Máy biến áp là gì? Tại sao chúng ta cần máy biến áp?

Máy biến áp là gì? Tại sao chúng ta cần máy biến áp? mang đến định nghĩa chính xác về máy biến áp và các loại máy biến áp thường sử dụng.

Máy biến áp là gì? Tại sao chúng ta cần máy biến áp?

Máy biến áp là gì?

Máy biến áp là một thiết bị tĩnh truyền năng lượng điện từ mạch này sang mạch khác thông qua quá trình cảm ứng điện từ. Máy biến áp thường được sử dụng để tăng ('bước lên') hoặc giảm ('bước xuống') giữa các mức điện áp.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp như thế nào?

Các nguyên tắc làm việc của máy biến áp là rất đơn giản. Cảm ứng lẫn nhau giữa hai hoặc nhiều cuộn dây (còn được gọi là cuộn dây) cho phép năng lượng điện được truyền giữa các mạch. Nguyên tắc này được giải thích chi tiết hơn dưới đây.

Giả sử bạn có một cuộn dây (còn được gọi là cuộn dây) được cung cấp bởi một nguồn điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây tạo ra một dòng liên tục thay đổi và xen kẽ bao quanh cuộn dây. 

Nếu một cuộn dây khác được đưa đến gần cuộn dây này, một phần của dòng điện xoay chiều này sẽ liên kết với cuộn dây thứ hai. Vì thông lượng này liên tục thay đổi về biên độ và hướng của nó, phải có một liên kết từ thông thay đổi trong cuộn dây hoặc cuộn thứ hai.

Theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday, sẽ có một EMF được tạo ra trong cuộn dây thứ hai. Nếu mạch của cuộn dây thứ cấp này bị đóng, thì một dòng điện sẽ chạy qua nó. Đây là nguyên lý làm việc cơ bản của máy biến áp. 

Hãy để trainghiemhay.com sử dụng các biểu tượng điện để giúp hình dung điều này. Cuộn dây nhận năng lượng điện từ nguồn được gọi là "cuộn dây sơ cấp". Trong sơ đồ bên dưới, đây là 'Cuộn dây thứ nhất'.

Cuộn dây cung cấp điện áp đầu ra mong muốn do cảm ứng lẫn nhau thường được gọi là "cuộn dây thứ cấp". Đây là 'Cuộn thứ hai' trong sơ đồ trên.

Một máy biến áp làm tăng điện áp giữa các cuộn dây sơ cấp đến thứ cấp được định nghĩa là một máy biến áp tăng cường. Ngược lại, một máy biến áp làm giảm điện áp giữa các cuộn dây sơ cấp đến thứ cấp được định nghĩa là một máy biến áp bước xuống.

Mặc dù sơ đồ của máy biến áp ở trên về mặt lý thuyết là có thể trong một máy biến áp lý tưởng - nó không thực tế lắm. Điều này là do trong không khí mở, chỉ một phần rất nhỏ của từ thông được tạo ra từ cuộn thứ nhất sẽ liên kết với cuộn thứ hai. Vì vậy, dòng điện chạy qua mạch kín kết nối với cuộn dây thứ cấp sẽ cực kỳ nhỏ (và khó đo).

Tốc độ thay đổi của liên kết từ thông phụ thuộc vào lượng từ thông được liên kết với cuộn dây thứ hai. Vì vậy, lý tưởng gần như tất cả các dòng của cuộn sơ cấp nên liên kết với cuộn thứ cấp. Điều này được thực hiện hiệu quả bằng cách sử dụng một loại biến áp lõi. 

Dòng điện đi qua máy biến áp khi được bật được gọi là dòng điện vào máy biến áp và các máy biến áp 560kva Đông Anh được chế tạo theo đúng tiêu chuẩn tiên tiến đó.

Mục đích của máy biến áp là gì?

Máy biến áp được tìm thấy ở khắp mọi nơi dòng điện xoay chiều (AC) được sử dụng vì thế bạn có thể mua máy biến áp 1000kva với kích thước nhỏ gọn để sử dụng như là một thiết bị điện trao đổi điện áp cho dòng điện trong mạch, trong khi không ảnh hưởng đến tổng công suất điện. 

Điều này có nghĩa là nó cần điện cao áp với một dòng điện nhỏ và thay đổi nó thành điện áp thấp với dòng điện lớn, hoặc ngược lại. Một điều cần biết về máy biến áp là chúng chỉ hoạt động cho dòng điện xoay chiều (AC), chẳng hạn như bạn lấy từ phích cắm trên tường, không phải dòng điện trực tiếp (DC).

Máy biến áp sử dụng hai cuộn dây, mỗi cuộn có hàng trăm hoặc hàng ngàn vòng, quấn quanh lõi kim loại. Một cuộn dây dành cho điện đến và một cuộn dây điện đi. Dòng điện xoay chiều trong cuộn dây đến sẽ thiết lập một từ trường xen kẽ trong lõi, từ đó tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây đi.

Năng lượng bị mất trong quá trình truyền tải điện đường dài, chẳng hạn như trong hành trình từ nhà máy điện đến nhà bạn. Ít năng lượng bị mất nếu điện áp rất cao. 

Thông thường, các tiện ích điện sử dụng điện áp cao trong dây truyền đường dài. Tuy nhiên, điện áp cao này quá nguy hiểm khi sử dụng tại nhà. Trong trường hợp các tiện ích điện trong nhà, họ sử dụng máy biến áp để thay đổi điện áp của điện khi nó đi từ nhà máy điện đến nhà bạn.

Đầu tiên sử dụng một máy biến áp, điện áp của một nhà máy điện được đưa lên thang máy đến mức phù hợp để truyền tải đường dài. Bởi vì dòng điện cao thế có thể hồ quang, các máy biến áp tăng cường được gọi là cuộn dây đánh lửa được sử dụng để cấp nguồn cho bugi. 
Máy phát điện tại các nhà máy điện tạo ra dòng điện lớn nhưng không có nhiều điện áp. Điện này được tăng cường đến điện áp cao để truyền qua dây dẫn, vì điện di chuyển hiệu quả hơn ở điện áp cao.

Sau đó, điện áp được giảm xuống trước khi vào nhà bạn - một lần nữa sử dụng máy biến áp. Một máy biến áp bước xuống của thang máy đổi một dòng điện thay đổi dòng điện 440 volt thành dòng điện 120 volt mà bạn sử dụng trong nhà. 
Kế đến dòng điện được sử dụng ở mức đó cho các thiết bị như bóng đèn hoặc được chuyển đổi thành DC bằng bộ chuyển đổi AC / DC cho các thiết bị như máy tính xách tay.

Kể từ khi xuất hiện máy biến thế có điện thế không đổi đầu tiên vào năm 1885, máy biến áp đã trở nên cần thiết cho việc truyền tải, phân phối và sử dụng năng lượng điện xoay chiều trong tất cả các ứng dụng của điện.