Máy biến thế

Chuyên đề môn Vật lý lớp 9

Chuyên đề Vật lý lớp 9: Máy biến thế được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Vật lý lớp 9 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo chi tiết và tải về bài viết dưới đây nhé.

Chuyên đề: Máy biến thế

A. Lý thuyết
1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế
2. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế
3. Vai trò của máy biến thế trong truyền tải điện năng đi xa
B. Trắc nghiệm & Tự luận

Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm về giảng dạy và học tập các môn học lớp 9, VnDoc mời các thầy cô giáo, các bậc phụ huynh và các bạn học sinh truy cập nhóm riêng dành cho lớp 9 sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp 9. Rất mong nhận được sự ủng hộ của các thầy cô và các bạn.

A. Lý thuyết

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế

a) Cấu tạo của máy biến thế

Máy biến thế là thiết bị dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều.

chuyên đề vật lý 9

Bộ phận chính của máy biến thế gồm:

- Hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau, đặt cách điện với nhau. Cuộn dây nối với mạng điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây lấy hiệu điện thế ra sử dụng gọi là cuộn thứ cấp.

- Một lõi sắt hay thép có pha Silic gồm nhiều lá mỏng ghép cách điện với nhau.

b) Cơ chế hoạt động của máy biến thế

Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều.

2. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế

Gọi n₁, U₁ và n₂, U₂ lần lượt là số vòng dây và hiệu điện thế của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn:

$\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{n{ _2}}} = k$ $\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{n{ _2}}} = k$ (gọi là hệ số máy biến thế)

Lưu ý:

+ Nếu k > 1 (tức U₁ > U₂ hay n₁ > n₂) là máy hạ thế.

+ Nếu k < 1 (tức U₁ < U₂ hay n₁ < n₂) là máy tăng thế.

3. Vai trò của máy biến thế trong truyền tải điện năng đi xa

Để giảm hao phí trên đường dây tải điện cần có hiệu điện thế rất lớn (hàng trăm nghìn vôn) nhưng đến nơi sử dụng điện lại chỉ cần hiệu điện thế thích hợp (220V). Chính vì vậy máy biến thế có vai trò to lớn trong việc truyền tải điện năng đi xa. Ở hai đầu đường dây tải điện, người ta đặt hai loại máy biến thế có nhiệm vụ khác nhau: Đầu đường dây tải điện, đặt máy biến thế có nhiệm vụ tăng hiệu điện thế, đến nơi sử dụng điện đặt máy biến thế có nhiệm vụ giảm hiệu điện thế đến mức phù hợp.

chuyên đề vật lý 9

Chú ý: Máy biến thế chỉ có thể hoạt động được với dòng điện xoay chiều và không hoạt động được với dòng điện một chiều.

B. Trắc nghiệm & Tự luận

Câu 1: Các bộ phận chính của máy biến thế gồm:

A. Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau và nam châm điện.

B. Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau và một lõi sắt.

C. Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây giống nhau và nam châm vĩnh cửu.

D. Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây giống nhau và nam châm điện.

Hướng dẫn trả lời

Các bộ phận chính của máy biến thế:

+ Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau, đặt cách điện với nhau.

+ Một lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho cả hai cuộn dây

→ Đáp án B

Câu 2: Chọn phát biểu đúng

A. Khi một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của một máy biến thế thì ở cuộn dây thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều.

B. Máy biến thế có thể chạy bằng dòng điện một chiều.

C. Không thể dùng dòng điện xoay chiều để chạy máy biến thế mà dùng dòng điện một chiều để chạy máy biến thế.

D. Máy biến thế gồm một cuộn dây và một lõi sắt.

Hướng dẫn trả lời

Không thể dùng dòng điện không đổi (dòng điện một chiều) để chạy máy biến thế được. Máy biến thế gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau và một lõi sắt.

→ Đáp án A

Câu 3: Máy biến thế có cuộn dây:

A. Đưa điện vào là cuộn sơ cấp.	B. Đưa điện vào là cuộn sơ cấp.
C. Đưa điện vào là cuộn thứ cấp.	D. Lấy điện ra là cuộn sơ cấp.

