Bạn có biết máy biến áp 1 pha là gì không? Máy biến áp 1 pha là một thiết bị được sử dụng để thay đổi điện áp và dòng điện xoay chiều 1 pha, máy có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp, dân dụng, và điện lực. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, thông số kỹ thuật, và các ứng dụng của máy biến áp 1 pha.
Cấu tạo của máy biến áp 1 pha
Máy biến áp 1 pha có cấu tạo gồm các phần chính sau:
- Cuộn dây: Là phần gồm nhiều vòng dây đồng được quấn quanh một nhân từ. Có hai loại cuộn dây là cuộn dây nguồn (primary) và cuộn dây thứ cấp (secondary). Cuộn dây nguồn là cuộn dây được cấp điện áp vào, còn cuộn dây thứ cấp là cuộn dây được lấy điện áp ra.
- Nhân từ: Là phần gồm một hoặc nhiều thanh sắt hoặc thép được ghép lại thành hình chữ I, L, hoặc E. Nhân từ có chức năng tăng cường từ trường trong máy biến áp và giảm tổn hao năng lượng.
- Vỏ bọc: Là phần bảo vệ các bộ phận bên trong của máy biến áp khỏi các tác động bên ngoài, như va chạm, rung động, nhiệt độ, độ ẩm, v.v…
Xem thêm Máy biến áp hạ thế – Lợi ích và nhược điểm của thiết bị
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp 1 pha
Máy biến áp 1 pha là một thiết bị dựa trên hiệu ứng từ cảm (electromagnetic induction) của Michael Faraday. Hiệu ứng này cho biết khi có một từ trường thay đổi cắt qua một dây dẫn, sẽ tạo ra một điện áp trên dây dẫn đó. Điện áp này được gọi là điện áp cảm ứng (induced voltage). Giá trị của điện áp cảm ứng phụ thuộc vào số vòng dây, tốc độ thay đổi từ trường, và diện tích của dây dẫn.
Công thức tính điện áp cảm ứng
V = N x B x A x w
Trong đó
- V là điện áp cảm ứng (V)
- N là số vòng dây
- B là cường độ từ trường (T)
- A là diện tích của dây dẫn (m2)
- w là tốc độ góc của từ trường (rad/s)
Trong máy biến áp 1 pha, có hai cuộn dây được quấn quanh một nhân từ. Cuộn dây nguồn (P) được cấp vào một điện áp xoay chiều Vp, còn cuộn dây thứ cấp (S) được lấy ra một điện áp xoay chiều Vs. Khi có điện áp xoay chiều Vp được cấp vào cuộn dây nguồn, sẽ tạo ra một từ trường xoay chiều B xung quanh cuộn dây nguồn.
Từ trường này sẽ cắt qua cuộn dây thứ cấp và tạo ra một điện áp xoay chiều Vs trên cuộn dây thứ cấp. Điện áp này có giá trị phụ thuộc vào tỉ số số vòng dây của hai cuộn dây.
Xem thêm Dây điện daphaco
Công thức tính điện áp trên cuộn dây thứ cấp
Vs = Vp x (Ns / Np)
Trong đó
- Vs là điện áp trên cuộn dây thứ cấp (V)
- Vp là điện áp trên cuộn dây nguồn (V)
- Ns là số vòng dây của cuộn dây thứ cấp, và Np là số vòng dây của cuộn dây nguồn
Để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của máy biến áp 1 pha, chúng ta có thể xét một ví dụ cụ thể như sau:
Giả sử ta có một máy biến áp 1 pha có số vòng dây của cuộn dây nguồn là 1000, số vòng dây của cuộn dây thứ cấp là 500, và điện áp được cấp vào cuộn dây nguồn là 220V xoay chiều có tần số 50 Hz. Ta có thể tính được các thông số sau:
- Tốc độ góc của từ trường: w = 2 x pi x f = 2 x pi x 50 = 314 rad/s
- Điện áp trên cuộn dây thứ cấp: Vs = Vp x (Ns / Np) = 220 x (500 / 1000) = 110V
- Cường độ từ trường: B = V / (N x A x w) = 220 / (1000 x A x 314) (A là diện tích của dây dẫn, giả sử là 1 m2)
- Điện áp cảm ứng trên mỗi vòng dây: V = N x B x A x w = 1 x B x 1 x 314 (B là cường độ từ trường, giả sử là 0.7 T)
Các đại lượng đặc trưng của máy biến áp
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Máy biến áp có các đại lượng đặc trưng sau:
Công suất
Là khả năng chuyển đổi năng lượng của máy biến áp, thường được biểu thị bằng đơn vị VA (volt-ampere) hoặc kVA (kilovolt-ampere). Công suất máy biến áp được xác định bằng công thức sau:
P = U1I1 = U2I2
Trong đó:
- P là công suất máy biến áp (VA hoặc kVA)
- U1 là điện áp nguồn (V)
- I1 là dòng điện nguồn (A)
- U2 là điện áp thứ cấp (V)
- I2 là dòng điện thứ cấp (A)
- Điện áp nguồn: Là điện áp được cấp vào cuộn dây nguồn của máy biến áp, thường được biểu thị bằng đơn vị V (volt) hoặc kV (kilovolt).
