánh quấn hai cuộn dây Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều đường sức từ sinh khơng bị ngồi chia cho nhánh lại Khi mắc cuộn vào điện áp hiệu dụng 120 V cuộn để hở có điện áp hiệu dụng U Khi mắc cuộn với điện áp hiệu dụng 3U2 điện áp hiệu dụng cuộn để hở là: A 22,5 V B 60 V C 30 V D 45 V Hướng dẫn U1 U1' 120 3U = U U '2 ⇒ = U U '2 ⇒ U '2 = 22,5 ( V ) ⇒ Chọn A n −1 n −1 −1 −1 Chú ý: Khi áp dụng cơng thức trến điện trở cuộn dây không đáng kể coi từ thông khép kín Nếu cuộn thứ cấp ur để hở cịn cuộn sơ cấp có điện trở xem điện áp vào U1 phân bố trên R cuộn cảm L: ur ur ur Z U  U1 = U R + U L ⇒ U12 = U R2 + U L2  L = L ÷  R UR  Chỉ có thành phần UL gây tượng cảm ứng điện từ nên công thức máy biến áp lúc lày là: U L N1 = U2 N2 Ví dụ 11: Cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng cuộn sơ cấp có N = 1100 vịng cuộn thứ cấp có N2 = 2200 vịng Dùng dây dẫn có tổng điện trở R để nối hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định U = 82 V khơng nối tải điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp U = 160 V Tỉ số điện trở R cảm kháng Z L cuộn sơ cấp A 0,19 B 0,15 C 0,42 D 0,225 Hướng dẫn U L N1 U 1100 = ⇒ L = ⇒ U L = 80 ( V ) U2 N 160 2200 U12 = U 2L + U 2R ⇒ 822 = 802 + U 2R ⇒ U R = 18 ( V ) ⇒ R UR = = 0, 225 ⇒ Chọn D ZL U L Ví dụ 12: Máy biến mà cuộn sơ cấp có 1100 vịng dây cuộn thứ cấp có 2200 vịng Nối đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều 40 V − 50 Hz Cuộn sơ cấp có điện trở Ω cảm kháng Ω Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 80 V B 72 V C 64 V D 32 V Hướng dẫn U L ZL = = ⇒ U R = UL Ta nhận thấy: UR R  3 2 2 U = U + U ⇒ 40 = U +  L R L  ÷ U L ⇒ U L = 32 ( V )  4 ⇒ Chọn C   U1 = N1 ⇒ 32 = 1100 ⇒ U = 64 ( V )  U N U 2200 Ghép máy biến áp: Nếu máy biến áp mắc liên tiếp U = U , U1/U2 = N1/N2 U3/U4 = U1 N1 N3 = ( 1) N3/N4 Do đó: U4 N2 N4 U1 N1 N = ( 2) U '4 N N Từ (1) (2) rút hệ thức quan trọng: Nếu hốn đổi vai trị N3 N4 N  U12 = ÷ ' U4 U4  N2  Ví dụ 1: (ĐH − 2013) Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp M điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp M vào hai đầu cuộn thứ cấp Mi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp M để hở 12,5 V Khi nối hai đầu cuộn thứ cấp M2 vái hai đầu cuộn thứ cấp M1 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp M2 để hờ 50 V Bỏ qua hao phí Mi có ti số số vòng dây cuộn sơ cấp số vòng cuộn thứ cấp là: A B C D 15 Hướng dẫn 2 N  N  U12 N 2002 = ÷ ⇒ =  ÷ ⇒ = ⇒ Chọn A ' U4 U4  N2  12,5.5.50  N  N2 Ví dụ 2: (ĐH − 2014) Một học sinh làm thực hành xác định số vòng dây hai máy biến áp lí tưởng A B có cuộn dây với số vòng dây (là số nguyên) N1A, N2A, N1B, N2B Biết N2A = kN1A,N2B= 2kN1B; k > 1; N1A + N2A + N1B + N2B = 3100 vịng Áp dụng cơng thức: bốn cuộn dây có hai cuộn có số vịng dây N Dùng kết hợp hai máy biến áp tăng điện áp hiệu dụng U thành 18U 2U Số vòng dây N là: A 600 372 B 900 372 C 900 750 D 750 600 Hướng dẫn Để tăng điện áp hai máy tăng áp ghép liên tiếp máy hạ áp máy tăng áp: k.2k = 18  N = 3N1A  ⇒ k = ⇒  2A 1 2k =  N 2B = 6N1B  k Từ N1A + N2A + N1B + N2B = 3100 ⇒ 4N1A+ 7N1B = 3100 * Nếu N2B = N2A = N N1A = N/3, N1B = N/6 4N/3 + 7N/6 = 3100 ⇒ N = 1240 ⇒ N1A = 413,33 không nguyên ⇒ Loại * Nếu N1B = N1A = N thì: 4N + 7N = 3100 ⇒ N = 281,8 không nguyên ⇒ Loại * Nếu N1B = N2A = N N1A = N/3 4N/3 + 7N = 3100 ⇒ N = 372 * Nếu N2B = N1A = N N1B = N/6 4N + 7N/6 = 3100 ⇒ N = 600 ⇒ Chọn A Máy biến áp thay đổi số vòng dây  U1 N1 U = N  2 * Khi máy biến áp có số vịng dây cuộn sơ cấp thay đổi ta dùng:  U N  = 1±n  U '2 N2  U N1 