Ôn tập môn Vật lí Lớp 9 - Chủ đề 22: Máy biến thế - Truyền tải điện năng đi xa

NỘI DUNG BÀI HỌC 
TIẾT 43 - CHỦ ĐỀ 22: MÁY BIẾN THẾ - TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG 
ĐI XA 
I. MÁY BIẾN THẾ 
 1. Cấu tạo và hoạt động 
 a. Cấu tạo 
- Một lõi sắt (thép) có pha silic. 
- Hai cuộn dây có số vòng dây khác nhau đặt cách điện với nhau. 
Lưu ý: - lõi sắt và cả 2 cuộn dây đều được cách điện với nhau. 
 - cuộn sơ cấp là cuộn nối với nguồn hiệu điện thế xoay chiều đi vào, cuộn còn 
lại nối với tải tiêu thụ là cuộn thứ cấp. 
 b. Hoạt động của máy biến thế 
- Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì do 
hiện tượng cảm ứng điện từ, ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng xuất hiện một hiệu điện thế 
xoay chiều. 
 2. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế 
 a. Thí nghiệm (SGK) 
 b. Kết luận 
 - Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây máy biến thế tỉ lệ thuận với số vòng dây của 
mỗi cuộn. 
- Tỉ số giữa hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây của máy biến thế bằng tỉ số giữa số 
vòng dây của các cuộn dây tương ứng: 
Lưu ý: + Khi U
2
 > U
1
: máy biến thế được gọi là máy tăng thế 
 + Khi U
2
 < U
1
: máy biến thế được gọi là máy hạ thế 
II. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 
 1. Điện năng hao phí trên đường dây tải điện 
- Vì dây dẫn có điện trở nên một phần điện năng truyền đi bị hao phí do tỏa nhiệt trên 
dây dẫn. 
Trong đó: 
U : hiệu điện thế ở hai đầu đường dây tải điện (V) 
R : điện trở của dây dẫn ( Ω) 
P : công suất điện cần truyền đi (W) 
Php : công suất hao phí trên đường dây tải (W) 
Pℎ𝑝 = 𝑅.
P
2
𝑈2
Trong đó: 
U
1
: hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp (V) 
U
2
: hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp (V) 
n
1
: số vòng dây của cuộn sơ cấp (vòng) 
n
2
: số vòng dây của cuộn thứ cấp (vòng) 
𝑼𝟏
𝑼𝟐
 = 
𝒏𝟏
𝒏𝟐
 * Cách làm giảm hao phí: 
+ tăng U bằng cách dùng máy biến thế (nếu U tăng bao nhiêu lần thì Php 
sẽ giảm bình 
phương số lần khi U tăng)  khả thi. 
 2. Nguyên tắc dùng máy biến thế để truyền tải điện năng của dòng điện xoay 
chiều: 
- Đặt máy tăng thế ở đầu đường dây tải (phía nhà máy điện), đặt máy hạ thế ở nơi 
tiêu thụ 
TIẾT 45- ÔN TẬP KIỂM TRA 1 TIẾT 
Câu 1: Dòng điện xoay chiều là gì? Các tác dụng của dòng điện xoay chiều? Cách 
tạo ra dòng điện xoay chiều? 
- Dòng điện luân phiên đổi chiều là dòng điện xoay chiều. 
- Các tác dụng thường gặp của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống là tác dụng nhiệt, 
tác dụng quang, tác dụng từ và tác dụng sinh lí. 
- Cách tạo ra dòng điện xoay chiều trong máy phát điện xoay chiều: 
 + Cho cuộn dây quay trong từ trường của nam châm 
 + Hoặc cho nam châm quay trước cuộn dây 
Câu 2: Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều? Dựa vào đâu để để ta gọi một bộ 
phận là stato, bộ phận còn lại là rôto? 
- Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính: 
 + Nam châm để tạo ra từ trường (có thể là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm 
điện) 
 + Cuộn dây dẫn để tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều 
- Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là stato, bộ phận còn lại có thể quay là rôto 
Câu 3: Nêu cấu tạo và hoạt động của máy biến thế? Công dụng? 
- Cấu tạo gồm: 
 + Hai cuộn dây có số vòng dây khác nhau, đặt cách điện với nhau 
 + Một lõi sắt có pha silic chung cho hai cuộn dây. 
