Giao an nghề điện dân dụng (Chuơng 2: Máy biến áp)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (409.09 KB, 37 trang )

Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
Bài7- Một số vấn đề chung về máy biến áp
(Bài gồm 2 tiết: tiết 16,17)
Ngày soạn: 15/10/2008
C
hơng2.Máy biến áp
a/ Mục tiêu bài học:
1. kiến thức:
– Nắm đợc khái niệm chung về máy biến áp.
– Hiểu đợc công dụng,cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA.
2. Kĩ năng:
– Làm đợc một số loại bài tập về MBA.
– Đọc đợc các số liệu định mức của MBA và biết phân loại MBA
3. Thái độ:
– HS liên hệ thực tế để thấy đợc vai trò của MBA đối với truyền tải và phân phối điện
năng.
B/ Chuẩn bị bài giảng:
– Nghiên cứu bài 7-SGK .
– Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến bài giảng.
– Vật mẫu: Lá thép kỹ thuật điện(lõi thép)
c/ Tiến trình bài dạy:
Tiết 16 – kháI niệm chung về máy biến áp
1/ổn định lớp:
Kiểm tra sĩ số lớp học
2/Kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi: Trình bày cách sử dụng vạn năng kế để đo điện trở?
3/Đặt vấn đề vào bài mới:
Trong cuộc sống sinh hoạt cũng nh sản xuất,chúng ta rất hay gặp MBA.Vậy MBA
có công dụng gì? Có những loại MBA nào? Cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA ra
sao?Chúng ta hãy nghiên cứu bài 7.

4/Nội dung giảng bài mới:
Hoạt động 1: (12phút) Tìm hiểu công dụng của máy biến áp.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV đặt câu hỏi:
+Để biến đổi điện áp của dòng điện
xoay chiều từ điện áp cao xuống điện áp
thấp hoặc ngợc lại,ta dùng loại máy
điện nào?
(Máy biến áp)
+Em hay gặp MBA ở đâu?
I/ Khái niệm chung về máy biến áp:
1.Công dụng:
– Máy biến áp có vai trò quan trọng không
thể thiếu trong truyền tải và phân phối điện
năng.
*Sơ đồ hệ thống truyền tải và phân phối
1
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
1 2 3 4 5
( Truyền tải và phân phối điện năng)
+Em hãy giải thích vì sao cần có MBA
tăng áp ở đầu đờng dây và MBA hạ áp ở
cuối đờng dây?
(*Phải có MBA ở đầu đờng dây vì:
– Cùng một công suất truyền tải trên đ-
ờng dây,nếu tăng điện áp thì dòng điện
sẽ giảm,từ đó có thể giảm tiết diện dây
dẫn,dẫn tới hạ giá thành đờng dây tải
điện.

– Khoảng cách càng xa càng cần điện áp
cao.Hiện nay,đẻ truyền tải điện năng
công suất lớn đi xa,ngời ta phải dùng hệ
thống đờng dây tải điện có điện áp cao:
35; 110; 220 ; 400; 500KV.Song thực tế
máy phát chỉ có khả năng phát điện từ 3
đến 21 KV.
Vì vậy phải có MBA tăng áp ở đầu đ-
ờng dây truyền tải.
*Phải có MBA hạ áp ở cuối đờng dây
vì: Các hộ tiêu thụ thờng yêu cầu điện
áp thấp từ 0,2 đến 0,6KV).
điện năng:
Chú dẫn:
1.Máy phát điện.
2.MBA tăng áp.
3.Đờng dây truyền tải.
4.MBA hạ.
5.Các hộ tiêu thụ.
– Máy biến áp còn đợc dùng trong công
nghiệp(nh hàn điện…),trong đời sống gia
đình,trong kĩ thuật điện tử(ghép nối tín hiệu
giữa các tầng khuếch đại trong các bộ
lọc,làm nguồn cho các thiết bị điện,điện tử
nh biến áp loa,biến áp trung tần…)
Hoạt động 2: (8phút) Tìm hiểu về định nghĩa máy biến áp.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV nêu định nghĩa MBA và vẽ kí hiệu
sơ đồ của MBA lên bảng.
*GV hỏi:

+ Theo em cuộn dây nào là cuộn dây sơ
cấp,cuộn dây nào là cuộn dây thứ cấp?
2.Định nghĩa máy biến áp:
– Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm
việc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, dùng
để biến đổi điện áp xoay chiều này thành
điện áp xoay chiều khác nhng vẫn giữ
nguyên tần số.
– Trong bản vẽ sơ đồ điện,MBA đợc ký
hiệu nh sau:

– Cuộn dây nối với nguồn gọi là cuộn dây
sơ cấp kí hiệu các đại lợng U
1
, I
1
, N
1
,P
1
– Cuộn dây nối với tải gọi là thứ cấp kí
hiệu các đại lợng U
2
, I
2
, N
2
, P
2
.

2
U
1
hoặc
U
2
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
Hoạt động 3: (7phút) Tìm hiểu các số liệu định mức của MBA.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV diễn giải:
Các số liệu định mức của MBA quy
định điều kiện kỹ thuật của MBA,do
nhà máy chế tạo quy định thờng ghi
trên nhãn hiệu của MBA nh:Công suất
định mức,điện áp sơ cấp định mức,dòng
điện sơ cấp định mức,dòng điện thứ cấp
định mức,tần số định mức.
*GV cần lu ý với HS rằng: MBA khi
làm việc không đợc vợt quá các trị số
định mức ghi trên nhã máy biến áp.
3/ Các số liệu định mức của MBA:
a)Dung lợng hay công suất đinh mức S
đm
:
Là công suất toàn phần(hay biểu kiến)của
MBA.Đơn vị: Vôn-Ampe(VA) hoặc
kilôvôn-ampe (KV).
b)Điện áp sơ cấp định mức U

1đm
:
Là điện áp của dây quấn sơ cấp.
Đơn vị: Vôn (V) hoặc kilôvôn (KV).
c)Dòng điện sơ cấp định mức I
1đm
và thứ
cấp định mức I
2đm
:
Là dòng điện của dây quấn SC và TC ứng
với công suất và điện áp định mức.
Đơn vị: Ampe (A) hoặc kilôampe (KA).
S
đm
= U
1đm
.I
1đm
= U
2đm
.I
2đm
d)Tần số định mức f
đm
(Hz):
Thờng các máy biến áp điện lực có tần số
công nghiệp là 50 Hz.
Hoạt động 4: (6phút) Tìm hiểu về phân loại máy biến áp.
Hoạt động của GV và HS Nội dung

*GVđa ra cách phân loại MBA.Ngời ta
thờng phân loại theo công dụng.
4.Phân loại máy biến áp:
– Máy biến áp điện lực: Dùng trong truyền tải
và phân phối điện năng.
– Máy biến áp tự ngẫu: Biến đổi điện áp trong
phạm vi không lớn và dùng để mở máy những
động cơ điện xoay chiều.
– Máy biến áp công suất nhỏ:Dùng cho các
thiết bị đóng cắt,các thiết bị điện tử và trong
gia đình.
– Máy biến áp chuyên dùng:Dùng cho các lò
luyện kim, các thiết bị chỉnh lu, điện phân,
MBA hàn điện.
– Máy biến áp đo lờng:Dùng giảm điện áp và
dòng điện khi đa vào các đồng hồ đo điện.
– Máy biến áp thí nghiệm:Dùng để thí nghiệm
các điện áp cao.
5/Củng cố và hớng dẫn về nhà:
– GV tổng hợp bài theo đề mục.
– Yêu cầu HS tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA.
3
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
N
2
U
1
U
2

N
1
Tải
Mạch từ
Tiết 17- cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp
1/ổn định lớp:
2/Kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi: Trình bày khái niệm về MBA? Các thông số định mức của MBA?
3/Nội dung bài giảng:
Hoạt động 1: (15phút) Tìm hiểu về cấu tạo của máy biến áp.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV vẽ sơ đồ cấu tạo MBA một pha lên
bảng và yêu cầu HS vẽ vào vở.
*GV chỉ ra cấu tạo MAB trên sơ đồ để
HS nhận biết và tìm hiểu thực tế.
*GV cần giải thích cho HS thấy rõ: Lõi
thép gồm 2 phần:
+ Trụ: Là nơi đặt dây quấn.
+ Gông: Để khép kín mạch từ.
*GV đặt câu hỏi:Tại sao lõi thép lại đợc
tạo bởi nhiều lá thép KTĐ mỏng mà
không chế tạo bằng một khối thép?
(Khi từ thông qua lõi thép biến thiên
làm xuất hiện sđđ cảm ứng.Nếu khối
thép là một vật dẫn,sđđ này sẽ tạo ra
dòng khép kín,đó là dòng điện xoáy
hay dòng pu-cô.Nó làm nóng lõi thép
gây tổn thất năng lợng,làm nóng máy
dẫn đến giảm độ cách điện).
II/ Cấu tạo và nguyên lý làm việc của