Hướng dẫn trả lời

Máy biến thế có cuộn dây đưa điện vào là cuộn sơ cấp

→ Đáp án A

Câu 4: Phát biểu nào sau đây về máy biến thế là không đúng ?

A. Số vòng cuộn sơ cấp nhiều gấp n lần số vòng cuộn thứ cấp là máy hạ thế.

B. Số vòng cuộn thứ cấp ít hơn số vòng cuộn sơ cấp là máy tăng thế.

C. Số vòng cuộn thứ cấp nhiều gấp n lần số vòng cuộn sơ cấp là máy tăng thế.

D. Số vòng cuộn thứ cấp ít hơn số vòng cuộn sơ cấp là máy hạ thế.

Hướng dẫn trả lời

Số vòng cuộn thứ cấp ít hơn số vòng cuộn sơ cấp là máy hạ thế

→ Đáp án B

Câu 5: Máy biến thế là thiết bị:

A. Giữ hiệu điện thế không đổi.	B. Giữ cường độ dòng điện không đổi.
C. Biến đổi hiệu điện thế xoay chiều.	D. Biến đổi cường độ dòng điện không đổi.

Hướng dẫn trả lời

Máy biến thế là thiết bị biến đổi hiệu điện thế xoay chiều

→ Đáp án C

Câu 6: Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì từ trường trong lõi sắt từ sẽ:

A. Luôn giảm	B. Luôn tăng
C. Biến thiên	D. Không biến thiên

Hướng dẫn trả lời

Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì từ trường trong lõi sắt từ sẽ biến thiên

→ Đáp án C

Câu 7: Cuộn sơ cấp của máy biến thế có 4400 vòng, cuộn thứ cấp có 240 vòng. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều 220V thì ở hai đầu dây cuộn thứ cấp có hiệu điện thế là bao nhiêu?

A. 12

B. 16

C. 18

D. 24

Hướng dẫn trả lời

Ta có: $\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \Rightarrow {U_2} = \frac{{{n_2}.{U_1}}}{{{n_1}}} = \frac{{240.220}}{{4400}} = 12V$ $\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \Rightarrow {U_2} = \frac{{{n_2}.{U_1}}}{{{n_1}}} = \frac{{240.220}}{{4400}} = 12V$

→ Đáp án A

Câu 8: Một máy biến thế có hiệu điện thế cuộn sơ cấp là 220V, số vòng cuộn sơ cấp là 500 vòng, hiệu điện thế cuộn thứ cấp là 110V. Hỏi số vòng của cuộn thứ cấp là bao nhiêu vòng?

A. 220 vòng

B. 230 vòng

C. 240 vòng

D. 250 vòng

Hướng dẫn trả lời

Ta có: $\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \Rightarrow {n_2} = \frac{{{n_1}.{U_2}}}{{{U_1}}} = \frac{{500.110}}{{220}} = 250$ $\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \Rightarrow {n_2} = \frac{{{n_1}.{U_2}}}{{{U_1}}} = \frac{{500.110}}{{220}} = 250$ (vòng)

→ Đáp án D

Câu 9: Cuộn sơ cấp của một máy biến thế có N₁ = 5000 vòng, cuộn thứ cấp có N₂ = 625 vòng. Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào mạng điện có hiệu điện thế U₁ = 220V.

a) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp.

b) Tính dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp nếu nối hai đầu cuộn thứ cấp với điện trở 137,5 Ω

Coi điện năng không bị mất mát

Hướng dẫn trả lời

Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp:

$\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \Rightarrow {U_2} = \frac{{{n_2}.{U_1}}}{{{n_1}}} = \frac{{625.220}}{{5000}} = 27,5V$ $\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \Rightarrow {U_2} = \frac{{{n_2}.{U_1}}}{{{n_1}}} = \frac{{625.220}}{{5000}} = 27,5V$