- Nguyên tắc hoạt động: Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu 
điện thế xoay chiều thì thì do hiện tượng cảm ứng điện từ ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất 
hiện một hiệu điện thế xoay chiều. 
- Công dụng: Máy biến thế là thiết bị dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng 
điện xoay chiều 
Câu 4: Tại sao không dùng dòng điện một chiều để chạy máy biến thế? Giải thích? 
- Vì dòng điện một chiều không thể tạo ra từ trường biến thiên. 
- Giải thích: Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế một 
chiều thì dòng điện này tạo ra từ trường không đổi làm cho lõi sắt bị nhiễm từ cũng 
có từ trường không đổi do đó số đường sức từ xuyên qua cuộn thứ cấp là từ trường 
không đổi kết quả là không thể tạo ra dòng điện cảm ứng trong cuộn thứ cấp. 
+ giảm R (với R = ρ.
𝑙
𝑆
 mà ρ, l không đổi nên S phải tăng (tốn kém) không khả thi 
 LƯU Ý: 
 Công thức: 
=
- Khi U2 <U1 máy biến thế là máy hạ thế 
- Khi U2 >U1 máy biến thế là máy tăng thế 
Câu 5: Trong máy biến thế cuộn dây nào được gọi là cuộn sơ cấp, thứ cấp? Nêu 
nguyên tắc dùng máy biến thế để truyền tải điện đi xa? 
- Cuộn dây nối với hiệu điện thế xoay chiều để đưa điện vào gọi là cuộn sơ cấp 
- Cuộn dây nối với vật tiêu thụ điện để lấy điện ra gọi là cuộn thứ cấp 
- Nguyên tắc: đặt máy tăng thế ở đầu đường dây tải (phía nhà máy điện), đặt máy hạ 
thế nơi tiêu thụ 
Câu 6: Nêu nguyên nhân có sự hao phí trên đường dây tải điện? Viết công thức 
tính công suất hao phí trên đường dây tải điện. Trình bày cách làm giảm hao phí 
trên đường dây tải điện? 
 - Khi truyền tải điện năng đi xa sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa 
nhiệt trên đường dây tải điện 
Trong đó: 
R : điện trở dây dẫn (Ω) 
U : hiệu điện thế ở 2 đầu dây tải điện (V) 
P: công suất truyền tải (W) 
Php : công suất hao phí (W) 
- Có 2 cách để giảm hao phí trên đường dây tải điện: giảm R hoặc tăng U 
 + Giảm R thì phải tăng S → tốn nguyên vật liệu → tốn kinh phí → không thực 
hiện 
 + Tăng U: dùng máy biến thế → nên thực hiện vì khi U tăng bao nhiêu lần thì Php 
giảm bình phương số lần của hiệu điện thế. 
BÀI TẬP 
Bài 1: Một máy biến thế có số vòng dây lần lượt là 400 vòng và 100 vòng. Cho biết 
hiệu điện thế đưa vào cuộn sơ cấp là 120V. Hỏi hiệu điện thế lớn nhất và nhỏ nhất mà 
máy biến thế này có thể tạo ra là bao nhiêu? 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 Php = 
𝑅.P
𝑈 
Bài 2: Ở đầu đường dây tải điện phía nhà máy điện người ta đặt một máy tăng thế có tỉ 
lệ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp là 
2 
. Hiệu điện thế xoay chiều giữa hai đầu 
cuộn sơ cấp là 5000V. 
 a) Tính hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp? 
 b) Tính công suất hao phí trên đường dây tải điện, biết công suất tải điện đi là 
2MW và điện trở tổng cộng của đường dây là 5Ω. 
 c) Nếu không sử dụng máy biến thế trên thì công suất hao phí là bao nhiêu? Từ 
đó em hãy rút ra nhận xét. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
Bài 3: Ở đầu đường dây tải điện người ta đặt một máy tăng thế có số vòng lần lượt là 
200 vòng và 4400 vòng, biết hiệu điện thế xoay chiều đưa vào cuộn sơ cấp là 1000V. Ở 
cuối đường dây đặt máy hạ thế với các cuộn dây có số vòng lần lượt là 100 000 vòng và 
1000 vòng. Tính hiệu điện thế nơi sử dụng và công suất hao phí trên đường dây tải điện 
biết điện trở của đường dây là 80Ω và công suất của nhà máy điện cần tải đi là 110kW. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
Bài 4: Người ta cần chuyển hiệu điện thế xoay chiều 220V để thắp sáng bình thường 
một bóng đèn có ghi (20V-7,2W) bằng máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp là 5500 
vòng. 
a) Cuộn thứ cấp phải có số vòng là bao nhiêu? 
b) Cường độ dòng điện chạy qua đèn là bao nhiêu? 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
Bài 5: Hãy tính công suất hao phí trên đường dây tải điện, biết hiệu điện thế xoay chiều 
đặt vào hai đầu dây là 500kV. Công suất cần truyền tải đi là 480kW, biết điện trở tổng 
cộng của đường dây là 100Ω. 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................................................................... 