- Điện áp thứ cấp: Là điện áp được lấy ra từ cuộn dây thứ cấp của máy biến áp, thường được biểu thị bằng đơn vị V (volt) hoặc kV (kilovolt).
Tỉ số biến áp
Là tỉ số giữa điện áp nguồn và điện áp thứ cấp của máy biến áp. Tỉ số biến áp bằng tỉ số số vòng dây của hai cuộn dây.
K = U2/U1 = N2/N1
Trong đó:
- K là tỉ số biến áp
- N2 là số vòng dây cuộn dây thứ cấp
- N1 là số vòng dây cuộn dây nguồn
- Dòng điện nguồn: Là dòng điện chạy qua cuộn dây nguồn của máy biến áp, thường được biểu thị bằng đơn vị A (ampere) hoặc kA (kiloampere).
- Dòng điện thứ cấp: Là dòng điện chạy qua cuộn dây thứ cấp của máy biến áp, thường được biểu thị bằng đơn vị A (ampere) hoặc kA (kiloampere).
Hiệu suất
Là tỉ lệ giữa công suất ra và công suất vào của máy biến áp, thường được biểu thị bằng phần trăm (%).
H = P2/P1 = U2I2/U1I1
Trong đó:
- H là hiệu suất máy biến áp (%)
- P2 là công suất ra (VA hoặc kVA)
- P1 là công suất vào (VA hoặc kVA)
Ngoài các đại lượng trên, máy biến áp còn có các đại lượng khác như:
- Hệ số cos phi: Là tỉ số giữa công suất hữu ích và công suất biểu kiến.
- Hệ số suy hao sắt: Là tỉ lệ giữa công suất tổn hao trong lõi thép và công suất biểu kiến.
- Hệ số suy hao đồng: Là tỉ lệ giữa công suất tổn hao trong dây quấn và công suất biểu kiến.
Ứng dụng của máy biến áp 1 pha
Máy biến áp 1 pha có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau:
Công nghiệp
Máy biến áp 1 pha được sử dụng để cung cấp điện cho các thiết bị và máy móc có yêu cầu điện áp khác nhau. Ví dụ: máy biến áp 1 pha được sử dụng để điều chỉnh điện áp cho các thiết bị đo lường, kiểm soát, và bảo vệ. Ví dụ: máy biến áp 1 pha được sử dụng để giảm điện áp từ 220V xuống 110V cho các thiết bị như đồng hồ đo, relay, cầu dao, v.v…
Dân dụng
Máy biến áp 1 pha được sử dụng để cung cấp điện cho các thiết bị và máy móc trong gia đình có yêu cầu điện áp khác nhau. Ví dụ: máy biến áp 1 pha được sử dụng để tăng điện áp từ 110V lên 220V cho các thiết bị như tủ lạnh, máy giặt, máy sấy,…
Điện lực
Máy biến áp một pha được sử dụng để truyền tải và phân phối điện từ các nhà máy điện đến các người tiêu dùng. Ví dụ: máy biến áp 1 pha được sử dụng để tăng điện áp từ 11 kV đến 110kV cho việc truyền tải điện trên đường dây cao thế, hoặc giảm điện áp từ 110kV xuống 0.4 kV cho việc phân phối điện đến các hộ gia đình.
Kết luận
Như vậy, Winthaco đã giới thiệu cho bạn về máy biến áp 1 pha, một thiết bị hữu ích và phổ biến trong nhiều lĩnh vực, hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn có thêm kiến thức và kinh nghiệm. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc ý kiến nào, xin vui lòng để lại bình luận bên dưới.
Thông tin liên hệ
Hotline: 0919042296
Gmail: thietbidienwinthaco@gmail.com
Địa chỉ: 100 Đường An Sơn 37, Ấp An Quới, Xã An Sơn, TP. Thuận An, Bình Dương