máy biến áp.
1.Cấu tạo Máy biến áp.
Gồm 3 bộ phận chính:
– Lõi thép: tạo thành mạch từ khép kín
– Bộ phận dẫn điện : gồm các cuộn dây
quấn sơ cấp và thứ cấp.
– Vỏ máy : Để bảo vệ và làm mát cho máy
biến áp.
a)Lõi thép.
– Công dụng: dùng làm mạch từ, đồng thời
làm khung quấn dây.
– Hình dáng lõi thép: thờng đợc chia làm 2
loại: kiểu bọc(dây quấn đợc lồng trên trụ
giữa), kiểu lõi (dây quấn đợc lồng trên 2
trụ).
Lõi thép đợc ghép bằng những lá thép KTĐ
dày khoảng 0,3.. 0,5mm là thép hợp kim có
thành phần silíc,bên ngoài có sơn phủ êmay
cách điện.
b)Dây quấn máy biến áp.
-Thờng làm bằng đồng đợc tráng men hoặc
bọc cách điện bằng vải mềm có độ bền cơ
học cao,khó đứt,dẫn điện tốt.
Dây điện có hai cuộn: cuộn sơ cấp và cuộn
thứ cấp: dây quấn nối với nguồn là cuộn sơ
cấp,dây quấn nối với tải là cuộn thứ cấp.
c)Vỏ máy.
Thờng làm bằng kim loại,dùng để bảo vệ
máy đồng thời là nơi để gá lắp đồng hồ đo
điện,đèn báo,chuông báo,ổ lấy điện

4
I
2
I
1

Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
U
1
U
2
N
1
Tải
N
2
Hoạt động 2: (20phút) Tìm hiểu nguyên lý làm việc của máy biến áp.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV giải thích hiện tợng cảm ứng điện từ
bằng các câu hỏi sau:
+Cho dòng điện biến đổi đi qua một cuộn
dây,trong cuộn dây sẽ sinh ra đại lợng nào?
(Từ trờng biến đổi).
+ Nếu đặt cuộn dây thứ hai vào trong từ trờng
của cuộn dây thứ nhất thì trong cuộn dây thứ
hai sinh ra đại lợng nào?
(Sđđ cảm ứng và dòng điện cảm ứng)
*GV nhấn mạnh:Hai cuộn dây đặt càng sát

nhau thì mức độ cảm ứng điện càng
mạnh.Mức độ đó tăng lên rất mạnh khi cả hai
cuộn dây trên cùng một lõi thép,đặc biệt trên
một mạch từ khép kín.
*GV nêu ra cho HS thấy đợc nguyên lý làm
việc của MBA dựa trên hiện tợng cảm ứng
điện từ.
*GV minh hoạ trên hình vẽ để chỉ ra từ thông
móc vòng qua cả hai cuộn dây.
Câu hỏi: MBA nh thế nào gọi là MBA tăng
áp,MBA hạ áp?
*GV cần chỉ dẫn để HS thẩy: MBA chỉ vận
hành với nguồn điện xoay chiều.Tuyệt đối
không nối với nguồn một chiều vì khi nối
cuộn dây sơ cấp với nguồn một chiều,MBA sẽ
phát nóng và
cháy trong thời gian ngắn.Vì dòng điện chạy
trong cuộn sơ cấp tăng rất lớn.
2.Nguyên lý làm việc của máy biến áp.
a)Hiện tợng cảm ứng điện từ.
Cho dòng điện biến đổi đi qua một cuộn dây
dẫn điện sẽ sinh ra một từ trờng biến đổi.Nếu
đặt cuộn dây thứ hai vào trong từ trờng của
cuộn dây thứ nhất thì trong cuộn dây thứ hai
sinh ra sức điện động cảm ứng.Dòng điện cảm
ứng này cũng biến đổi tơng tự nh dòng điện
sinh ra nó và tồn tại trong suốt thời gian từ
thông biến đổi đợc duy trì.Đó là hiện tợng
cảm ứng điện từ.
b)Nguyên lý làm việc của máy biến áp.

Khi ta nối dây quấn sơ cấp máy biến áp vào
nguồn điện xoay chiều có điện áp U
1
,trong
dây quấn sơ cấp có dòng điện I
1
chạy qua,và
sinh ra từ thông biến thiên.Do mạch từ khép
kín nên từ thông này móc vòng qua cả hai
cuộn dây sơ cấp và thứ cấp và sinh ra trong
cuộn TC một sđđ cảm ứng E
2
tỉ lệ với số vòng
dây N
2
.Đồng thời từ thông biến thiên cũng
sinh ra trong cuộn SC một sđđ tự cảm E
1
tỉ lệ
với số vòng dây N
1
.
* Nếu bỏ qua tổn thất điện áp,ta có:
U
1
= E
1
; U
2
= E

2
Do đó:
2
1
2
1
2
1
N
N
E
E
U
U
==
=K (Hệ số MBA)
– Nếu K<1 ta gọi MBA tăng áp
– Nếu K>1 ta gọi MBA giảm áp
*Công suất MBA nhận từ nguồn là:
S
1
= U
1
.I
1
Công suất MBA cấp cho phụ tải là:
S
2
= U
2

.I
2
Nếu bỏ qua tổn hao,ta có: S
1
= S
2
nên
U
1
.I
1
= U
2
.I
2
hay
K
I
I
U
U
==
1
2
2
1
Nh vậy,nếu tăng điện áp K lần thì đồng thời
dòng điện sẽ giảm K lần và ngợc lại.
4/Tổng hợp-Đánh giá-Giao nhiệm vụ cho HS.
– GV tóm tắt bố cục bài học và yêu cầu học sinh xem kỹ lại bài học.

– Giao bài tập về nhà: Trang 43 SGK.
5
I
2
I
1

Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
(Bài gồm 2 tiết: Từ tiết 18 đến tiết 19)
Ngày soạn: 20/10/2008
Bài8- tính toán thiết kế máy biến áp
một pha
a/ Mục tiêu bài học:
1. kiến thức:
-HS nắm đợc quy trình chung để tính toán thiết kế MBAmột pha công suất nhỏ.
-Hiểu đợc yêu cầu,cách tính của từng bớc khi thiết kế MBA một pha công suất nhỏ.
2. Kĩ năng:
-Thực hiện đợc quy trình chung để tính toán thiết kế MBAmột pha công suất nhỏ.
-Thực hiện đợc các bớc tính toán:Xác định công suất,tính toán mạch từ,tính số vòng
dây của các cuộn dây,tính tiết diện dây quấn,tính diện tích cửa sổ lõi thép,sắp xếp dây
quấn trong cửa sổ.
3. Thái độ:
– HS có ý thức tìm hiểu cách tính toán thiết kế MBA và liên hệ trong thực tế.
B/ Chuẩn bị bài giảng:
– Nghiên cứu bài 8-SGK .
– Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến bài giảng.
c/ Tiến trình bài dạy:

Tiết 18
quy trình chung để tính toán thiết kế máy biến áp một
pha công suất nhỏ – tính tiết diện trụ quấn dây của lõi thép
1/ổn định lớp:
Kiểm tra sĩ số lớp học.
2/Kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi: Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp?
3/Đặt vấn đề vào bài mới:
Muốn thiết kế máy biến áp một pha công suất nhỏ ta phải thực hiện những quy trình
nh thế nào?Chúng ta hãy nghiên cứu nội dung bài 8.
4/Nội dung bài giảng mới:
Hoạt động 1: (10phút)

Tìm hiểu quy trình chung để tính toán thiết kế MBA một pha công suất nhỏ.

6
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV diễn giải:
Việc tính toán chính xácMBA ở chế
độ có tải rất phức tạp vì phải giải quyết
giới hạn tănh nhiệt độ tối đa và sụt áp
trong giới hạn cho phép.Để giải quyết
các vấn đề này,khi tính toán cần phải
tiến hành một số phép tính khá phức
tạp.Trong bài này,chúng ta sử dụng ph-
ơng pháp dựa vào những kết quả thực
nghiệm,đơn giản nhng vẫn đảm bảo tính
chính xác.

