Máy biến thế là gì ? Máy biến thế có tác dụng gì ? Để trả lời các câu hỏi này, Tech12h xin chia sẻ với các bạn bài Máy biến thế thuộc chương trình SGK vật lí 9. Hi vọng, với cách hướng dẫn giải chi tiết các bài tập thì đây sẽ là tài liệu giúp các bạn học tập tốt hơn.
NỘI DUNG TRẮC NGHIỆM
Nội dung bài viết gồm 2 phần:
- Lý thuyết
- Hướng dẫn giải bài tập SGK
A. LÝ THUYẾT
I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế
1. Cấu tạo:
Máy biến thế gồm có:
- 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
2. Nguyên tắc hoạt động:
- 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
II. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế
- Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn: $\frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{n_{1}}{n_{2}}$
- Khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp [U1 > U2] ta có máy hạ thế, còn khi U1 < U2 ta có máy tăng thế
III. Lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện
- Để giảm hao phí trên đường dây tải điện, cần có hiệu điện thế lên đến hàng trăm nghìn vôn, nhưng ở nơi dùng điện lại phải có hiệu điện thế thích hợp [thường là 220V]. Bởi vậy, ở hai đầu đường dây tải điện phải đặt hai loại biến thế có nhiệm vụ khác nhau: Ở đầu đường dây tải về phía nhà máy điện đặt máy tăng thế, ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế
Hướng dẫn trả lời các câu hỏi giữa bài
Trang 100 Sgk Vật lí lớp 9
Nếu đặt vào hai đầu của một cuộn dây [gọi là cuộn sơ cấp] một hiệu điện thế xoay chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn dây kia [gọi là cuộn thứ cấp] có sáng lên không ? Tại sao ?
Trang 100 Sgk Vật lí lớp 9
Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều. Tại sao ?
Trang 101 Sgk Vật lí lớp 9
Bảng 1
|
Kết quả đo Lần thí nghiệm |
$U_{1}$ [V] |
$U_{2}$ [V] |
$n_{1}$ [vòng] |
$n_{2}$ [vòng] |
|
1 |
3 |
|||
|
2 |
3 |
|||
|
3 |
9 |
Căn cứ vào bảng số liệu trên, hãy rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U đặt vào hai đầu các cuộn dây của máy biến thế và số vòng dây của các cuộn tương ứng
Hướng dẫn giải bài tập cuối bài
Câu 4: Trang 102 Sgk Vật lí lớp 9
Một máy biến thế dùng trong nhà cần phải hạ hiệu điện thế từ 220V xuống 6V và 3V. Cuộn sơ cấp có 4000 vòng. Tính số vòng của cuộn thứ cấp tương ứng.
=> Trắc nghiệm vật lý 9 bài 37: Máy biến thế
A. Tóm tắt lý thuyết
1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế:
1.1. Cấu tạo:
Các bộ phận chính của một máy biến thế, gồm có:
- Hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau, đặt cách điện với nhau.
- Một lõi sắt [hay thép] có pha Silic gồm nhiều lá mỏng ghép cách điện với nhau.
1.2. Hoạt động:
Khi đặt hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện hiệu điện thế xoay chiều.
2. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế
Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn
Gọi N1 là số vòng dây và hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp.
N2 Là số vòng dây và hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp.
\[k=\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\]
Ta có \[\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\] [gọi là hệ số máy biến thế]
- Nếu k > 1 [tức U1>U2 hay N1>N2] là máy hạ thế.
- Nếu k < 1 [tức U12 hay N12 ] là máy tăng thế.
3. Vai trò của máy biến thế trong truyền tải điện năng đi xa
- Máy biến thế là thiết bị dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều.
- Để giảm hao phí trên đường dây tải điện, cần có hiệu điện thế rất lớn [hàng trăm ngàn vôn] ta dùng máy tăng thế. Đến nơi sử dụng điện lại chỉ cần hiệu đện thế thích hợp [220V] ta dùng máy hạ thế. Chính vì vậy máy biến thế có vai trò rất quan trọng trong việc truyền tải điện năng đi xa.
Lưu 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.
Bài tập minh họa
Bài 1 Cuộn sơ cấp của máy biến thế có 4 400 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 ?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng công thức \[\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\] suy ra hiệu điện thế của cuộn thứ cấp là \[{{U}_{2}}=\frac{{{U}_{1}}{{N}_{2}}}{{{N}_{1}}}=\frac{240.220}{4400}\]= 12V
Bài 2 Một máy biến thế có hiệu điện thế cuộn sơ cấp là 220V, số vòng cuộn sơ cấp là 500vòng, hiệu điện thế cuộn thứ cấp là 110V. Hỏi số vòng của cuộn thứ cấp là bao nhiêu vòng?
Hướng dẫn giải:
Ta có: N1=500 vòng U1=220 V
N2= ? vòng U2=110 V
Công thức \[\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\] suy ra số vòng của cuộn thứ cấp là \[{{N}_{2}}={{N}_{1}}.\frac{{{U}_{2}}}{{{U}_{1}}}\]= 250 vòng
B. Bài tập trong sách giáo khoa
Bài C1 [trang 100 SGK Vật Lý 9]: Nếu đặt vào hai đầu của một cuộn dây [gọi là cuộn sơ cấp] một hiệu điện thế xoay chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn dây kia [gọi là cuộn thứ cấp] có sáng lên không? Tại sao?
Hướng dẫn giải:
Có. Dòng điện xoay chiều sẽ xuất hiện khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều. Lõi sắt bị nhiễm từ trở thành một nam châm có từ trường biến thiên; số đường sức từ của từ trường xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ câp biến thiên, do đó trong cuộn thứ cấp xuất hiện dòng điện cảm ứng làm cho đèn sáng.
Bài C2 [trang 100 SGK Vật Lý 9]: Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn dây thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều. Tại sao?
Hướng dẫn giải:
Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một hiệu điện thế xoay chiều gây ra.
Bài C3 [trang 101 SGK Vật Lý 9]: Căn cứ vào số liệu trong bảng 1 SGK, hãy rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U đặt vào hai đầu của các cuộn dây của máy biến thế và số vòng dây của các cuộn tương ứng.
Hướng dẫn giải:
Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của các cuộn dây tương ứng.
Bài C4 [trang 102 SGK Vật Lý 9]: Một máy biến thế dùng trong nhà cần phải hạ hiệu điện thế từ 220V xuống còn 6V và 3V. Cuộn sơ cấp có 4000 vòng. Tính số vòng của các cuộn thứ cấp tương ứng.
Hướng dẫn giải:
C. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Máy biến thế dùng để?
A. Giữ cho hiệu điện thế ổn định, không đổi.
B. Giữ cho cường độ dòng điện ổn định, không đổi.
C. Làm tăng hoặc giảm cường độ dòng điện.
D. Làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế.
Câu 2: Cuộn sơ cấp của máy biến thế có 4 400 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
Câu 3: Một máy biến thế có hiệu điện thế cuộn sơ cấp là 220V, số vòng cuộn sơ cấp là 500vòng, 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
Câu 4: Máy biến thế có tác dụng gì?
A. Giữ cho hiệu điện thế ổn định.
B. Giữ cho cường độ dòng điện ổn định.
C. Làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế.
D. Làm thay đổi vị trí của máy.