U = N  * Khi máy biến áp có số vịng dây cuộn thứ cấp thay đổi ta dùng:   U2 = N2 ± n  U1' N1 Ví dụ 1: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 300 V Nếu giảm bớt phần ba tổng số vịng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở A 100 V B 200 V C 220 V D 110 V Hướng dẫn N N2 − ' U N U '2 = N ⇒ U = ⇒ U ' = 200 ( V ) ⇒ Chọn B = ; = U1 N1 U1 N1 N1 U2 Ví dụ 2: (ĐH−2010) Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 100 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vịng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điện áp 2U Nếu tăng thêm 3n vịng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn A 100 V B 200 V C 220 V D 110 V Hướng dẫn 100 N U = N   U N2 − n  =  N1  U2 N2 N2 + n N  U1 = ⇒ ⇒n= ⇒ 2= N − n U1 N1 2U N − n   =  U1  N1    U ' = N + 3n = N ⇒ U ' = 100 ⇒ U ' = 200 V ( ) U N1 N1 U1 U1  ⇒ Chọn B Ví dụ 3: Đặt vào hai đầu cuộn dây sơ câp máy biến lý tưởng điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 100 V Nếu tăng thêm n vòng dây cuộn dây sơ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn thứ cấp U Nếu giảm n vịng dây cuộn dây sơ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn thứ cap 2U Nếu tăng thêm 2n vịng dây cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 50 V B 60 V C 100 V D 120 V Hướng dẫn N1  U1 100 = N   U1 N1 + n  =  N  U1 N1 N1 + n N U = ⇒ ⇒n= ⇒2= U N − n U2 N2 N − n  =   2U  N2    U1 = N1 + 2n = N1 ⇒ U1 = U1 ⇒ U ' = 60 V ( ) U' N2 N2 U ' 100  ⇒ Chọn B Ví dụ 4: Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi vào cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng thứ cấp 20 V Nếu tăng số vòng dây thứ cấp 60 vịng điện áp hiệu dụng thứ cấp 25 V Nếu giảm số vòng dây thứ cấp 90 vòng điện áp hiệu dụng thứ cấp A 10 V B 12,5 V C 17,5 V D 15 V Hướng dẫn  20 N  U = N  N + 60   ⇒ = ⇒ N = 240  N2 U2 N2  25 N + 60  = = ⇒ N1  U1 N1  U1  U ' N − 90 240 − 90 150 N U ' 150 20 = = = ⇒ = ⇒ U ' = 12,5  N1 N1 240 N1 U1 240 U1  U1 Ví dụ 5: (ĐH−2011) Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây cuộn thứ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, dùng vôn kết xác định ti số điện áp cuộn thứ cấp để hở cuộn sơ cấp Lúc đầu tỉ số điện áp 0,43 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vịng dây tỉ số điện áp 0,45 Bỏ qua hao phí máy biến áp Để máy biến áp nhu dự định, học sinh phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A 40 vòng dây B 84 vòng dây C 100 vòng dây D 60 vòng dây Hướng dẫn  N = 0, 43N1   N1 = 1200 U2 ⇒  N2 = N1 ⇒  N + 24N = 0, 45N1   N = 516 U1  N + 24 + n = 0,5N ⇒ 516 + 24 + n = 0,5.1200 ⇒ n =  ⇒ Chọn B Máy biến áp mắc với mạch RLC Nếu cuộn thứ cấp máy biến áp nối với RLC: U2  U1 N1  U = N ⇒ U2 = ? ⇒ I2 = 2 R + ( ZL − ZC )   P2 I 22 R  H = P = U I ⇒ I1 = ?  1 Ví dụ 1: Cho máy biến áp có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 100 vịng, cuộn thứ cấp có 200 vịng Mạch sơ cấp lí tưởng, đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V tần số 50 Hz Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở 50 Ω, độ tự cảm 0,5/π (H) Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch sơ cấp nhận giá trị: A A B 10 A C 2A D 2,5 A Hướng dẫn U1 N1 U2 100 100 = ⇒ = ⇒ U = 200 ( V ) ⇒ I2 = = 2 ( A) U2 N2 U 200 R + Z2L H= I 22 R 8.20 ⇒ 0,8 = ⇒ I1 = ( A ) ⇒ Chọn A U1I1 100.I1 Ví dụ 2: Một máy biến áp lí tưởng có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ có điện trở 200 Ω, cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V Dịng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp A 0,25 A B 0,6 A C 0.5A D 0,8 A Hướng dẫn Vì máy biến áp lí tưởng cuộn thứ cấp nối với R nên ta áp dụng công thức: N2 U2   U = N U1 = 100 ( V ) ⇒ I = R = 0,5 ( A ) U I1 N  = = ⇒ ⇒ Chọn A N U1 I N1 I = I = 0, 25 A ( )  N1 Chú ý: Khi cho biết U1, N1/N2, H mạch thứ cấp nối RLC, để tính P1, P2 ta làm sau: N2 U2   U = N U1 ⇒ I = 2 R + ( Z L − ZC )   P2  P2 = I2 R, H = P ⇒ P1 = ?  