Bài tập máy biến thế, máy biến thế

1. 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
Giáo viên hướng dẫn:
Trương Đình Toà
TP HCM , 12/12/2013
Mục Lục
1

2. 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:........................................................................................................................................4
4.1.1 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...................................................................................................6
4.2.2. 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

3. 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

4. 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 U 2đm 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 I 2đm 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

5. 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
A
x
w1
X
B
C
y
z
w2
5
a
Y
b
Z
c

6. - 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 u 1 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

7. ε
dΦ
dt
1= -N1
ε
dΦ
dt
2= -N2
- Dây quấn thứ cấp nối với tải. Dưới tác động của suất điện động e 2 cảm ứng
sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp u 2. 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 :
ε
dΦ max sin ωt
dt
= - ωN1Φmaxcosωt
1 = -N1
=2πfN1Φmaxsin(ωt-π/2) =
= 4,44fN1Φmax 2 sin(ωt-π/2) =
ε
2 E1sin(ωt-π/2)
dΦ max sin ωt
dt
= - ωN2Φmaxcosωt = 2πfN2Φmaxsin(ωt-π/2) =
2 = -N2
= 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 k =
U p1
U p2
=
N1
N2
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

8. 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: ε 0 = −
∆φ
∆t
Suất điện động trên một cuộn sơ cấp là: ε1 = N1.ε 0
Suất điện động trên cuộn thứ cấp: ε1 = N 2 .ε 0
=> Tỉ số điện áp 2 đầu cuộn thứ cấp bằng tỉ số vòng dây của 2 cuộn tương ứng
ε1 N 2
=
ε 2 N1
Tỉ số
ε1
không đổi theo thời gian nên ta có thể thay bằng giá trị hiệu dụng ta
ε2
được
ε1 N 2
=
(1)
ε 2 N1
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 được
N2 U 2
=
N1 U1
(*)
• 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.
P = P2 ⇔ U1I1 = U 2 I 2 ⇒
1
Từ (*) và (**) ta có
U1 I 2
=
(**)
U 2 I1
U1 N1 I 2
=
=
U 2 N 2 I1
8

9. 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.cos ϕ (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) =>
P
=I
U.cos ϕ
Theo hiệu ứng nhiệt Jun- Lenxơ công suất hao phí ΔP dưới dạng tỏa nhiệt vào khí
quyển ta có :
2
 P 
P 2 .R
∆P = 
÷ .R =
(U.cosϕ ) 2
 U.cos 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
 P 
P 2 .R
∆P = 
.R =
÷
(U.cosϕ ) 2
 U.cos 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.
Do R = ρ
l
nên để giảm R thì cần phải tăng tiết diện S của dây dẫn. Phương
S
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

10. 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:
ε=
ε 0 2π fNφ0 2π .50.800.2, 4.10−3
=
=
≈ 426,5V ⇒ chọn C
2
2
2
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 :
N2 U2
220 1000
=
⇒
=
⇒ N 2 = 2200 ⇒ chọn D
N1 U1
484
N2
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 .
U1 N1 − 2n
=
U2
N2
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

11. 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
N1 110 1
=
=
=> N2 = 2N1 (1) Với N1 = 110 x1,2 = 132 vòng
N 2 220 2
Gọi n là số vòng dây bị cuốn ngược. Khi đó ta có
N1 − 2n 110
N − 2n 110
=
⇒ 1
=
(2)
N2
264
2N1
264
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 – n ε 0 = (N1 – 2n) ε 0 với ε 0 suất điện động cảm ứng xuất hiện ở
mỗi vòng dây.
ε 2 = N2 ε 0
N1 − 2n ε 1 E1 U1
N − 2 n 110
= =
=
⇒ 1
=
Do đó
N2
ε 2 E2 U 2
N2
264
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 :
U1 N1 − 2n
5 100 − 20
=
⇒
=
⇒ U 2 = 9,375 (V) ⇒ chọn B
U2
N2
U2
150
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