*GV đa ra các bớc tính toand thiết kế
MBA.
*GV hớng dẫn HS cách chọn công suất
MBA trong gia đình.Giải thích các
thông số trong công thức.
*GV đa ra ví dụ,tính toán cụ thể để HS
dễ hiểu.
*GV giả thích: Ta có thể coi khi dùng lò
sởi thì bỏ quạt,tủ lạnh và ngợc lại.Khi
dùng ti vi thì không dùng quay băng.Do
đó phụ tải lớn nhất gồm đèn ống 40W,lò
sởi 550W,ấm đun nớc 1500W,ti vi
100W.
I/Quy trình chung để tính toán thiết kế
MBA một pha công suất nhỏ.
*Tính toán thiết kế MBA gồm những b-
ớc sau :

1. Xác định công suất Máy biến áp.
2.Tính toán mạch từ.
3.Tính số vòng dây của các cuộn dây.
4.Tính tiết diện dây quấn.
5.Tính diện tích cửa sổ lõi thép.
*Chọn công suất MBA điều chỉnh:
Công suất Tính toán của MBA đợc tính
theo công thức sau:
S
tt
= K
đ

.

i
i
P

cos
(1+k
dt
) (VA)
Trong đó:
-K
đ
là hệ số đóng đồng thời và lấy bằng
0,61 tuỳ theo số tải nhiều hay ít và tính
hoạt động đồng thời của chúng.
-P
i
là công suất của từng thiết bị mắc vào
mạch.
– cos là hệ số công suất của từng thiết bị
mắc vào mạch,cụ thể:
+Đèn sợi đốt và các dụng cụ nhiệt điện
cos = 1
+Đèn ống,tủ lạnh,máy điều hòa:
cos = 0,4
ữ
0,6
+Quạt điện: cos = 0,6
ữ

0,8
+Máy thu thanh thu hình:
cos = 0,8
ữ
0,9
Ví dụ:Chọn MBA điều chỉnh cung cấp
cho tủ lạnh 110W,đèn ống 40W,2quạt trần
110W,2quạt bàn 55W,lò sởi 550W,ấm đun
nớc 1500W,1ti vi 100W,1máy quay băng
80W.Điện áp giờ cao điểm là 130V,bình
thờng là 220V.
Giải
Lấy k
dt
=20% ; K
đ
=1,ta có:
S
tt
=
( )
2,01
9,0
100
1500550
4,0
40
+ì

+++
=2605V
A
Ta có dòng điện tính toán phía sơ cấp là:
I
tt
=
A
U
S
tt
20
130
2605
min
=
Nh vậy:
Máy biến áp đợc chọn phải có công suất
lớn hơn S
tt
hoặc cờng độ dòng điện sơ cấp
lớn hơn I
tt
.
7
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11

– GV: Thu Huyền
a/2 c a c
h
h
b
a/2
Hoạt động 2: (15phút)
Tìm hiểu cách xác định công suất Máy biến áp và chọn mạch từ Máy biến áp.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV đa ra hai cách tính:
– Dựa vào hiệu suất thì:

2
1
1
2
P
P
P
P
==
– Dựa vaò công thức:
S
1
= S
2
= U
2
.I

2

S
đm
= U
2
.I
2
* GV thuyết trình:
Khi chọn mạch từ,cần chú ý trụ và cửa
sổ.Trụ của mạch từ phải có tiết diện phù
hợp với công suất của máy.Cửa sổ phải
có kích thớc phù hợp để có thể đặt vừa
cuộn dây.
II/Các bớc tính toán cụ thể MBA một
pha công suất nhỏ.
1.Xác định công suất MBA:
– Công suất của cuộn sơ cấp MBA(P
1
)có thể
tính từ công suất của cuộn dây thứ cấp
MBA(P
2
)nhờ biểu thức: P
1

=

2

P
(VA)
Trong đó:
– Hiệu suất của MBA (thờng lấy =
0,850,95).Công suất MBA càng nhỏ thì
càng nhỏ.
– Nếu hiệu suất của MBA cao thì: S
1
= S
2
= U
2
.I
2
Công suất MBA cần chế tạo là: S
đm
= U
2
.I
2
(U
2
,I
2
– Điện áp,dòng điện thứ cấp định mức của
MBA theo yêu cầu thiết kế).
2.Tính toán mạch từ:
a)Chọn mạch từ:
Mạch từ của MBA nhỏ thờng là mạch từ
kiểu bọc,đợc ghép bằng lá thép chữ E và

chữ I (hình 8.1) có các thông số nh sau:
a: chiều rộng trụ quấn dây.
b: chiều dày trụ quấn dây.
c: độ rộng cửa sổ.
h: chiều cao của sổ.
a/2: độ rộng lá thép chữ I.
Đối với loại MBA công suất nhỏ,khi chọn
mạch từ cần xét đến tiết diện của trụ lõi
thép mà trên đó sẽ đặt cuộn dây.
8
a/2
Hình 8.1
Mạch từ ghép bằng lá thép chữ E và I
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
Hoạt động 3: (7phút)Tìm hiểu về cách tính diện tích trụ quấn của lõi
thép.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV diễn giải:
Diện tích trụ quấn dây phải phù hợp
với công suất MBA.
*GV giải thích: Trong thực tế,lõi thép đ-
ợc ép chặt nhng vẫn có độ hở giữa các lá
thép do độ cong vênh và lớp sơn cách
điện của lá thép.Vì vậy cần phải tính
diện tích thực của trụ lõi thép.
*HS kẻ bảng hệ số lấp đầy để áp dụng
khi tính toánmthiết kế MBA.
b)Tính diện tích trụ quấn của lõi thép.
Đối với mạch từ kiểu bọc,diện tích trụ

quấn dây đợc tính gần đúng bằng công
thức: S
hi
= 1,2.
dm
S
Trong đó:
+ S
hi
= a.b là diện tích hữu ích trụ,tính
bằng (cm
2
).
+ S
đm
là công suất MBA,tính bằng (VA).
Diện tích thực của trụ lõi thép:
S
t
=
l
hi
k
S

Trong đó k
l
là hệ số lấp đầy đợc cho trong
bảng sau:

Bảng 8-1.Hệ số lấp đầy k
l
Loại MBA
k
l
MBA âm tần 0,8
MBA dùng trong gia đình 0,9
MBA lõi ferit 1
Hoạt động 4: (8phút) Tìm hiểu bảng 8-2 trang 46-SGK.
*GV đa ra bảng 8-2 về diện tích trụ dây quấn tơng ứng với công suất của MBA tần số
50 Hz.
Bảng 8-2. Diện tích trụ quấn tơng ứng với công suất MBA
(Tần số 50 Hz)
Công suất MBA(VA)
Diện tích hữu ích S
hi
(cm
2
)
(Để tính số lá thép)
Diện tích thực tế S
t
(cm
2
)
(Để tính khuôn quấn dây)
k
l
= 0,9 k
l

= 0,8 k
l
= 0,7
10 3,8 4,2 4,7 5,4
15 4,7 5,2 5,8 6,6
20 5,4 6,0 6,7 7,7
25 6,0 6,7 7,5 8,6
30 6,6 7,3 8,2 9,4
35 7,1 7,9 8,9 10,1
40 7,6 8,4 9,5 10,8
45 8,1 8,9 10,1 11,5
50 8,5 9,4 10,6 12,1
55 8,9 9,9 11,1 12,7
9
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
60 9,3 10,3 11,6 13,3

Công suất MBA(VA)
Diện tích hữu ích S
hi
(cm
2
)
(Để tính số lá thép)
Diện tích thực tế S
t
(cm
2
)

(Để tính khuôn quấn dây)
k
l
= 0,9 k
l
= 0,8 k
l
= 0,7
65 9,7 10,8 12,1 13,8
70 10,0 11,2 12,6 14,3
75 10,4 11,6 13,0 14,9
80 10,7 11,9 13,4 15,3
85 11,1 12,3 13,8 15,8
90 11,4 12,7 14,2 16,3
95 11,7 13,0 14,6 16,7
100 12,0 13,3 15,0 17,1
150 14,7 16,3 18,4 21,0
200 17,0 18,9 21,2 24,2
250 19,0 21,1 23,7 27,1
300 20,8 23,1 26,0 29,1
350 22,5 24,9 28,1 32,1
400 24,0 26,7 30,0 34,3
450 25,5 28,3 31,8 36,4
500 26,8 29,8 33,5 38,3
550 28,1 31,3 35,2 40,2
600 29,4 32,7 36,7 42,0
650 30,6 34,0 38,2 43,7
700 31,8 35,3 39,7 45,4
750 32,9 36,5 41,1 47,0
800 33,9 37,7 42,4 48,5

850 35,0 38,9 43,7 50,0
900 36,0 40,0 45,0 51,4
950 37,0 41,1 46,2 52,8
1000 38,0 42,2 47,4 54,2
1500 46,5 51,6 58,1 66,4
2000 53,7 59,6 67,1 76,7
*GV đa ra một bài tập để HS có thể tra theo bảng trên để tìm diện tích trụ dây quấn t-
ơng ứng của MBA.
Bài tập:
Hãy chọn mạch từ để quấn một MBA công suất 30VA,có điện áp sơ cấp là
U
1
=220V,điện áp thứ cấp là U
2
= 12V,hiệu suất MBA

= 0,7.
*GV yêu cầu HS đa ra kết quả.
(Tra bảng 8-2,ta có diện tích hữu ích của trụ thép là S
hi
= 6,6cm
2
).
4/Tổng hợp-Giao nhiệm vụ cho HS.
– GV tóm tắt bố cục bài học và yêu cầu học sinh xem kỹ lại bài học.
10
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
– Giao bài tập về nhà: Xem lại bài học và tìm hiểu cách tính toán số vòng dây của
cuộn dây và cách tính tiết diện dây quấn,tính diện tích cửa sổ lõi thép…