Dòng điện qua cuộn thứ cấp:

${I_2} = \frac{{{U_2}}}{R} = \frac{{27,5}}{{137,5}} = 0,2V$ ${I_2} = \frac{{{U_2}}}{R} = \frac{{27,5}}{{137,5}} = 0,2V$

Câu 10: Mắc vôn kế vào hai đầu cuộn thứ cấp của một máy biến thế thì thấy vôn kế chỉ 9V. Biết hiệu điện thế của hai đầu cuộn sơ cấp là 360V. Hỏi:

a) Biến thế nói trên là biến thế tăng hay giảm thế?

b) Biết cuộn thứ cấp có 42 vòng. Tính số vòng dây ở cuộn sơ cấp.

Đáp án

a) Ta có U₂ = 9V, U₁ = 360V => U₁ > U₂

=> Máy biến thế có tác dụng giảm thế

b) Ta có: $\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \Rightarrow {n_1} = \frac{{{n_2}.{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{42.360}}{9} = 1680$ $\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \Rightarrow {n_1} = \frac{{{n_2}.{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{42.360}}{9} = 1680$(vòng)

Câu 11: Một máy biến thế có số vòng dây ở cuộc sơ cấp là 1000 vòng, cuộn thứ cấp là 1600 vòng. Đặt ở đầu đường dây tải điện để truyền đi một công suất là 1100KW biết hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp là 110V.
a) Tính hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp
b) Cho R = 50 ôm. Tính công suất hao phí do tỏa nhiệt đường dây.

Hướng dẫn trả lời

N₁ = 1000 vòng

N₂ = 1600 vòng

U₂ = 110kW = 110000 V

a. $\frac{{{U_1}}}{{{{U}_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \Rightarrow {U_2} = \frac{{{U_2}.{N_1}}}{{{N_2}}} = 68750\left( V \right)$ $\frac{{{U_1}}}{{{{U}_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \Rightarrow {U_2} = \frac{{{U_2}.{N_1}}}{{{N_2}}} = 68750\left( V \right)$

b. P₂ = 50Ω

ΔP = I₂² . R

ΔP = ${\left( {\frac{P}{{{U_2}}}} \right)^2}.R = {\left( {\frac{{{{1100.10}^3}}}{{{{110.10}^2}}}} \right)^2}.50 = 5000\left( W \right)$ ${\left( {\frac{P}{{{U_2}}}} \right)^2}.R = {\left( {\frac{{{{1100.10}^3}}}{{{{110.10}^2}}}} \right)^2}.50 = 5000\left( W \right)$

Câu 12: Một máy biến thế gồm cuộn sơ cấp 500 vòng, cuộn thứ cấp 25000 vòng. Hiệu điện thế đặt vào hai cuộn sơ cấp là 5000V. Tính hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp?

Hướng dẫn trả lời

U₁ = 5000 V

N₁ = 500 vòng

N₂ = 25000 vòng

Ta có:
U1/U2 = N1/N2
<=> 5000/U2 = 5000/2500
=> U2= (5000.2500)/5000= 2500 (V)
Đáp số: 2500V

---------------------------------------------------------------

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn lý thuyết Vật lý 9: Máy biến thế. Chắc hẳn qua bài viết bạn đọc đã nắm được những ý chính cũng như trau dồi được nội dung kiến thức của bài học rồi đúng không ạ? Bài viết cho chúng ta thấy được cấu tạo, cách thức hoạt động, vai trò và tác dụng của máy biến thế. Kèm theo đó là những câu hỏi trắc nghiệm và tự luận về máy biến thế. Hi vọng qua bài viết bạn đọc có thể học tập tốt hơn môn Vật lý lớp 9 nhé. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh cùng tham khảo thêm một số tài liệu học tập các môn về Chuyên đề Vật lý 9, Giải bài tập Vật lý lớp 9, Giải bài tập Vật Lí 9, Tài liệu học tập lớp 9 mà VnDoc tổng hợp và giới thiệu tới các bạn đọc