12. 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 :
U1 N1 I 2
N
=
= ⇒ I1 = I 2 2 = 0, 05 A ⇒ Chọn A
U 2 N 2 I1
N1
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
•
I12 U 2
10
1
=
⇒ I12 = 0,5.
= ( A)
I 2 U1
220 44
•
I13 U 3 n3
25
5
5
1
=
= =
=
⇒ I13 = 1, 2.
= ( A)
I 3 U1 n1 1320 264
264 44
⇒ I1 = I12 + I13 =
2
1
=
= 0, 045( A)
44 22
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
Hướng dẫn::
12
D.0,8A

13. Vì máy biến áp lí tưởng và cuộn thứ cấp nối với R nên ta áp dụng công thức:
N
U

U 2 = 2 U1 = 100(V ) ⇒ I 2 = 2 = 0,5 A

N1
r
U1 N1 I 2

=
= ⇒
⇒ chọn A
U 2 N 2 I1
 I = N 2 I = 0, 25( A)
1
2

N1

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:
 N2 U 2
N = U
U
U

1
Psc = Ptc = U1 I1 = U 2 I 2 + U 3 I 3  1
I2 = 2 , I3 = 3
R
R′
U 3 = N 3
 U1 N1

U
N
I
U
N
I
3
3
1
1
2
1
Nếu áp dụng công thức U = N = I , U = N = I thì dẫn đến kết quả sai.
2
2
1
1
1
3
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
Hướng dẫn:
Ta có:
13
D.110V

14.  N 2 100
N = U
1
 1
 N2 − n U 
=


U1 
N2 U 2
N2 + n
N
 N1
=
⇒
⇒n= 2
 chọn B
⇒ 2=
N1 U1
N2 − n
3
 N 2 + n = 2U 
 N1
U1 


 N 2 + 3n = U ' = 2. N 2 ⇒ U ' = 2. 100 ⇒ U = 200V
1
 N1
U1
N1
U1
U1

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:
N2 U 2 U 2 '
=
;
=
N1 U1 U1
⇒
N2
3 = 2 . N2
N1
3 N1
N2 −
U2 ' 2
U ' 2
= ⇒ 2 = ⇒ U 2 ' = 200V
U2 3
300 3
 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
Hướng dẫn :
Ta có:
N1 U1
220 1000
=
⇒
=
⇒ N 2 = 2200 ⇒ chọn D
N2 U 2
484
N2
14
D.2200

15. 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:
U1M = U 2M và U 2M = 12,5V .
2
1
(1)
2
TH2: Nối hai đầu cuộn thứ cấp của M2 với hai đầu cuộn thứ cấp của M1 thì:
'
U1M = U 2M và U '2M = 50V .
2
1
Ta có:
'
U1M .U1M
2
U 2M .U
2
(2)
2
2
'
2M2
=1
(3)
Thay (1) và (2) vào (3) ta được:
Vậy:
U2
2M
1
50.12,5
= 1 ⇒ U 2M = 50.12,5 = 25V
1
N1 U1M1 200
=
=
= 8 => Chọn A
N 2 U 2M1
25
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

16. A.100 vòng dây
B. 84 vòng dây
C. 60 vòng dây
D. 40 vòng dây
Hướng dẫn:
Theo đề bài ta có: N1 = 2N 2
 N 2 − x − 24 N 2 − x − 24 U 2
=
=
= 0, 43

N1
2N 2
U1

Mặt khác 
 N 2 − x = N 2 − x = U 2 = 0, 45
 N1
2N 2
U1

⇒ 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:
 U1 N1
=

100 N 2

 U1 N1
=
 U1
N1

Ta có  =
=> 100 N 2
 U N2 − n
 2N − 2n = N + n
 1
1
 U1
N1
=

 2U N 2 + n
U
N
N
 U1 N1
=

=> 100 N 2
 N = 3n
 1
U
1
1
1
1
Xét U = N + 3n = 2N = 2.100 ⇒ U 2 = 200V
2
2
2
=> 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 th́ấy phát hiện trong cuộn thứ cấp có 40 ṿòng 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