Tiết 19
tính số vòng dây của cuộn dây-tính tiết diện dây quấn-tính
diện tích cửa sổ lõi thép-sắp xếp dây quấn trong cửa sổ
1/ổn định lớp:
2/Kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi: Hãy viết công thức tính diện tích hữu ích,diện tích thực của trụ quấn dây
của lõi thép và giải thích các thông số?
3/Nội dung bài giảng:
Hoạt động 1: (10phút) Tìm hiểu về cách tính số vòng dây của cuộn dây.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV diễn giải:
Với một MBA và tần số nhất định,số
vòng của một cuộn dây phụ thuộc vào
tiíet diện trụ lõi thép đã chọn và chất l-
ợng lõi thép.Có nhiều cách tính số vòng
dây của các cuộn dây,Trong khuôn khổ
bài học,chúng ta chọn cách tính qua đại
lợng trung gian là số vòng/vôn,ký hiệu
là n-số vòng tơng ứng cho mỗi vôn điện
áp sơ cấp hay thứ cấp.
*HS kẻ và ghi bảng 8-3.
*GV
Câu hỏi: Tại sao số vòng dây cuộn TC lại
cộng thêm 10% điện áp TC?
(Trong công thức tính N
2
,10%U
2
là lợng
sụt áp khi có tải của dây quấn TC).

3.Tính số vòng dây của các cuộn dây.
– Để tính đợc số vòng dây của các cuộn
dây,ta xem bảng 8-3 về quan hệ giữa tiết
diện lõi thép và số vòng/vôn (với tần số
50Hz và cờng độ từ cảm B = 1,2T).
*Bảng 8-3.Quan hệ giữa tiết
diện lõi thép và số vòng
/vôn
Với tần số 50Hz và cờng độ từ cảm B = 1,2T
Tiết diện lõi thép
hữu ích(cm
2
)
Số vòng/vôn
4 9,5
6 6,3
8 4,7
10 3,8
12 3,2
14 2,7
16 2,4
18 2,1
20 1,9
22 1,7
24 1,6
26 1,5
28 1,4
30 1,3
Từ đó ta tính đợc số vòng dây cuộn SC:
N

1
= U
1
.n
Số vòng dây cuộn TC:
11
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
*GV đa ra ví dụ để HS áp dụng tính
toán.
*GV hớng dẫn HS làm ví dụ bằng cách
đặt câu hỏi gợi mở:
+Đề bài ch S = 30VA,từ đó ta có thông
số nào?
+Tìm đợc S
hi
ta sẽ tìm đợc đại lợng nào?
+Hãy tính N
1
và N
2
?
N
2
= (U
2
+ 10%U
2
).n
Ví dụ:

Tính số vòng dây quấn cho MBA với
những thông số sau: công suất 30VA,có
điện áp sơ cấp là U
1
=220V,điện áp thứ
cấp là U
2
= 12V,hiệu suất MBA = 0,7.
Giải:
-Từ thông số S =30VA,tra bảng 8-2 ta có
diện tích hữu ích của trụ thép
là:S
hi
=6,6cm
2
.
-Từ đó tra bảng 8-3 lấy số vòng/vôn là:
4,7 vòng/V(có thể lấy n=5vòng/vôn).
Vậy số vòng dây sơ cấp là:
N
1
= 220.5 = 1100 (vòng)
Số vòng dây cuộn TC là:
N
2
= (12+1,2).5 = 66(vòng)
Hoạt động 2: (10phút) Tìm hiểu về tính tiết diện dây quấn.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV giải thích:
Tiết diện dây quấn của các cuộn dây

SC và TC tỉ lệ thuận với dòng điện và tỉ
lệ nghịch với mật độ dòng điện cho phép.
Vậy mật độ dòng đện cho phép là gì?
*HS ghi chép bảng (8-4) mật độ dòng
điện cho phép để tính toán.
4.Tính tiết diện dây quấn (hoặc đờng
kính dây quấn).
a)Tính tiết diện dây quấn.
– Mật độ dòng điện cho phép(A/1mm
2
) là
số ampe/1mm
2
dây dẫn khi vận hành liên
tục mà không sinh ra phát nóng nguy
hiểm và tổn thất lớn,đợc xác định bằng
thực nghiệm.Công suất MBA càng nhỏ
thì mật độ dòng điện cho phép càng lớn.
Bảng8-4.Mật độ dòng điện cho
phép
Công suất(VA)
Mật độ dòng điện
cho phép(A/mm
2
)

50 4
50
ữ
100 3,5

100
ữ
200 3
200
ữ
500 2,5
500
ữ
1000 2
Vậy tiết diện dây quấn đợc tính nh sau:
S
dd
=
J
I
(mm
2
)
12
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
GV đa ra bảng 8-5 đẻ HS tra bảng.
*HS ghi chép bảng (8-5) làm t liệu.
Trong đó:
– S
dd
là tiết diện dây quấn (mm
2
).
– I là cờng độ dòng điện (A).

– J: mật độ dòng điện cho phép(A/mm
2
).
b)Tính đờng kính dây quấn.
Để đơn giản trong tính toán,ta có thể tra
bảng để tìm tiết diện và đờng kính dây
quấn sau khi đã tính đợc dòng điện SC và
TC.Sau khi đã tính đợc tiíet diện dây
quấn,ta tiến hành tra bảng 8-5 đựoc giá trị
đờng kính dây quấn hoặc ngợc lại.
Bảng 8-5. Đờng kính dây dẫn
theo tiết diện dây
Đờng kính dây dẫn
(mm)
Tiết diện dây dẫn
(mm
2
)
0,07 0,0038
0,08 0,0050
0,09 0,0063
0,1 0,0078
0,12 0,0113
0,14 0,015
0,15 0,017
0,18 0,025
0,20 0,031
0,22 0,038
0,25 0,049
0,30 0,070

0,35 0,096
0,40 0,125
0,45 0,159
0,50 0,196
0,60 0,283
0,70 0,38
0,80 0,50
Hoạt động 3: (15phút) Tìm hiểu về tính diện tích cửa sổ lõi thép.
Hoạt động của GV và HS Nội dung
*GV vẽ hình và chỉ dẫn cho HS thấy rõ
cửa sổ lõi thép của MBA.
5.Tính diện tích cửa sổ lõi thép.
– Hình chữ nhật bị bao bọc bởi mạch từ
khép kín gọi là cửa sổ lõi thép,đó là một
thông số quan trọng khi tính toán.
13
Giáo án Nghề Điện dân dụng 11
– GV: Thu Huyền
h
c
1
2
Hình 8.2-Dây quấn trong cửa sổ máy biến áp
1.Dây quấn SC 2.Dây quấn TC
*GV đa ra 2 cách tính cửa sổ lõi thép.
*GV giải thích về hệ số lấp đầyK
l
:
Trong thực tế còn thêm phần cách điện và
khoảng hở,ngời ta dùng hệ số lấp đầy cửa

sổ K
l
đợc cho trong bảng 8-6.
Bảng 8- 6. Hệ số lấp đầy cửa sổ
Công suất MBA(VA) Hệ số lấp đầy(K
l
)
10
ữ
100 0,2
100
ữ
500 0,3
500 trở lên 0,4
Bảng 8-7.Số vòng dâyêmay trên
cm
2
Đờng kính dây
trần (mm)
Đờng kính dây
đợc cách điện
êmay(mm)*
Số vòng/cm
2
10/100 0,115 5500
12/100 0,14 4000
13/100 0,15 3600
14/100 0,16 3100
15/100 0,17 2800
16/100 0,18 2500

18/100 0,20 2070
20/100 0,22 1720
22/100 0,245 1400
25/100 0,275 1140
30/100 0,325 810
35/100 0,38 590
40/100 0,43 470
50/100 0,535 305
60/100 0,64 215
70/100 0,74 160
– Diện tích cửa sổ đợc tính nh sau:
S
cs
= h.c
(Theo kinh nghiệm h

3c sẽ tiết kiệm đợc
vật liệu và hình dáng MBA đẹp).
Cách tính diện tích của cửa sổ lõi
thép:
Cách1:
-Tính tổng tiết diện 2cuộn dây SC và TC
chiếm diện tích cửa sổ là:
S
SC
= N
1
.
1dq
S

; S
TC
= N
2
.
2dq
S
Trong đó:
+N
1
, N
2
là số vòng dây của cuộn sơ cấp
và thứ cấp.
+
1dq
S
,
2dq
S
là tiết diện dây quấn SC và
TC.
-Diện tích cửa sổ đợc tính:
S
cs
= h.c

l
TCSC
K

SS
+
*Chú ý:
– Nếu cửa sổ quá rộng sẽ lãng phí vật
liệu,cần chọn lõi thép nhỏ hơn.
– Nếu cửa sổ nhỏ hơn yêu cầu có thể sử lý
theo một trong những cách sau:
+ Chọn lại lõi thép để có kích thớc cửa
sổ theo yêu cầu.
+Tăng diện tích trụ quấn dây(tăng số lá
thép)để giảm số vòng dây.
+Giảm tiết diện dây dẫn(giảm công suất
MBA).
Cách2:
– Tra bảng số vòng dây/1cm
2
(Bảng 8-7).
– Từ đó tiến hành tính diện tích cửa sổ lõi
thép:
S
cs
= h.c
2
2
1
1
n
N
n
N