Ví dụ 3: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp 2:3 Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 120 V Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ mạch điện RLC không phân nhánh gồm có điện trở 60 Ω, cảm kháng 60 Ω dung kháng 120 Ω Công suất toả nhiệt tải tiêu thụ A 180 W B 360 W C 135 W D 26,7 W Hướng dẫn U1 N1 120 U2 R = ⇒ = ⇒ U = 180 ( V ) ⇒ P2 = I22 R = = 135 ( W ) U2 N2 U2 R + ( Z L − ZC ) ⇒ Chọn C Ví dụ 4: Cho máy biến áp có hiệu suất 90% Cuộn sơ cấp có 200 vịng, cuộn thứ cấp có 400 vòng Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 150 V Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở hoạt động 90 W cảm kháng 120 W Công suất mạch sơ cấp A 150 W B 360 W C 250 W D 400 W Hướng dẫn U1 N1 U2R 150 200 3002.90 = ⇒ = ⇒ U = 300 ( V ) ⇒ P2 = I 22 R = 2 = = 360 ( W ) U2 N2 U 400 R + Z L 90 + 120 H= P2 360 ⇒ 0,9 = ⇒ P1 = 400 ( W ) ⇒ Chọn D P1 P1 Chú ý: Nếu máy biến áp mắc với mạch RLC liên quan đến tốn cực trị ta giải hai tốn máy biến áp toán cực trị độc lập kết hợp lại Ví dụ 5: Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 20 V vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng có tổng số vòng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp 2800 vòng Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB (hình vẽ); đó, điện trở R có giá trị khơng đổi, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi tụ điện có điện dung C = 10 −3/(3π2) (F) Điều chỉnh L đến giá trị L = 0,5 H vơn kế (lí tưởng) giá trị cực đại 189,74 V (lấy 60 10V V) số vòng dây cuộn sơ cấp A 550 vòng B 1650 vòng C 400 vòng D 550 vòng Hướng dẫn = 30 π ( Ω ) Ta tính: ZL = 2πfL = 50π ( Ω ) ; ZC = 2πfC Cách 1: Khảo sát: U RL = I.Z RL = U y' = R + Z2L R + ( ZL − ZC ) −2ZC ( Z2L − ZC Z L − R ) = ⇒ ZL = =U ZL2 + R Z − 2Z L ZC + ( R + ZC2 ) L ZC + ZC2 + 4R 2  Z2L − 2ZC ZL + ( R + ZC2 )    UZ L UR ⇒ U RL max = = 2 R − ZC + ZC + 4R 2  30π + ( 30π ) + 4R 50π = ⇒ R = 10π 10  Thay số:  U.50π  60 10 = 10π 10 ⇒ U = 120 ( V )  = U y Áp dụng công thức máy biến áp: ⇒ N1 U1 = N2 U2 N1 U1 U1 20 = ⇒ N1 = ( N + N1 ) = = 2800 = 400 ⇒ Chọn C N + N1 U + U1 U + U1 120 + 20 Cách 2: Áp dụng “ Định lý thống 2”: U U U RL max = ⇔ 60 10 = ⇒ U = 120 ( V ) Z 30 1− 1− C 50 ZL Áp dụng công thức máy biến áp: ⇒ N1 U1 = N2 U2 N1 U1 U1 20 = ⇒ N1 = ( N + N1 ) = = 2800 = 400 N + N1 U + U1 U + U1 120 + 20 ⇒ Chọn C Ví dụ 6: Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz giá trị hiệu dụng 20 V vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng có tổng số vịng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp 2200 vòng Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB, (hình vẽ); đó, điện trở R có giá trị khơng đổi, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi tụ điện có điện dung C = 10−3/(3π2) (F) Điều chinh L đến giá trị L = 0,5 H vơn kế (lí tưởng) giá trị cực đại 94,87 V (lấy 30 10 V) Số vịng dây cn sơ cấp A 800 vịng B 550 vịng Ta tính: ZL = 2πfL = 50π ( Ω ) ; ZC = C 400 vòng Hướng dẫn D 650 vòng = 30π ( Ω ) 2πfC Áp dụng “Định lý thống 2) U U U L max = ⇔ 30 10 = ⇒ U = 60 ( V ) ZC 30 1− 1− 50 ZL Áp dụng công thức máy biến áp: ⇒ N1 U1 = N2 U2 N1 U1 U 20 = ⇒ N1 = ( N + N1 ) = 2200 = 550 N + N1 U + U1 U + U1 60 + 20 ⇒ Chọn B Ví dụ 7: Đặt điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi giá trị hiệu dụng 30 V vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng có tổng số vịng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp 2200 vòng Nối hai đầu cuộn thứ câp với đoạn mạch AB (hình vẽ); đó, điện trở R = 10 3Ω , cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,2 H tụ điện có điện dung C = ( mF ) Thay đổi f vơn kế (lí tưởng) giá trị cực đại 76,4 V (lấy 350 / 21 V) số vòng dây cuộn sơ cấp A 400 vòng B 1650 vòng C 550 vòng Hướng dẫn R 2C Để áp dụng “Định lý BHD 4”, ta tính p từ hệ thức: ( p − 1) p = L ( 10 ) ⇔ ( p − 1) p = 5.10−3 0, Mà U RC max = U 1− p −2  p = 2,5 ⇒  p = −1,5 < ⇒ U = U RC max − p −2 = Áp dụng công thức máy biến áp: ⇒ D 660 vòng 350 21 − 2,5−2 = 70 ( V ) N1 U1 = N2 U2 N1 U1 U1 30 = ⇒ N1 = ( N + N1 ) = 2200 = 660 ⇒ Chọn D N + N1 U + U1 U + U1 70 + 30 BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Cuộn thứ cấp máy biến áp có 990 vịng Từ thơng lõi biến biến thiên với tần số 50 Hz giá trị từ thơng cực đại qua vịng dây mWb Tính suất điện động hiệu dụng cuộn thứ cấp A 220V B 156V C 110V.D 140V Bài 2: Cuộn thứ cấp máy biến áp có 800 vịng Từ thơng lõi biến thể biến thiên với tần số 50 Hz giá trị từ thông cực đại qua vòng dây Φ Biết suất điện động hiệu dụng cuộn thứ cấp 500V Tính Φ A 2,0 mWb B 2,8 mWb C 2,6 mWb D 2,4 mWb Bài 3: Một máy biến áp có số vịng cuộn sơ cấp 5000 thứ cấp 1000 Bỏ qua hao phí máy biến áp Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở có giá trị A 10 V B.20V C 500 V D 40 vT Bài 4: Một máy biến áp, cuộn sơ cấp có 1000 vịng, cuộn thứ cấp có 200 vịng mắc vào mạng điện chiều có hiệu điện thể 220 V Hiệu điện hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 2200 B C 1100 D 2000 Bài 5: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 500 vòng dây cuộn thứ cấp gồm 40 vòng dây Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 20 V Biết hao phí điện máy biến áp không đáng kể Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp có giá trị A 500 V B 250 V C 1000 V D 1,6 V Bài 6: Một máy biến áp dùng tivi có cuộn sơ cấp gồm 1100 vịng mắc vào mạng điện xoay chiều 220 (V) ba cuộn thứ cấp để lấy điện áp 20 (V) Tính số vòng dây cuộn thứ cấp A 50 B 60 C 100 D 75 Bài 7: Một máy biến áp có số vịng cuộn sơ cấp thứ cấp 6250 vòng 1250 vòng, hiệu suất 96%, nhận công suất 10 kW cuộn sơ cấp Tính điện áp hai đầu cuộn thứ cấp biết điện áp hai đầu cuộn sơ cấp 1000 V (Hiệu suất không ảnh hưởng đến điện áp) A.781V B 5000 V C 200 V D 7810 V Bài 8: Trong máy biến áp lý tưởng, đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 80 V điện áp hiệu dụng cuộn thứ hai để hở 20 V Nếu điện áp hiệu dụng cuộn dây thứ hai 80 V điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây thứ A.320V B 160 V C 40V D 400V Bài 9: Một biến áp có hao phí bên xem không đáng kể, cuộn nối với nguồn xoay chiều có điện áp hiệu dụng U = 110 V điện áp hiệu dụng cuộn U2 = 220 V Nếu nối cuộn với nguồn U1 điện áp đo cuộn A.110V B 45 V C 220 V D 55 V Bài 10: Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 100 vòng dây cuộn thứ cấp gồm 150 vòng dây Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng V Nếu cuộn thứ cấp có 10 vịng dây bị quấn ngược điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 7,5 V B 7,0 V C 8,3 V D 6,5 V Bài 11: Cuộn thứ cấp máy biến áp có 100 vịng dây Điện áp hiệu dụng mạch sơ cấp thứ cấp 2000 V 50 V Nếu cuộn sơ cấp có 20 vịng dây bị quấn ngược tổng số vòng dây cuộn sơ cấp bao nhiêu? A 4040 B 4000 C 3000 D 4020 Bài 12: Cuộn