17. 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:
N1
U
= N − 80 => 1,92N1 = 2N1 – 80 => N1 = 1000 vòng
1,92U
2
=> 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:
 N 2 100
N = U
1
 1
 N2
U 
=


N2 U 2
N1 + n
N
 N + n U1 
=
⇒ 1
⇒n= 1
 chọn B
⇒2=
N1 U1
N1 − n
3
 N 2 = 2U 
 N1 − n U1 


 N1 + 2n = U1 = 5 . N1 ⇒ U1 = 5 . U1 ⇒ U ' = 60V
 N2
U ' 3 N2
U ' 3 100

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

18. 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:
 N 2 20

N =U
 5 N + 60

1
2
 1
⇒ N 2 = 240
⇒ =
 N 2 + 60 25  4
N2
N2 U 2
=
=
⇒
N1
U1 
N1 U1


 N 2 − 90 U ' 240 − 90 150 N 2
U ' 150 20
=
=
=
⇒
=
. ⇒ U ' = 12,5V

U1
N1
240 N1
U1 240 U1
 N1
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 r 1≈ 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 :
U
U
1
1
Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở: U = 10 → U 2 = 10 = 22V = E2
2
E
2
Cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp khi nối với điên trở R: I 2 = R + r = 1A
2
Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp: U’2 = I 2 .R = 20V.
 Chọn 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

19. 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 :
Gọi lần lượt dòng điện trong cuộn thứ cấp thứ 1 và thứ 2 lần lượt là I12, I22.
Cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp:
I2 = I12 + I22.
Ta có:
N12 U12
U .N
440.220
=
⇒ U12 = 1 12 =
= 88V .
N1 U1
N1
1100
U
88
12
 I12 = R = 10 = 8,8 A
1
N 22 U 22
U .N
220.220
=
⇒ U 22 = 1 22 =
= 44V
N1
U1
N1
1100
I 22 =

U 22 44
=
= 6.2 A .
R1
7
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
(H). Cường độ dòng diên hiệu dụng
π
mạch sơ cấp nhận giá trị:
A. 5A
B.10A
C. 2A
D.2,5A
Hướng dẫn:
N2 U2
100 100
=
⇒
=
⇒ U 2 = 200(V ) ⇒ I 2 =
N1 U1
U 2 200
I 22 R
8.50
H=
⇒ 0,8 =
⇒ I1 = 5( A)
U1 I1
100.I1
19
U2
R + Z 2L
2
= 2 2( A)

20.  Chọn A
Câu 2: Một máy biến áp lý tưởng có cuộn sơ cấp N 1=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’=10 Ω . 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:
400 1000
U 2 20
 N2 U 2
 N = U ⇒ U = 50 ⇒ U 2 = 20(V ) ⇒ I 2 = R = 40 = 0,5( A)
 1
1
2

U 3 = N 3 ⇒ 400 = 1000 ⇒ U = 40(V ) ⇒ I = U 3 = 40 = 4( A)
3
3
 U1 N1
U3
100
R ' 10

Psc = Ptc ⇒ U1 I1 = U 2 I 2 + U 3 I 3 ⇒ 400.I1 = 20.0,5 + 40.4 ⇒ I1 = 0, 425 A
 Chọn C
N2
Chú ý: khi cho biết U1, N1 , H và mạch thứ cấp nối RLC, để tính P1,P2 ta làm như sau:
N2
U2

U 2 = N .U1 ⇒ I 2 =
R 2 + (Z L − ZC )2
1


 P − I 2 .R; H = P2 ⇒ P = ?
1
 2 2
P

1
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 120 Ω . Công suất mạch sơ cấp là :
A.150W
B.360W
C.250W
Hướng dẫn :
20
D.400W