+
n
1
– Số vòng dây/cm
2
của cuộn sơ cấp.
n
2
– Số vòng dây/cm
2
của cuộn thứ cấp.
Chú ý:
* Các cỡ dây ở trên có thay đổi chút ít
tuỳ theo nhà chế tạo.
14
4 / Nội dung giảng bài mới : Hoạt động 1 : ( 12 phút ) Tìm hiểu tác dụng của máy biến áp. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV đặt câu hỏi : + Để đổi khác điện áp của dòng điệnxoay chiều từ điện áp cao xuống điện ápthấp hoặc ngợc lại, ta dùng loại máyđiện nào ? ( Máy biến áp ) + Em hay gặp MBA ở đâu ? I / Khái niệm chung về máy biến áp : 1. Công dụng : – Máy biến áp có vai trò quan trọng khôngthể thiếu trong truyền tải và phân phối điệnnăng. * Sơ đồ mạng lưới hệ thống truyền tải và phân phốiGiáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu Huyền1 2 3 4 5 ( Truyền tải và phân phối điện năng ) + Em hãy lý giải vì sao cần có MBAtăng áp ở đầu đờng dây và MBA hạ áp ởcuối đờng dây ? ( * Phải có MBA ở đầu đờng dây vì : – Cùng một hiệu suất truyền tải trên đ-ờng dây, nếu tăng điện áp thì dòng điệnsẽ giảm, từ đó hoàn toàn có thể giảm tiết diện dâydẫn, dẫn tới hạ giá thành đờng dây tảiđiện. – Khoảng cách càng xa càng cần điện ápcao. Hiện nay, đẻ truyền tải điện năngcông suất lớn đi xa, ngời ta phải dùng hệthống đờng dây tải điện có điện áp cao : 35 ; 110 ; 220 ; 400 ; 500KV. Song thực tếmáy phát chỉ có năng lực phát điện từ 3 đến 21 KV.Vì vậy phải có MBA tăng áp ở đầu đ-ờng dây truyền tải. * Phải có MBA hạ áp ở cuối đờng dâyvì : Các hộ tiêu thụ thờng nhu yếu điệnáp thấp từ 0,2 đến 0,6 KV ). điện năng : Chú dẫn : 1. Máy phát điện. 2. MBA tăng áp. 3. Đờng dây truyền tải. 4. MBA hạ. 5. Các hộ tiêu thụ. – Máy biến áp còn đợc dùng trong côngnghiệp ( nh hàn điện … ), trong đời sống giađình, trong kĩ thuật điện tử ( ghép nối tín hiệugiữa những tầng khuếch đại trong những bộlọc, làm nguồn cho những thiết bị điện, điện tửnh biến áp loa, biến áp trung tần … ) Hoạt động 2 : ( 8 phút ) Tìm hiểu về định nghĩa máy biến áp. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV nêu định nghĩa MBA và vẽ kí hiệusơ đồ của MBA lên bảng. * GV hỏi : + Theo em cuộn dây nào là cuộn dây sơcấp, cuộn dây nào là cuộn dây thứ cấp ? 2. Định nghĩa máy biến áp : – Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làmviệc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, dùngđể đổi khác điện áp xoay chiều này thànhđiện áp xoay chiều khác nhng vẫn giữnguyên tần số. – Trong bản vẽ sơ đồ điện, MBA đợc kýhiệu nh sau : – Cuộn dây nối với nguồn gọi là cuộn dâysơ cấp kí hiệu những đại lợng U, I, N, P – Cuộn dây nối với tải gọi là thứ cấp kíhiệu những đại lợng U, I, N, PhoặcGiáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu HuyềnHoạt động 3 : ( 7 phút ) Tìm hiểu những số liệu định mức của MBA.Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV diễn giải : Các số liệu định mức của MBA quyđịnh điều kiện kèm theo kỹ thuật của MBA, donhà máy sản xuất lao lý thờng ghitrên thương hiệu của MBA nh : Công suấtđịnh mức, điện áp sơ cấp định mức, dòngđiện sơ cấp định mức, dòng điện thứ cấpđịnh mức, tần số định mức. * GV cần lu ý với HS rằng : MBA khilàm việc không đợc vợt quá những trị sốđịnh mức ghi trên nhã máy biến áp. 3 / Các số liệu định mức của MBA : a ) Dung lợng hay hiệu suất đinh mức SđmLà hiệu suất toàn phần ( hay biểu kiến ) củaMBA. Đơn vị : Vôn-Ampe ( VA ) hoặckilôvôn-ampe ( KV ). b ) Điện áp sơ cấp định mức U1đmLà điện áp của dây quấn sơ cấp. Đơn vị : Vôn ( V ) hoặc kilôvôn ( KV ). c ) Dòng điện sơ cấp định mức I1đmvà thứcấp định mức I2đmLà dòng điện của dây quấn SC và TC ứngvới hiệu suất và điện áp định mức. Đơn vị : Ampe ( A ) hoặc kilôampe ( KA ). đm = U1đm. I1đm = U2đm. I2đmd ) Tần số định mức fđm ( Hz ) : Thờng những máy biến áp điện lực có tần sốcông nghiệp là 50 Hz. Hoạt động 4 : ( 6 phút ) Tìm hiểu về phân loại máy biến áp. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GVđa ra cách phân loại MBA.Ngời tathờng phân loại theo tác dụng. 4. Phân loại máy biến áp : – Máy biến áp điện lực : Dùng trong truyền tảivà phân phối điện năng. – Máy biến áp tự ngẫu : Biến đổi điện áp trongphạm vi không lớn và dùng để mở máy nhữngđộng cơ điện xoay chiều. – Máy biến áp hiệu suất nhỏ : Dùng cho cácthiết bị đóng cắt, những thiết bị điện tử và tronggia đình. – Máy biến áp chuyên dùng : Dùng cho những lòluyện kim, những thiết bị chỉnh lu, điện phân, MBA hàn điện. – Máy biến áp đo lờng : Dùng giảm điện áp vàdòng điện khi đa vào những đồng hồ đeo tay đo điện. – Máy biến áp thí nghiệm : Dùng để thí nghiệmcác điện áp cao. 5 / Củng cố và hớng dẫn về nhà : – GV tổng hợp bài theo đề mục. – Yêu cầu HS tìm hiểu và khám phá về cấu trúc và nguyên tắc thao tác của MBA.Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu HuyềnTảiMạch từTiết 17 – cấu trúc và nguyên tắc thao tác của máy biến áp1 / không thay đổi lớp : 2 / Kiểm tra bài cũ : Câu hỏi : Trình bày khái niệm về MBA ? Các thông số kỹ thuật định mức của MBA ? 3 / Nội dung bài giảng : Hoạt động 1 : ( 15 phút ) Tìm hiểu về cấu trúc của máy biến áp. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV vẽ sơ đồ cấu trúc MBA một pha lênbảng và nhu yếu HS vẽ vào vở. * GV chỉ ra cấu trúc MAB trên sơ đồ đểHS nhận ra và tìm hiểu và khám phá trong thực tiễn. * GV cần lý giải cho HS thấy rõ : Lõithép gồm 2 phần : + Trụ : Là nơi đặt dây quấn. + Gông : Để khép kín mạch từ. * GV đặt câu hỏi : Tại sao lõi thép lại đợctạo bởi nhiều lá thép KTĐ mỏng mảnh màkhông sản xuất bằng một khối thép ? ( Khi từ trải qua lõi thép biến thiênlàm Open sđđ cảm ứng. Nếu khốithép là một vật dẫn, sđđ này sẽ tạo radòng khép kín, đó là dòng điện xoáyhay dòng pu-cô. Nó làm nóng lõi thépgây tổn thất năng lợng, làm nóng máydẫn đến giảm độ cách điện ). II / Cấu tạo và nguyên tắc thao tác củamáy biến áp. 1. Cấu tạo Máy biến áp. Gồm 3 bộ phận chính : – Lõi thép : tạo thành mạch từ khép kín – Bộ phận dẫn điện : gồm những cuộn dâyquấn sơ cấp và thứ cấp. – Vỏ máy : Để bảo vệ và làm mát cho máybiến áp. a ) Lõi thép. – Công dụng : dùng làm mạch từ, đồng thờilàm khung quấn dây. – Hình dáng lõi thép : thờng đợc chia làm 2 loại : kiểu bọc ( dây quấn đợc lồng trên trụgiữa ), kiểu lõi ( dây quấn đợc lồng trên 2 trụ ). Lõi thép đợc ghép bằng những lá thép KTĐdày khoảng chừng 0,3 .. 