sơ cấp máy biến áp có 900 vịng dây mắc vào mạng điện127V Cuộn thứ cấp có điện áp 6,3V mắc vào điện trở dịng điện chạy qua A Bỏ qua hao phí máy biến áp Số vịng dây cuộn thứ cấp cường độ dòng điện cuộn sơ cấp A 30 vòng 0,3 A B 45 vòng 0,3A C 45 vòng 0,15A D 30 vòng 0,15A Bài 13: Cuộn sơ cấp máy biến áp nối với mạng điện xoay chiều có điện áp 380 V Cuộn thứ cấp có dịng điện cường độ 1,5 A chạy qua có điện áp hai đầu dây 12 V Biết số vịng dây cuộn thứ cấp 30 Tính số vòng dây cuộn sơ cấp cường độ dòng điện chạy qua Bỏ qua hao phí A 950 vòng; 0,047 A B 950 vòng; 0,048 A C 960 vòng; 0,047 A D 960 vòng; 0,048 A Bài 14: Một máy biến áp lí tưởng có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ có điện trở 50 Ω, cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V Dịng điện hiệu dụng qua cuộn thứ cấp A 0,25 A B 1A C 16 A D.4A Bài 15: Một máy biến áp lí tưởng có số vịng cuộn sơ cấp 2000 số vòng dây cuộn thứ cấp 4000 Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ gồm điện trở 50 nối tiếp với cuộn cảm có cảm kháng 50Ω Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V Dịng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp A A B 0,6A C 8A D A Bài 16: Một máy biến áp lý tưởng, cuộn sơ cấp có N = 1320 vịng nối vào điện áp hiệu dụng không đổi U = 220 V Thứ cấp gồm đầu với số vòng dây N vòng N3 = 25 vịng, nối kín cường độ hiệu dụng 0,5 A 1,2 A Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn N 10 V Coi dịng điện điện áp ln pha Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy cuộn sơ cấp A 0,100 A B 0,045 A C 0,055 A D 0,150 A Bài 17: Một máy biến áp lý tưởng, cuộn sơ cấp N1 = 1100 vòng nối vào điện áp hiệu dụng không đổi U1 = 220 V Thứ cấp gồm cuộn N2 = 55 vòng, N’2 =110 vòng Giữa đầu N2 đấu với điện trở R = 11 Ω, đầu N’2 đấu với điện trở R’ = 44 Ω Coi dịng điện điện áp ln pha Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy cuộn sơ cấp A 0,1 A B 0,05 A C 0,1125 A D 0,15 A Bài 18: Cho máy biên áp có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 150 vịng, cuộn thứ cấp có 300 vịng Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở hoạt động 100 cảm kháng 100Ω Công suất mạch sơ cấp A 150 W B 100 W C 250 W D 200 W Bài 19: Một máy biến áp lý tưởng có tỉ số vịng dây cuộn sơ cấp thứ cấp 2:3 Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng 200 V Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ mạch điện RLC khơng phân nhánh gồm có điện trở 30 Ω, cảm kháng 60 Ω dung kháng 20 Ω Công suất toả nhiệt tải tiêu thụ là: A 1080 W B 90 W C 3000 W D 26,7 W Bài 20: Máy biến thể lí tưởng mà cuộn sơ cấp có 100 vịng dây nối với điện áp xoay chiều 400 V − 50 Hz Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ mạch điện RLC nối tiếp gồm điện trở 100 Ω, cuộn cảm có cảm kháng 200 Ωvà tụ điện có dung kháng 100 Ω Biết mạch thứ cấp tiêu thụ công suất P = 200 W Số vòng dây cuộn thứ cấp N2 A 200 vòng B 100 vòng C 50vịng D 25 vịng Bài 21: Máy biến thể lí tường mà cuộn sơ cấp có 200 vịng dây nối với điện áp xoay chiều 400 V − 50 Hz Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ mạch điện RLC nối tiếp gồm điện trở R = 100Ω, cuộn cảm có độ tự cảm 2/π H tụ điện có điện dung 0,1/π mF Biết mạch thứ cấp tiêu thụ công suất P = 200 W số vòng dây cuộn thứ cấp N2 A 200 vòng B 100 vòng C 50vòng D 25 vòng Bài 22: Một máy biến áp lí tưởng cuộn sơ cấp có số vịng dây gấp 10 lần cuộn thức cấp Cuộn sơ cấp mắc vào mạng điện xoay chiều cuộn thứ cấp nối với hai bóng đèn giống có kí hiệu 24 V − 24 W mắc song song bóng đèn sáng bình thưởng Xác định cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp A 0,2 A B 2A C 0,5A D 0,1 A Bài 23: Nối hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp với mạng điện xoay chiều 120 V Bỏ qua hao phí máy biến áp Nối hai đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có kí hiệu V −1,5 W đèn sáng bình thưởng Tính dịng điện hiệu dụng cuộn sơ cấp A 1,5 A B 1,6 A C 0,0125 A D 0,008 A Bài 24: Cuộn sơ cấp máy biến áp gồm 1100 vịng mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 240 (V) Cuộn thứ cấp nối với 20 bóng đèn giống có kí hiệu 12 V − 18 W mắc song song Biết bóng đèn sáng bình thưởng hiệu suất máy biến áp 100% Xác định cường độ hiệu dụng qua cuộn sơ cấp A 1,5 A B 0,6 A C 0.7A D 0,8 A Bài 25: Một máy hạ áp có tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp Người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp động 25 V − 150 W, có hệ số cơng suất 0,8 Mất mát lượng máy biến áp không đáng kể Nếu động hoạt động bình thưởng cường độ hiệu dụng cuộn dây sơ cấp A 0,8 A B A C 1,25 A D 1,6 A Bài 26: Một máy hạ áp có tỉ số số vịng dây cuộn sơ cấp thứ cấp Người ta mắc vào hai đầu cuộn thứ cấp động 50 V − 150 W, có hệ số cơng suất 0,8 Mất mát lượng máy biến áp khơng đáng kể Neu động hoạt động bình thường cường độ hiệu dụng cuộn dây sơ cấp A 0,8 A B 0,9375 A C 3,75 A D 0,75 A Bài 27: Một máy biến thể có tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp 5, hiệu suất 96% nhận công suất 10 (kW) cuộn sơ cấp hiệu thể hai đầu sơ cấp (kV), hệ số công suất mạch thứ cấp 0,8 cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp A 30 (A) B 40 (A) C 50 (A) D 60 (A) Bài 28: Máy biến áp tự ngẫu dùng cho tải có cơng suất nhỏ máy biến áp có cuộn dây Biến thể tự ngẫu cuộn ab gồm 1000 vòng Vòng dây thứ 320 kể từ a nối với chốt c Người ta nối a, b với mạng điện xoay chiều thành phố (cuộn ab lúc gọi cuộn sơ cấp) nối bc với tải tiêu thụ R dịng qua tải có cường độ hiệu dụng 10 (A) (đoạn bc lúc gọi cuộn thứ cấp) Tính dịng điện đưa vào biến Bỏ qua hao phí biến A 6,6 A B 6,J A C 6,8 A D 3,2 A Bài 29: Máy biến áp tự ngẫu dùng cho tải có cơng suất nhỏ máy biến áp có cuộn dây Biến thể tự ngẫu cuộn ab gồm 1000 vòng Vòng dây thứ 320 kế từ a nối với chốt c Người ta nối a, b với mạng điện xoay chiều thành phố (cuộn ab lúc gọi cuộn sơ cấp) nối bc với tải tiêu thụ điện áp hiệu dụng hai đầu tải 149,6 (V) (đoạn bc lúc gọi cuộn thứ cấp) Tính điện áp đưa vào biến A 220V B 160 V C 104 V D 400V Bài 30: Một máy biến áp có lõi đổi xứng gồm ba nhánh có hai nhánh quấn hai cuộn dây Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều đường sức từ sinh khơng bị ngồi chia cho hai nhánh lại Khi mắc cuộn (có 1000 vịng) vào điện áp hiệu dụng 60 V cuộn (có 2000 vịng) để hở có điện áp hiệu dụng A 15 V B V C 60 V D 40 V Bài 31 : Một máy biến áp có lõi sắt gồm n nhánh đối xứng nhung có nhánh quấn dây (mỗi nhánh cuộn dây có số vịng khác nhau) Coi hao phí máy nhỏ Khi điện áp xoay chiều có giá tri hiệu dụng U mắc vào cuộn (có số vịng N 1) điện áp đo cuộn (có số vịng N2) để hở U2 Tính U2 theo U, N1, N2 n N2 N1 N2 nN1 A U = U1 B U = U1 C U = U1 D U = U1 n − N2 nN1 N2 ( 1) N1 Bài 32: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm ba nhánh có hai nhánh quấn hai cuộn dây Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều đường sức từ sinh khơng bị ngồi chia cho hai nhánh lại Khi mắc cuộn vào điện áp hiệu dụng 60 V cuộn để hở có điện áp hiệu dụng U2 Khi mức cuộn với điện áp hiệu dụng U2 điện áp hiệu dụng cuộn để hở A 15 V B 60 V C 30 V D 40 V Bài 33: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm ba