21. N2 U 2
150 200
=
⇒
=
⇒ U 2 = 300(V )
N1 U1
U 2 400
U 2 2 .R
3002.90
⇒ P2 − I 2 .R =
= 2
= 360(W)
2
( R 2 + Z L 2 ) 2 90 + 120
2
H=
P2
360
⇒ 0,9 =
⇒ P = 400(W)
1
P
P
1
1
 Chọn D
Chú ý: Nếu mạch thứ cấp nối với các bóng đền giống nhau (U đ – Pđ) gồm n dây
mắc song song, trên mỗi dây có n bóng mà các bóng đèn đều sáng bình thường thì:
 P2 = m.n.Pd
 N2 U 2
=


Pd

 N1 U1
⇒
 I 2 = m.I d = m.
Ud

 H = P2 = P2
U 2 = nU d

P U1 .I1
.

1

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:
 P2 = m.n.Pd = 20.18 = 360(W)
220 48
 N2 U 2

 N = U ⇒ 1100 = U ⇒ U1 = 240(V )
Pd
18


1
1
= 5. = 7,5( A) ⇒  1
 I 2 = m.I d = m.
Ud
12

 H = P2 = P2 ⇒ 0,96 = 360 ⇒ I = 1,5625( A)
1
U 2 = nU d = 4.12 = 48(V )

P U1.I1
240.I1
.

1

 Chọn A
Chú ý : Nếu mạch thứ cấp nối với động cơ điện ( P = U .I .cosϕ ) bình thường thì
21

22.  P2 = P
 N2 U 2

N =U
P


1
⇒ 1
I2 = I =
U .cosϕ

 H = P2 = P2
U 2 = U

P U1.I1

1

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 :
U1
 P2 = P = 396(W)
 N2 U2

 N = U ⇒ 220 = 2,5 ⇒ U1 = 550(V )
P
396


1
=
= 2, 25( A) ⇒  1
I2 = I =
U .cosϕ 220.0,8

 H = P2 = P2 ⇒ 0,9 = 396 ⇒ I = 0,8( A)
1
U 2 = U = 220(V )

P U1.I1
550.I1

1

 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:
U1
 P2 = P = 440(W)
 N2 U 2

 N = U ⇒ 220 = 2,5 ⇒ U1 = 550(V )
P
440


1
=
= 2,5( A) ⇒  1
I2 = I =
P2
U .cosϕ 220.0,8

 H = = P2 ⇒ 1 = 440 ⇒ I = 0,8( A)
1
U 2 = U = 220(V )

P U1.I1
550.I1

1

 Chọn A
22

23. U
N
I
U
N
I
1
1
2
Chú ý: Nếu áp dụng công thức U = N = I thì tìm ra kết quả sai I1= 1A. trong
2
2
1
1
1
2
trường hợp này công thức trên phải là U = N = I cosϕ
2
2
1
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:
U 1 U 1'
120 3U 2
'
'
'
.
= U 2U 2 =>
.
= U 2U 2 => U 2 = 22,5(V )
n −1 n −1
5 −1 5 −1
=>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 U 1 phân bố trên R và trên cuộn cảm thuần L:



U 
2
2 Z
U 1 = U R + U L => U 12 = U R + U L  L = L 
 R U 

R 
Chỉ có thành phần UL gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ nên công thức máy biến áp
lúc này là:
U 1 N1
=
U2 N2
Câu 8: Cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng cuộn sơ cấp có N 1 = 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 U 2 =
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
23
D. 0,025