0,5 mm là thép hợp kim cóthành phần silíc, bên ngoài có sơn phủ êmaycách điện. b ) Dây quấn máy biến áp. – Thờng làm bằng đồng đợc tráng men hoặcbọc cách điện bằng vải mềm có độ bền cơhọc cao, khó đứt, dẫn điện tốt. Dây điện có hai cuộn : cuộn sơ cấp và cuộnthứ cấp : dây quấn nối với nguồn là cuộn sơcấp, dây quấn nối với tải là cuộn thứ cấp. c ) Vỏ máy. Thờng làm bằng sắt kẽm kim loại, dùng để bảo vệmáy đồng thời là nơi để gá lắp đồng hồ đeo tay đođiện, đèn báo, chuông báo, ổ lấy điệnGiáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu HuyềnTảiHoạt động 2 : ( 20 phút ) Tìm hiểu nguyên tắc thao tác của máy biến áp. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV lý giải hiện tợng cảm ứng điện từbằng những câu hỏi sau : + Cho dòng điện đổi khác đi qua một cuộndây, trong cuộn dây sẽ sinh ra đại lợng nào ? ( Từ trờng biến hóa ). + Nếu đặt cuộn dây thứ hai vào trong từ trờngcủa cuộn dây thứ nhất thì trong cuộn dây thứhai sinh ra đại lợng nào ? ( Sđđ cảm ứng và dòng điện cảm ứng ) * GV nhấn mạnh vấn đề : Hai cuộn dây đặt càng sátnhau thì mức độ cảm ứng điện càngmạnh. Mức độ đó tăng lên rất mạnh khi cả haicuộn dây trên cùng một lõi thép, đặc biệt quan trọng trênmột mạch từ khép kín. * GV nêu ra cho HS thấy đợc nguyên tắc làmviệc của MBA dựa trên hiện tợng cảm ứngđiện từ. * GV minh hoạ trên hình vẽ để chỉ ra từ thôngmóc vòng qua cả hai cuộn dây. Câu hỏi : MBA nh thế nào gọi là MBA tăngáp, MBA hạ áp ? * GV cần hướng dẫn để HS thẩy : MBA chỉ vậnhành với nguồn điện xoay chiều. Tuyệt đốikhông nối với nguồn một chiều vì khi nốicuộn dây sơ cấp với nguồn một chiều, MBA sẽphát nóng vàcháy trong thời hạn ngắn. Vì dòng điện chạytrong cuộn sơ cấp tăng rất lớn. 2. Nguyên lý thao tác của máy biến áp. a ) Hiện tợng cảm ứng điện từ. Cho dòng điện biến hóa đi qua một cuộn dâydẫn điện sẽ sinh ra một từ trờng biến hóa. Nếuđặt cuộn dây thứ hai vào trong từ trờng củacuộn dây thứ nhất thì trong cuộn dây thứ haisinh ra sức điện động cảm ứng. Dòng điện cảmứng này cũng đổi khác tơng tự nh dòng điệnsinh ra nó và sống sót trong suốt thời hạn từthông đổi khác đợc duy trì. Đó là hiện tợngcảm ứng điện từ. b ) Nguyên lý thao tác của máy biến áp. Khi ta nối dây quấn sơ cấp máy biến áp vàonguồn điện xoay chiều có điện áp U, trongdây quấn sơ cấp có dòng điện Ichạy qua, vàsinh ra từ thông biến thiên. Do mạch từ khépkín nên từ thông này móc vòng qua cả haicuộn dây sơ cấp và thứ cấp và sinh ra trongcuộn TC một sđđ cảm ứng Etỉ lệ với số vòngdây N.Đồng thời từ thông biến thiên cũngsinh ra trong cuộn SC một sđđ tự cảm Etỉ lệvới số vòng dây N * Nếu bỏ lỡ tổn thất điện áp, ta có : = E ; U = EDo đó : = = = K ( Hệ số MBA ) – Nếu K < 1 ta gọi MBA tăng áp - Nếu K > 1 ta gọi MBA giảm áp * Công suất MBA nhận từ nguồn là : = U.ICông suất MBA cấp cho phụ tải là : = U.INếu bỏ lỡ tổn hao, ta có : S = Snên. I = U.Ihay = = Nh vậy, nếu tăng điện áp K lần thì đồng thờidòng điện sẽ giảm K lần và ngợc lại. 4 / Tổng hợp-Đánh giá-Giao trách nhiệm cho HS. – GV tóm tắt bố cục tổng quan bài học kinh nghiệm và nhu yếu học viên xem kỹ lại bài học kinh nghiệm. – Giao bài tập về nhà : Trang 43 SGK.Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu Huyền ( Bài gồm 2 tiết : Từ tiết 18 đến tiết 19 ) Ngày soạn : 20/10/2008 Bài8 – đo lường và thống kê phong cách thiết kế máy biến ápmột phaa / Mục tiêu bài học kinh nghiệm : 1. kiến thức và kỹ năng : – HS nắm đợc quy trình tiến độ chung để đo lường và thống kê phong cách thiết kế MBAmột pha hiệu suất nhỏ. – Hiểu đợc nhu yếu, cách tính của từng bớc khi phong cách thiết kế MBA một pha hiệu suất nhỏ. 2. Kĩ năng : – Thực hiện đợc quy trình tiến độ chung để đo lường và thống kê phong cách thiết kế MBAmột pha hiệu suất nhỏ. – Thực hiện đợc những bớc thống kê giám sát : Xác định hiệu suất, đo lường và thống kê mạch từ, tính số vòngdây của những cuộn dây, tính tiết diện dây quấn, tính diện tích quy hoạnh hành lang cửa số lõi thép, sắp xếp dâyquấn trong hành lang cửa số. 3. Thái độ : – HS có ý thức tìm hiểu và khám phá cách giám sát phong cách thiết kế MBA và liên hệ trong trong thực tiễn. B / Chuẩn bị bài giảng : – Nghiên cứu bài 8 – SGK. – Đọc tài liệu tìm hiểu thêm tương quan đến bài giảng. c / Tiến trình bài dạy : Tiết 18 quá trình chung để đo lường và thống kê phong cách thiết kế máy biến áp mộtpha hiệu suất nhỏ – tính tiết diện trụ quấn dây của lõi thép1 / không thay đổi lớp : Kiểm tra sĩ số lớp học. 2 / Kiểm tra bài cũ : Câu hỏi : Trình bày cấu trúc và nguyên tắc thao tác của máy biến áp ? 3 / Đặt yếu tố vào bài mới : Muốn phong cách thiết kế máy biến áp một pha hiệu suất nhỏ ta phải thực thi những quy trìnhnh thế nào ? Chúng ta hãy nghiên cứu và điều tra nội dung bài 8.4 / Nội dung bài giảng mới : Hoạt động 1 : ( 10 phút ) Tìm hiểu tiến trình chung để đo lường và thống kê phong cách thiết kế MBA một pha hiệu suất nhỏ. Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu HuyềnHoạt động của GV và HS Nội dung * GV diễn giải : Việc thống kê giám sát chính xácMBA ở chếđộ có tải rất phức tạp vì phải giải quyếtgiới hạn tănh nhiệt độ tối đa và sụt áptrong số lượng giới hạn được cho phép. Để giải quyếtcác yếu tố này, khi thống kê giám sát cần phảitiến hành 1 số ít phép tính khá phứctạp. Trong bài này, tất cả chúng ta sử dụng ph-ơng pháp dựa vào những hiệu quả thựcnghiệm, đơn thuần nhng vẫn bảo vệ tínhchính xác. * GV đa ra những bớc tính toand thiết kếMBA. * GV hớng dẫn HS cách chọn công suấtMBA trong mái ấm gia đình. Giải thích cácthông số trong công thức. * GV đa ra ví dụ, đo lường và thống kê đơn cử để HSdễ hiểu. * GV giả thích : Ta hoàn toàn có thể coi khi dùng lòsởi thì bỏ quạt, tủ lạnh và ngợc lại. Khidùng ti vi thì không dùng quay băng. Dođó phụ tải lớn nhất gồm đèn ống 40W, lòsởi 550W, ấm đun nớc 1500W, ti vi100W. I / Quy trình chung để giám sát thiết kếMBA một pha hiệu suất nhỏ. * Tính toán phong cách thiết kế MBA gồm những b-ớc sau : 1. Xác định hiệu suất Máy biến áp. 2. Tính toán mạch từ. 3. Tính số vòng dây của những cuộn dây. 4. Tính tiết diện dây quấn. 5. Tính diện tích quy hoạnh hành lang