nhánh có hai nhánh quấn hai cuộn dây Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều đường sức từ sinh khơng bị ngồi chia cho hai nhánh cịn lại Khi mắc cuộn vào điện áp hiệu dụng 60 V cuộn để hở có điện áp hiệu dụng U2 Khi mức cuộn với điện áp hiệu dụng 3U2 điện áp hiệu dụng cuộn để hở A 15V B 60V C 30V D 45V Bài 34: Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm n nhánh nhung có hai nhánh quấn hai cuộn dây Khi mắc cuộn dây vào điện áp xoay chiều đường sức từ sinh khơng bị ngồi chia cho hai nhánh cịn lại Khi mắc cuộn vào điện áp hiệu dụng U cuộn để hở có điện áp hiệu dụng U Khi mức cuộn với điện áp hiệu dụng U2 điện áp hiệu dụng cuộn để hở A U(n + l)−2 B U(n − l)−2 C Un−2 D U(n − l)−1 Bài 35: Một nhà máy phát điện có cơng suất 36 (MW), điện áp hai cực máy phát (kV) Người ta nối hai cực máy phát với cuộn sơ cấp máy tăng thế, số vòng dây cuộn thứ cấp máy biến áp gấp 50 lần số vòng dây cuộn sơ cấp Hiệu suất máy biến áp 90% Biết hệ số công suất cuộn thứ cấp 0,9 Xác định dòng điện hiệu dụng nhận cuộn thứ cấp A 180 A B 160 A C 140 A D 120 A Bài 36: Một máy biến áp có số vịng dây cuộn sơ cấp gấp lần số vòng dây cuộn thứ cấp, hiệu suất 96% nhận công suất 10 (kW) cuộn sơ cấp hiệu hai đầu sơ cấp (kV) Nếu hệ số công suất mạch thứ cấp 0,8 cường độ dịng điện chạy cuộn thứ cấp là: A 60 A B 40A C 30 A D 50 A Bài 37: Cho máy biến áp có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 150 vịng, cuộn thứ cấp có 300 vòng Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100 V Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở hoạt động 100 Ω cảm kháng 100 Ω Dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp A 4/2 A B 0,6 A C 2,5 A D A Bài 38: Cho máy biến áp có hiệu suất 95%, số vịng dây cuộn sơ cấp gấp 10 lần số vòng dây cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp nối với điện áp xoay chiều cường độ hiệu dụng dòng xoay chiều chạy qua cuộn thứ cấp 1,9 A Biết hệ số công suất cuộn sơ cấp thứ cấp Dòng điện hiệu dụng qua cuộn sơ cấp A 0,34 A B 0,2 A C 3,43 A D 20 A Bài 39: Cuộn sơ cấp máy biến áp cuộn sơ cấp có N1 = 1100 vịng cuộn thứ cấp có N2 = 2200 vịng, điện trở cuộn dây không đáng kể Dùng dây dẫn có tổng điện trở R để nối hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng ổn định U1 = 130 V khơng nối tải điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp U = 240 V Tỉ số điện trở R cảm kháng ZL cuộn sơ cấp A 0,19 B 0,15 C 0,42 D 1,2 Bài 40: Cuộn sơ cấp máy biến áp cuộn sơ cấp có N = 1000 vịng cuộn thứ cấp có N2 = 2000 vịng Hiệu điện thể hiệu dụng cuôn sơ cấp U1 = 110V cuộn thứ cấp để hở U2 = 216 V Tỉ số điện trở R cảm kháng Z L cuộn sơ cấp A 0,19 B 0,15 C 0,1 D 1,2 Bài 41: Cuộn sơ cấp máy biến áp cuộn sơ cấp có N = 1000 vịng cuộn thứ cấp có N = 2000 vịng Hiệu điện hiệu dụng cn sơ cấp U = 226 V cuộn thứ cấp để hở U = 448 V Tỉ số điện trở R cảm kháng Z L cuộn sơ cấp A 0,19 B 0,134 C 0,154 D 1,2 Bài 42: Đặt điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng U1 = 170 V vào cuộn sơ cấp máy hạ áp có tì số vịng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp lần Biết cuộn sơ cấp có cảm kháng gấp 13 điện trở Mạch từ khép kín, hao phí khơng đáng kể Điện áp hiệu dụng U2 hai đầu cuộn thứ cấp để hở A 42,4 V B 42,5 V C 12,2 V D 13,2 V Bài 43: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bố qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vịng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điện áp 2U Điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn thứ cấp lúc đầu A 1,8U B 1,5U C 2U D 2,5U Bài 