Dòng điện xoay chiều - Máy biến thế

Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Cấu tạo: - Lõi thép gồm nhiều lá thép mỏng kĩ thuật điện hình chữ nhật rỗng hoặc hình tròn rỗng ghép cách điện với nhau.

- Hai cuộn dây dẫn có điện trở nhỏ quấn chung trên lõi thép, số vòng dây của hai cuộn dây khác nhau. Một cuộn nối với mạch điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp và cuộn kia nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp.

Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến thế:

- Gọi :  N₁ và N₂ lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp

           U₁ và U₂ lần lượt là điện áp hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp

                                              (U_2 over U_1) = ( N_2 over N_1)

- Nếu  N₁ > N₂ ⇒ U₂ > U₁ : Máy tăng áp.

- Nếu  N₁ < N₂ ⇒ U₂ <  U₁ : Máy hạ áp.

* Nếu bỏ qua mọi hao phí điện năng thì ta có P₁ = P₂ ( Trong đó P₁ và P₂ lần lượt là công suất tiêu thụ của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp.

⇒ U₁I₁ = U₂I₂ ⇔(U_2 over U_1) = ( I_1over I_2) = ( N_2 over N_1)

Vậy dùng máy biến thế tăng hiệu điện thế lên bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện giảm đi bấy nhiêu lần.

Sự truyền tải điện năng:

Gọi P_ph là công suất  cần truyền tải đi xa, U_ph là điện áp trước khi truyền tải, r là điện trở của dây dẫn. Ta có lượng hao phí điện năng là:

                                   P_ph  = r .I² = (P^2 _{ph} over U^2 _{ph})r

Từ biểu thức này ta thấy để giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải ta cần:

- Giảm điện trở của dây dẫn ⇒ Biện pháp này chỉ nên dùng nếu cần truyển tải điện năng trong một phạm vi không lớn lắm. ( VD: Tăng tiết diện của dẫy dẫn, dùng vật liệu có tính dẫn điện tốt…)

- Tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải ⇒ Biện pháp này được dùng trong việc truyền tải điện năng đi xa nơi tiêu thụ. ( Ta sử dụng máy biến thế. Cụ thể là dùng máy tăng thế trước khi truyền tải và dùng máy hạ thế trước khi tiêu thụ).