cửa số lõi thép. * Chọn hiệu suất MBA kiểm soát và điều chỉnh : Công suất Tính toán của MBA đợc tínhtheo công thức sau : tt = Kcos ( 1 + kdt ) ( VA ) Trong đó : – Klà thông số đóng đồng thời và lấy bằng0, 61 tuỳ theo số tải nhiều hay ít và tínhhoạt động đồng thời của chúng. – Plà hiệu suất của từng thiết bị mắc vàomạch. – cos là thông số hiệu suất của từng thiết bịmắc vào mạch, đơn cử : + Đèn sợi đốt và những dụng cụ nhiệt điệncos = 1 + Đèn ống, tủ lạnh, máy điều hòa : cos = 0,40,6 + Quạt điện : cos = 0,60,8 + Máy thu thanh thu hình : cos = 0,80,9 Ví dụ : Chọn MBA kiểm soát và điều chỉnh cung cấpcho tủ lạnh 110W, đèn ống 40W, 2 quạt trần110W, 2 quạt bàn 55W, lò sởi 550W, ấm đunnớc 1500W, 1 ti vi 100W, 1 máy quay băng80W. Điện áp giờ cao điểm là 130V, bìnhthờng là 220V. GiảiLấy kdt = 20 % ; K = 1, ta có : tt ( ) 2,019,010015005504,040 + ì + + + = 2605VT a có dòng điện đo lường và thống kê phía sơ cấp là : tttt201302605minNh vậy : Máy biến áp đợc chọn phải có công suấtlớn hơn Stthoặc cờng độ dòng điện sơ cấplớn hơn IttGiáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu Huyềna / 2 c a ca / 2H oạt động 2 : ( 15 phút ) Tìm hiểu cách xác lập hiệu suất Máy biến áp và chọn mạch từ Máy biến áp. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV đa ra hai cách tính : – Dựa vào hiệu suất thì : = = – Dựa vaò công thức : = S = U.Iđm = U.I * GV thuyết trình : Khi chọn mạch từ, cần chú ý quan tâm trụ và cửasổ. Trụ của mạch từ phải có tiết diện phùhợp với hiệu suất của máy. Cửa sổ phảicó kích thớc tương thích để hoàn toàn có thể đặt vừacuộn dây. II / Các bớc giám sát đơn cử MBA mộtpha hiệu suất nhỏ. 1. Xác định hiệu suất MBA : – Công suất của cuộn sơ cấp MBA ( P ) có thểtính từ hiệu suất của cuộn dây thứ cấpMBA ( P ) nhờ biểu thức : P ( VA ) Trong đó : – Hiệu suất của MBA ( thờng lấy = 0,850,95 ). Công suất MBA càng nhỏ thìcàng nhỏ. – Nếu hiệu suất của MBA cao thì : S = S = U.ICông suất MBA cần sản xuất là : Sđm = U.I ( U, I – Điện áp, dòng điện thứ cấp định mức củaMBA theo nhu yếu phong cách thiết kế ). 2. Tính toán mạch từ : a ) Chọn mạch từ : Mạch từ của MBA nhỏ thờng là mạch từkiểu bọc, đợc ghép bằng lá thép chữ E vàchữ I ( hình 8.1 ) có những thông số kỹ thuật nh sau : a : chiều rộng trụ quấn dây. b : chiều dày trụ quấn dây. c : độ rộng hành lang cửa số. h : chiều cao của sổ. a / 2 : độ rộng lá thép chữ I.Đối với loại MBA hiệu suất nhỏ, khi chọnmạch từ cần xét đến tiết diện của trụ lõithép mà trên đó sẽ đặt cuộn dây. a / 2H ình 8.1 Mạch từ ghép bằng lá thép chữ E và IGiáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu HuyềnHoạt động 3 : ( 7 phút ) Tìm hiểu về cách tính diện tích quy hoạnh trụ quấn của lõithép. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV diễn giải : Diện tích trụ quấn dây phải phù hợpvới hiệu suất MBA. * GV lý giải : Trong thực tiễn, lõi thép đ-ợc ép chặt nhng vẫn có độ hở giữa những láthép do độ cong vênh và lớp sơn cáchđiện của lá thép. Vì vậy cần phải tínhdiện tích thực của trụ lõi thép. * HS kẻ bảng thông số lấp đầy để áp dụngkhi tính toánmthiết kế MBA.b ) Tính diện tích quy hoạnh trụ quấn của lõi thép. Đối với mạch từ kiểu bọc, diện tích quy hoạnh trụquấn dây đợc tính gần đúng bằng côngthức : Shi = 1,2. dmTrong đó : + Shi = a. b là diện tích quy hoạnh có ích trụ, tínhbằng ( cm ). + Sđmlà hiệu suất MBA, tính bằng ( VA ). Diện tích thực của trụ lõi thép : hiTrong đó klà thông số lấp đầy đợc cho trongbảng sau : Bảng 8-1. Hệ số lấp đầy kLoại MBAMBA âm tần 0,8 MBA dùng trong mái ấm gia đình 0,9 MBA lõi ferit 1H oạt động 4 : ( 8 phút ) Tìm hiểu bảng 8-2 trang 46 – SGK. * GV đa ra bảng 8-2 về diện tích quy hoạnh trụ dây quấn tơng ứng với hiệu suất của MBA tần số50 Hz. Bảng 8-2. Diện tích trụ quấn tơng ứng với hiệu suất MBA ( Tần số 50 Hz ) Công suất MBA ( VA ) Diện tích có ích Shi ( cm ( Để tính số lá thép ) Diện tích trong thực tiễn S ( cm ( Để tính khuôn quấn dây ) = 0,9 k = 0,8 k = 0,710 3,8 4,2 4,7 5,415 4,7 5,2 5,8 6,620 5,4 6,0 6,7 7,725 6,0 6,7 7,5 8,630 6,6 7,3 8,2 9,435 7,1 7,9 8,9 10,140 7,6 8,4 9,5 10,845 8,1 8,9 10,1 11,550 8,5 9,4 10,6 12,155 8,9 9,9 11,1 12,7 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu Huyền60 9,3 10,3 11,6 13,3 Công suất MBA ( VA ) Diện tích hữu dụng Shi ( cm ( Để tính số lá thép ) Diện tích trong thực tiễn S ( cm ( Để tính khuôn quấn dây ) = 0,9 k = 0,8 k = 0,765 9,7 10,8 12,1 13,870 10,0 11,2 12,6 14,375 10,4 11,6 13,0 14,980 10,7 11,9 13,4 15,385 11,1 12,3 13,8 15,890 11,4 12,7 14,2 16,395 11,7 13,0 14,6 16,7100 12,0 13,3 15,0 17,1150 14,7 16,3 18,4 21,0200 17,0 18,9 21,2 24,2250 19,0 21,1 23,7 27,1300 20,8 23,1 26,0 29,1350 22,5 24,9 28,1 32,1400 24,0 26,7 30,0 34,3450 25,5 28,3 31,8 36,4500 26,8 29,8 33,5 38,3550 28,1 31,3 35,2 40,2600 29,4 32,7 36,7 42,0650 30,6 34,0 38,2 43,7700 31,8 35,3 39,7 45,4750 32,9 36,5 41,1 47,0800 33,9 37,7 42,4 48,5850 35,0 38,9 43,7 50,0900 36,0 40,0 45,0 51,4950 37,0 41,1 46,2 52,81000 38,0 42,2 47,4 54,21500 46,5 51,6 58,1 66,42000 53,7 59,6 67,1 76,7 * GV đa ra một bài tập để HS hoàn toàn có thể tra theo bảng trên để tìm diện tích quy hoạnh trụ dây quấn t-ơng ứng của MBA.Bài tập : Hãy chọn mạch từ để quấn một MBA hiệu suất 30VA, có điện áp sơ cấp là = 220V, điện áp thứ cấp là U = 12V, hiệu suất MBA = 0,7. * GV nhu yếu HS đa ra hiệu quả. ( Tra bảng 8-2, ta có diện tích quy hoạnh hữu dụng của trụ thép là Shi = 6,6 cm ). 4 / Tổng hợp-Giao trách nhiệm cho HS. – GV tóm tắt bố cục tổng quan bài học kinh nghiệm và nhu yếu học viên xem kỹ lại bài học kinh nghiệm. 10G iáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu Huyền – Giao bài tập về nhà : Xem lại bài học kinh nghiệm và tìm hiểu và khám phá cách tính toán số vòng dây củacuộn dây và cách tính tiết diện dây quấn, tính diện tích quy hoạnh hành lang cửa số lõi thép … Tiết 19 tính số vòng dây của cuộn dây-tính tiết diện dây quấn-tínhdiện tích hành lang cửa số lõi thép-sắp xếp dây quấn trong cửa sổ1 / không thay đổi lớp : 2 / Kiểm tra bài cũ : Câu hỏi : Hãy viết công thức tính diện tích quy hoạnh có ích, diện tích quy hoạnh thực của trụ quấn dâycủa lõi thép và lý giải những thông số kỹ thuật ? 