44: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vòng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điện áp 2U Số vịng dây cuộn thứ cấp lúc đầu A l,5n B 3n C 2n D 4n Bài 45: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 90 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vịng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điện áp 2U Nếu tăng thêm 2n vịng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn A 100 V B 200 V C 220V D 150 V Bài 46: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 90 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bót n vịng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vịng dây điện áp 2U Nếu giảm bớt 2n vịng dây cuộn thứ cấp điện áp hiệu dụng hai đầu để hở cuộn A 30 V B 200V C 220 V D 150 V Bài 47: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U khơng đổi điện áp hai đầu cuộn thứ cấp để hở 20 V Nếu nguyên số vòng cuộn sơ cấp, giảm số vịng cuộn thứ cấp 100 vịng điện áp hai đầu cuộn thứ cấp 18 V Nếu giữ nguyên số vòng cuộn thứ cấp, giảm số vịng cuộn sơ cấp 100 vịng điện áp hiệu dụng cuộn thứ cấp 25 V Tính U A 12,5 V B 30 V C 10 V D 40 V Bài 48: Một máy biến áp lí tưởng lúc sản xuất có tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp thứ cấp Sau thời gian sử dụng lớp cách điện nên có x vịng dây cuộn thứ cấp bị nối tắt tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp thứ cấp 2,5 Để xác định x người ta quấn thêm vào cuộn thứ cấp 135 vịng dây thấy tỉ số điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp thứ cấp 1,6 Số vòng dây bị nối tắt A x = 50 vòng B x = 60 vòng C x = 80 vòng D x = 40 vòng Bài 49: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp M điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 600 V Khi nối hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp M2 vào hai đầu cuộn thứ cấp M1 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp M để hở 12,5 V Khi nối hai đầu cuộn thứ cấp M với hai đầu cuộn thứ cấp M điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp M để hở 50 V Bỏ qua hao phí M1 có tỉ số số vòng dây cuộn sơ cấp số vòng cuộn thứ cấp là: A B 15 C 16 D 24 Bài 50: Đặt điện áp xoay chiều có tần số f thay đơi giá trị hiệu dụng 30 V vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí A tưởng có tổng số vòng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp 2200 vòng Nối hai đầu cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB (hình vẽ);trong đó, điện trở R = 10 3Ω , cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,2 H tụ điện có điện dung C = (mF) Thay đổi f vịn kế (lí tưởng) giá trị cực đại 76,4 V (lấy 350 / 21 V) Số vòng dây cuộn thứ A 400 vòng B 1540 vòng C 550 vòng D 660 vòng 1.A 11.A 21.B 31.D 41.B 2.B 12.C 22.A 32.A 42.A 3.B 13.A 23.C 33.D 43.B 4.B 14.B 24.A 34.B 44.B 5.B 15.C 25.B 35.A 45.D ĐÁP ÁN 6.C 16.B 26.D 36.A 46.A 7.C 17.A 27.D 37.C 47.C HẾT - 8.A 18.C 28.C 38.B 48.B 9.D 19.A 29.A 39.C 49.D 10.D 20.C 30.C 40.A 50.B ... N1 U2 < U1, ta gọi máy biến áp máy hạ áp P2 U I cos ϕ2 = Hiệu suât máy biến áp: H = Hiệu suất máy biến áp thực tế đạt tới 98 ÷ 99% P1 U1 I1 Nếu hao phí điện máy biến áp không đáng kể cuộn thứ... A 40 40 B 40 00 C 3000 D 40 20 Bài 12: Cuộn sơ cấp máy biến áp có 900 vịng dây mắc vào mạng điện127V Cuộn thứ cấp có điện áp 6,3V mắc vào điện trở dịng điện chạy qua A Bỏ qua hao phí máy biến áp. .. đại 76 ,4 V (lấy 350 / 21 V) Số vòng dây cuộn thứ A 40 0 vòng B 1 540 vòng C 550 vòng D 660 vòng 1.A 11.A 21.B 31.D 41 .B 2.B 12. C 22.A 32.A 42 .A 3.B 13.A 23.C 33.D 43 .B 4. B 14. B 24. A 34. B 44 .B 5.B