Bài 1 trang 154 Tài liệu Dạy – học Vật lí 9 tập 1

Đề bài

Hãy nêu các bộ phận chính của một máy biến thế và mô tả kí hiệu của máy biến thế trong các sơ đồ mạch điện.

Trong một máy biến thế, cuộn dây nào được gọi là cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp? Khi nào thì ở hai đầu cuộn thứ cấp có xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều?

Nêu mối liên hệ giữa hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây máy biến thế với số vòng của các cuộn dây.

Khi nào một máy biến thế được gọi là máy tăng thế, máy hạ thế?

Một học sinh chế tạo một chiếc đèn ngủ bằng cách dùng một đèn sợi đốt 6V – 3W nối vào mạng điện xoay chiều 220V trong nhà qua một máy biến thế (hình minh họa H22.5). Học sinh này phải dùng máy tăng thế hay máy hạ thế? Tỉ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của máy là bao nhiêu? Nếu  bóng đèn này được thắp sáng 8 giờ mỗi ngày thì tiền điện phải trả cho bóng đèn trong một tháng (30 ngày) là bao nhiêu? Cho rằng giá tiền điện la 1800 đồng/ (kW.h) và hao phí điện năng do tỏa nhiệt trong máy biến thế là không đáng kể.

Lời giải chi tiết

- Máy biến thế có hai bộ phận chính là:

+ Một lõi gồm các lá sắt có pha silic ghép cách điện với nhau.

+ Hai cuộn dây có số vòng khác nhau cuốn trên lõi và cách điện với nhau.

Một cuộn dây nối với nguồn gọi là cuộn sơ cấp, một cuộn dây nối với thiết bị tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp.

- 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.

- Công thức \({{{U_1}} \over {{U_2}}} = {{{n_1}} \over {{n_2}}}\)

Với \({U_1},{n_1}\) là hiệu điện thế và số vòng dây của cuộn sơ cấp.

\({U_2},{n_2}\) là hiệu điện thế và số vòng dây của cuộn thứ cấp.

Nếu \({n_1} > {n_2}\) thì\({U_1} > {U_2}\) thì máy biến thế gọi là máy hạ thế.

Nếu \({n_1} < {n_2}\) thì\({U_1} < {U_2}\) thì máy biến thế gọi là máy tăng thế.

Học sinh phải dùng máy hạ thế. Tỉ số giữa vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp là \({{{U_1}} \over {{U_2}}} = {{{n_1}} \over {{n_2}}} = {{220} \over 6} = 36,67\)

Điện năng bóng đèn tiêu thụ trong 1 tháng là: \(A = P.t = 0,003.8.30 = 0,72\,kWh\)

Tiền điện phải trả là: \(0,72.1800 = 1296\) đồng.