3 / Nội dung bài giảng : Hoạt động 1 : ( 10 phút ) Tìm hiểu về cách tính số vòng dây của cuộn dây. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV diễn giải : Với một MBA và tần số nhất định, sốvòng của một cuộn dây phụ thuộc vào vàotiíet diện trụ lõi thép đã chọn và chất l-ợng lõi thép. Có nhiều cách tính số vòngdây của những cuộn dây, Trong khuôn khổbài học, tất cả chúng ta chọn cách tính qua đạilợng trung gian là số vòng / vôn, ký hiệulà n-số vòng tơng ứng cho mỗi vôn điệnáp sơ cấp hay thứ cấp. * HS kẻ và ghi bảng 8-3. * GVCâu hỏi : Tại sao số vòng dây cuộn TC lạicộng thêm 10 % điện áp TC ? ( Trong công thức tính N, 10 % Ulà lợngsụt áp khi có tải của dây quấn TC ). 3. Tính số vòng dây của những cuộn dây. – Để tính đợc số vòng dây của những cuộndây, ta xem bảng 8-3 về quan hệ giữa tiếtdiện lõi thép và số vòng / vôn ( với tần số50Hz và cờng độ từ cảm B = 1,2 T ). * Bảng 8-3. Quan hệ giữa tiếtdiện lõi thép và số vòng / vônVới tần số 50H z và cờng độ từ cảm B = 1,2 TTiết diện lõi théphữu ích ( cmSố vòng / vôn4 9,56 6,38 4,710 3,812 3,214 2,716 2,418 2,120 1,922 1,724 1,626 1,528 1,430 1,3 Từ đó ta tính đợc số vòng dây cuộn SC : = U.nSố vòng dây cuộn TC : 11G iáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu Huyền * GV đa ra ví dụ để HS vận dụng tínhtoán. * GV hớng dẫn HS làm ví dụ bằng cáchđặt câu hỏi gợi mở : + Đề bài ch S = 30VA, từ đó ta có thôngsố nào ? + Tìm đợc Shita sẽ tìm đợc đại lợng nào ? + Hãy tính Nvà N = ( U + 10 % U ). nVí dụ : Tính số vòng dây quấn cho MBA vớinhững thông số kỹ thuật sau : hiệu suất 30VA, cóđiện áp sơ cấp là U = 220V, điện áp thứcấp là U = 12V, hiệu suất MBA = 0,7. Giải : – Từ thông số kỹ thuật S = 30VA, tra bảng 8-2 ta códiện tích có ích của trụ théplà : Shi = 6,6 cm – Từ đó tra bảng 8-3 lấy số vòng / vôn là : 4,7 vòng / V ( hoàn toàn có thể lấy n = 5 vòng / vôn ). Vậy số vòng dây sơ cấp là : = 220.5 = 1100 ( vòng ) Số vòng dây cuộn TC là : = ( 12 + 1,2 ). 5 = 66 ( vòng ) Hoạt động 2 : ( 10 phút ) Tìm hiểu về tính tiết diện dây quấn. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV lý giải : Tiết diện dây quấn của những cuộn dâySC và TC tỉ lệ thuận với dòng điện và tỉlệ nghịch với tỷ lệ dòng điện được cho phép. Vậy tỷ lệ dòng đện được cho phép là gì ? * HS ghi chép bảng ( 8-4 ) tỷ lệ dòngđiện được cho phép để thống kê giám sát. 4. Tính tiết diện dây quấn ( hoặc đờngkính dây quấn ). a ) Tính tiết diện dây quấn. – Mật độ dòng điện được cho phép ( A / 1 mm ) làsố ampe / 1 mmdây dẫn khi quản lý và vận hành liêntục mà không sinh ra phát nóng nguyhiểm và tổn thất lớn, đợc xác lập bằngthực nghiệm. Công suất MBA càng nhỏthì tỷ lệ dòng điện được cho phép càng lớn. Bảng8-4. Mật độ dòng điện chophépCông suất ( VA ) Mật độ dòng điệncho phép ( A / mm50 450100 3,5100200 3200500 2,55001000 2V ậy tiết diện dây quấn đợc tính nh sau : dd ( mm12Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu HuyềnGV đa ra bảng 8-5 đẻ HS tra bảng. * HS ghi chép bảng ( 8-5 ) làm t liệu. Trong đó : – Sddlà tiết diện dây quấn ( mm ). – I là cờng độ dòng điện ( A ). – J : tỷ lệ dòng điện được cho phép ( A / mm ). b ) Tính đờng kính dây quấn. Để đơn thuần trong thống kê giám sát, ta hoàn toàn có thể trabảng để tìm tiết diện và đờng kính dâyquấn sau khi đã tính đợc dòng điện SC vàTC. Sau khi đã tính đợc tiíet diện dâyquấn, ta thực thi tra bảng 8-5 đựoc giá trịđờng kính dây quấn hoặc ngợc lại. Bảng 8-5. Đờng kính dây dẫntheo tiết diện dâyĐờng kính dây dẫn ( mm ) Tiết diện dây dẫn ( mm0, 07 0,00380,08 0,00500,09 0,00630,1 0,00780,12 0,01130,14 0,0150,15 0,0170,18 0,0250,20 0,0310,22 0,0380,25 0,0490,30 0,0700,35 0,0960,40 0,1250,45 0,1590,50 0,1960,60 0,2830,70 0,380,80 0,50 Hoạt động 3 : ( 15 phút ) Tìm hiểu về tính diện tích quy hoạnh hành lang cửa số lõi thép. Hoạt động của GV và HS Nội dung * GV vẽ hình và hướng dẫn cho HS thấy rõcửa sổ lõi thép của MBA. 5. Tính diện tích quy hoạnh hành lang cửa số lõi thép. – Hình chữ nhật bị phủ bọc bởi mạch từkhép kín gọi là hành lang cửa số lõi thép, đó là mộtthông số quan trọng khi giám sát. 13G iáo án Nghề Điện dân dụng 11 – GV : Thu HuyềnHình 8.2 – Dây quấn trong hành lang cửa số máy biến áp1. Dây quấn SC 2. Dây quấn TC * GV đa ra 2 cách tính hành lang cửa số lõi thép. * GV lý giải về thông số lấp đầyKTrong trong thực tiễn còn thêm phần cách điện vàkhoảng hở, ngời ta dùng thông số lấp đầy cửasổ Kđợc cho trong bảng 8-6. Bảng 8 – 6. Hệ số lấp đầy cửa sổCông suất MBA ( VA ) Hệ số lấp đầy ( K10100 0,2100500 0,3500 trở lên 0,4 Bảng 8-7. Số vòng dâyêmay trêncmĐờng kính dâytrần ( mm ) Đờng kính dâyđợc cách điệnêmay ( mm ) * Số vòng / cm10 / 100 0,115 550012 / 100 0,14 400013 / 100 0,15 360014 / 100 0,16 310015 / 100 0,17 280016 / 100 0,18 250018 / 100 0,20 207020 / 100 0,22 172022 / 100 0,245 140025 / 100 0,275 114030 / 100 0,325 81035 / 100 0,38 59040 / 100 0,43 47050 / 100 0,535 30560 / 100 0,64 21570 / 100 0,74 160 – Diện tích hành lang cửa số đợc tính nh sau : cs = h. c ( Theo kinh nghiệm tay nghề h3c sẽ tiết kiệm ngân sách và chi phí đợcvật liệu và hình dáng MBA đẹp ). Cách tính diện tích quy hoạnh của hành lang cửa số lõithép : Cách1 : – Tính tổng tiết diện 2 cuộn dây SC và TCchiếm diện tích quy hoạnh hành lang cửa số là : SC = N1dq ; STC = N2dqTrong đó : + N, Nlà số vòng dây của cuộn sơ cấpvà thứ cấp. 1 dq2dqlà tiết diện dây quấn SC vàTC. – Diện tích hành lang cửa số đợc tính : cs = h. cTCSCSS * Chú ý : – Nếu hành lang cửa số quá rộng sẽ tiêu tốn lãng phí vậtliệu, cần chọn lõi thép nhỏ hơn. – Nếu hành lang cửa số nhỏ hơn nhu yếu hoàn toàn có thể sử lýtheo một trong những cách sau : + Chọn lại lõi thép để có kích thớc cửasổ theo nhu yếu. + Tăng diện tích quy hoạnh trụ quấn dây ( tăng số láthép ) để giảm số vòng dây. + Giảm tiết diện dây dẫn ( giảm công suấtMBA ). Cách2 : – Tra bảng số vòng dây / 1 cm ( Bảng 8-7 ). – Từ đó triển khai tính diện tích quy hoạnh hành lang cửa số lõithép : cs = h. c – Số vòng dây / cmcủa cuộn sơ cấp. – Số vòng dây / cmcủa cuộn thứ cấp. Chú ý : * Các cỡ dây ở trên có đổi khác chút íttuỳ theo nhà sản xuất. 14

Source: https://suanha.org
Category : Thợ Điện