1. Định nghĩa Máy biến áp là gì?
Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ.
2. Cấu trúc của máy biến áp?
Máy biến áp có cấu tạo chung gồm 3 bộ phận chính ta có thể dễ dàng nhận thấy đó chính là lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
- Lõi thép: Lõi thép gồm có trụ và gông. Trụ là phần để đặt dây quấn còn gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành một mạch từ kín. Lõi thép của máy biến áp được chế tạo từ nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau và thường được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt. Lõi thép có chức năng dẫn từ thông đồng thời làm khung để đặt dây cuốn. Đối với các loại biến áp dùng trong lĩnh vực thông tin, tần số cao thường được cấu tạo bởi các lá thép permalloy ghép lại.
- Dây quấn hay cuộn dây: thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm bên ngoài bọc cách điện để nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Với biến áp quấn bằng dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh được ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp. Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào nối với mạch điện xoay chiều được gọi là cuộn dây sơ cấp, còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra nối với tải tiêu thụ được gọi là cuộn dây thứ cấp. Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại.
- Vỏ máy: Tùy theo từng loại máy biến áp mà chúng được làm bằng các chất liệu khác nhau. Chúng thường được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tôn mỏng, có công dụng để bảo vệ các phần tử của máy biến áp ở bên trong nó, bao gồm: nắp thùng và thùng. Nắp thùng để đậy trên thùng.
3. Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp?
Máy biến thế hoạt động tuân theo 2 hiện tượng vật lý:
- Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường (từ trường)
- Sự biến thiên từ thông trong cuộn dây tạo ra 1 hiệu điện thế cảm ứng (cảm ứng điện)
Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt. Từ trường biến thiên này tạo ra trong mạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp. Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt.
4. Tác dụng/công dụng của máy biến áp:
Công dụng lớn nhất của máy biến áp là để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện đi xa và giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp cho tải – đóng vai trò rất quan trọng trong việc truyền tải điện năng.
Muốn giảm tổn hao trên đường dây truyền tải có 2 phương án:
- Phương án 1: giảm điện trở R của đường dây
- Muốn giảm R ta tăng tiết diện của dây tức là tăng khối lượng dây dẫn ( nhưng các trụ đỡ cho đường điện rất lớn nên phương án này không kinh tế)
- Phương án 2: giảm dòng điện I chạy trên đường dây truyền tải
- Muốn giảm I ta phải tăng điện áp, ta cần dùng máy tăng áp (phương án này kinh tế và hiệu quả hơn)
Ngoài ra, chúng còn được dùng trong các lò nung, hàn điện, đo lường hoặc làm nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử.
5. Nguyên lý máy biến áp?
- Dây quấn 1 có N1 vòng dây và dây quấn 2 có N2 vòng dây được quấn trên lõi thép.
- Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn 1 (dây quấn sơ cấp), sẽ có dòng điện i1 chạy trong dây quấn 1.
- Trong lõi sinh ra từ thông Φ móc vòng với cả hai dây quấn 1 và 2, cảm ứng ra các sức điện động e1 và e2.
- Dây quấn 2 (dây quấn thứ cấp) có sức điện động e2, sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp xoay chiều u2.
- Như vậy năng lượng của dòng điện xoay chiều đã được truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2.
- Nếu N2> N1 thì U2 > U1, I2< I1: máy tăng áp.
- Nếu N2< N1 thì U2 < U1, I2> I1: máy giảm áp.
6. Một số kí hiệu liên quan đến máy biến áp?
- Điện áp sơ cấp định mức (kí hiệu
) - Dòng điện sơ cấp định mức kí hiệu
, dòng điện thứ cấp định mức kí hiệu là 
- Công suất định mức kí hiệu là
, đơn vị là KVA