24. Hướng dẫn:
Ta có:
U L N1
U
1100
=
⇒ L =
⇒ U L = 80(V )
U2 N2
160 2200
2
2
2
U12 = U L + U R ⇒ 822 = 802 + U R ⇒ U R = 18(V ) ⇒
R UR
=
= 0, 225
ZL UL
 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:
UL ZL 4
3
=
= => U R = U L
UR
R 3
4
2
 2
3 2
2
2
2
2
U1 = U L + U R => 40 = U L +  ÷ U L => U L = 32(V )

4

U L N1
32 1100

=
=>
=
=> U 2 = 64(V )

U 2 N2
U 2 2200

 Chọn C.
Chú ý:
• Khi máy biến áp có số vòng dây ở cuộn sơ cấp thay đổi ta dùng:
N1
 U1
 U =N

2
2
U
N1 ± n
 1 =
'
U 2
N2

24

25. •
Khi máy biến áp có số vòng dây ở cuộn thứ cấp thay đổi ta dùng :
 U 2 N1
 U =N

1
2
U
N2 ± n
2
 ' =
U1
N1

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 r 1 ≈ 0 và cuộn thứ cấp r 2 ≈ 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: U 2 =
U1
= 22V = E2
10
E
2
Cường độ dòng điện qua cuộn thứ cấp khi nối với điên trở R: I 2 = R + r = 1A
2
Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuôn thứ cấp U’2 = I 2 .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.
Hướng dẫn:
Cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp là: I 2 = 2.
Vậy cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp là:
I2
= k ⇒ I1 = k .I 2 = 20.1 = 20 A
I1
 Chọn D.
25
P
6
= 2. = 1A
U
12
D. 20 A.

26. 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:
1000 6250
 N2 U 2
 N = U ⇒ U = 1250 ⇒ U 2 = 200(V )
 1
1
2

 H = P2 = U 2 .I 2 .cosϕ ⇒ 0,96 = 200.I 2 .0,8 ⇒ I = 60( A)
2

P
P
9600

1
1
 chọn C:
Câu 2 : Một máy biến áp có tỉ số vòng dây
N1
= 5 , hiệu suất 96% nhận một
N2
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 :
P2
= 0,96 ⇒ P2 = 0.96.10 = 9, 6(kW) = 9600(W)
P
1
Do với máy biến áp ta luôn có
Từ đó P2 = U 2 I 2 cosϕ ⇒ I 2 =
N2 U 2
U
=
= 5 ⇒ U 2 = 1 = 200V
N1 U1
5
P2
9600
=
= 60 A
U 2 cosϕ 200.0,8
Vậy cường độ dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy biến áp là 60A
26

27. 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% .
2
Từ công thức Phphi
P2
P  U  100 − 80
=
⇒ 1 = 2 ÷ =
⇒ U 2 = 2U1 = 4kW
2
(Ucosϕ )
P2  U1  100 − 95
 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 :
P2
a) Ta có: ∆ P = RI = R 2 = 60000 W = 60 kW;
U
2
H=
P − ∆P
= 0,5 = 50%;
P
∆ U = IR =
P
.R = 600 V và U1 = U – ∆ U = 600 V.
U
27

28. b) U’ = 10U = 12000V; ∆ P’ = RI’2 = R
P − ∆P′
P2
= 600 W; H’ =
= 0,995 = 99,5%.
P
U2
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.
∆P1 = P12
R
U 12
Với P1 = P + ∆P1; P1 = I1U1
∆P2 = P22
R
2
U2
Với P2= P + ∆P2. Độ giảm điện thế trên đường dây khi chưa tăng điện áp
0,15U 12
∆U = I 1 R = 0,15U 1 => ∆R =
P1
2
2
∆P1 P1 U 2
U
P
= 2 2 = 100 => 2 = 10 2
∆P2 P2 U 1
U1
P1
 P2 = P + ∆P2 = P + 0,01∆P1 = P + ∆P1 − 0,99∆P1