Bài 6: Ở đầu đường dây tải điện phía nhà máy điện người ta đặt một máy tăng thế có tỉ 
lệ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp là 
2 
. Hiệu điện thế xoay chiều giữa hai đầu 
cuộn sơ cấp là 1000V 
 a) Tính số vòng dây cuộn sơ cấp (biết số vòng cuộn thứ cấp là 100.000 vòng) 
 b) Tính công suất hao phí trên đường dây tải điện, biết công suất tải điện đi là 
500kW và điện trở tổng cộng của đường dây là 50Ω 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
Bài 7: Một nhà máy điện truyền tải đi một công suất điện 2MW, hiệu điện thế xoay 
chiều của nhà máy phát điện là 5000V. Điện trở tổng cộng của đường dây tải điện là 
5Ω. Tính công suất điện hao phí trên đường dây dẫn trong hai trường hợp: 
 a) Không sử dụng máy biến thế mà kết nối trực tiếp nhà máy điện với đường dây 
dẫn? 
 b) Sử dụng một máy biến thế nối nhà máy điện với đường dây dẫn. Cho biết số 
vòng dây của cuộn thứ cấp máy biến thế lớn gấp 20 lần số vòng dây cuộn sơ cấp? 
 c) Để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện xoay chiều, biện pháp chủ 
yếu được sử dụng là gì? 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
Bài 8: Một nhà máy điện truyền tải đi một công suất điện 60kW, hiệu điện thế xoay 
chiều của nhà máy phát điện là 1000V. Điện trở tổng cộng của đường dây tải điện là 
5Ω. 
a) Tính công suất điện hao phí trên đường dây dẫn 
b) Nêu một biện pháp đơn giản để giảm công suất hao phí xuống 200 lần 
6-Một máy biến thế là máy tăng thế có số vòng dây lần lượt là 250 vòng và 31250 
vòng. Cho biết hiệu điện thế đưa vào cuộn sơ cấp là 4000V. Hỏi hiệu điện thế giữa hai 
đầu cuộn thứ cấp để hở là bao nhiêu? 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
 .............................................................................................................................................................. 
PHẦN 3: QUANG HỌC 
CHỦ ĐỂ 25: HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 
I. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng 
 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng 
- Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt 
khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa 2 môi trường gọi là hiện tượng khúc xạ ánh 
sáng. 
 2. Một số khái niệm trong hiện tượng khúc xạ ánh 
II. Quan hệ giữa tia tới và tia khúc xạ 
 1. Thí nghiệm (STL/10) 
 2. Kết luận 
* Lưu ý: Khi tia tới xiên góc với mặt phân cách: 
- Tia sáng truyền từ không khí sang môi trường trong suốt rắn hoặc lỏng thì góc khúc xạ 
nhỏ hơn góc tới 
- Tia sáng truyền từ môi trường trong suốt rắn hoặc lỏng sang không khí thì góc khúc xạ 
lớn hơn góc tới 
- Khi tia tới vuông góc với mặt phân cách hai môi trường trong suốt, tia sáng truyền 
thẳng qua mặt phân cách, không bị khúc xạ. 
Bài 1: STL/12 
(1) (2) 
I: điểm tới 
SI: tia tới 
IK: tia khúc xạ 
𝑆𝐼𝑁 : góc tới (i) 
𝑁′𝐼𝐾 : góc khúc xạ (r) 
PQ: Mặt phân cách giữa hai môi trường 
NN’: pháp tuyến 
Bài 2: Chiếu một chùm sáng hẹp vào một khay hình chữ nhật chứa nước. Hãy vẽ đường 
đi của tia sáng trong 3 trường hợp: 
 a) Khay đựng đầy nước 
 b) Khay chứa ½ nước 
 c) Khay không có nước 
Bài làm