P1 = P + ∆P1

Mặt khác ∆P1=0,15P1 vì
28

29. 0,15U 12
P1
R
∆P1 = P12 2 = P12
= 0.15 P1
U1
U 12
Do đó:
U2
P
P − 0,99.0,15P1
= 10 2 = 10 1
= 8,515
U1
P1
P1
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 r 1 = 0Ω và cuộn thứ cấp là r 2 = 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
Hướng dẫn:
N
i
Ta có: H = N =
tp
P − ∆P
P2
.R
; Với: ∆P = 2
P
U cos 2 ϕ
∆P1

 P1 = 1 − H

1
Suy ra: 
∆P2
 P2 =

1− H2

∆P
∆P
1
2
 (1 − H ) H = (1 − H ) H
1
1
2
2
Công suất tại nơi tiêu thụ không đổi. P = P1.H1=P2.H2
2
U2
(1 − H 1 ) H 1
U =
Nên ta có:  2 =
(1 − H 2 ) H 2  2
U1
(1 − H 1 ) H 1 U
(1 − H 2 ) H 2 1
Hiệu suất của máy biến thế chính là hiệu suất của nguồn điện E2
29
D. H = 0,81

30. '
PR U 2 20
H=
=
=
= 0,90909 ≈ 0,91
PE E 2 22
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:
k=
N 2 6600
=
= 30
N1
220
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 : k =
U1 10000
=
= 100
U2
100
U
N
1
1
Số vòng dây của cuộn thứ cấp là: k = U = N
2
2
 N2 =
N1 21000
=
= 210 vòng
k
100
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.
Hướng dẫn:
Nếu cuộn 1 là cuộn sơ cấp, cuộn 2 là cuộn thứ cấp thì:
Tỷ số máy biến áp: k =
U1 110
=
= 0,5
U 2 220
30
C. 45V. D. 55 V.

31. 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 cos ϕ = 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:
2
Công suất hao phí khi chưa tăng điện áp: ∆P = P1 .
1
R
U12
Với P = P + ∆P1; P1 = I1.U1
1
2
Công suất hao phí khi tăng điện áp: ∆P2 = P2 .
R
U 22
Với P2 = P + ∆P2
Độ giảm thế trên đường dây khi chưa tăng điện áp:
∆U = I1.R = 0,15U1 ⇒ ∆R =
0,15.U12
P
1
∆P P 2 .U 2 2
U
P
1
= 1 2 2 = 100 ⇒ 2 = 10. 2
∆P2 P2 .U1
U1
P
1
P2 = P + ∆P2 = P + 0, 01∆P = P + ∆P − 0,99 P + ∆P2
1
1
1
Mặt khác ∆P = 0,15.P1 vì:
1
0,15.U12
R
P
1
∆P = P 2 . 2 = P 2 .
= 0,15 P
1
1
1
1
U1
U12
Do đó:
U2
P
P − 0,99.∆P
1
= 10. 2 = 10. 1
= 8,515
U1
P
P
1
1
Vậy U2 = 8,515.U1
 Chọn A.
31

32. Câu 11: Một máy hạ thế có tỉ số k =
N1
. Điện trở của cuộn sơ cấp là r1, điện
N2
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. H =
k 2 .R
.
k 2 ( r1 + R ) + r1
B. H =
k 2 .R
.
k 2 ( r1 + R ) + r2
C. H =
k 2 .R
k 2 ( r2 + R ) + r1
D. H =
k 2 .R
.
k 2 ( r2 + R ) + r2
Hướng dẫn:
2
2
Ta có: U1.I1 = r1.I1 + r2 .I 2 + U 2 .I 2 .cosϕ
Với U 2 .I 2 .cosϕ = R.I 22 (1)
Và
N1 I 2
= = k (2)
N 2 I1
Suy ra: k .I1 = I 2 và H =
I 2 2 .R
(3)
U1.I1
Thế (1) và (2) vào (3) suy ra: H =
k 2 .R
k 2 ( r2 + R ) + r1
 Chọn C.
32

33. 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

34. 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