Hệ Số Lấp đầy Của Máy Biến áp Dùng Trong Gia đình

-->

Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền Bài7- Một số vấn đề chung về máy biến áp(Bài gồm 2 tiết: tiết 16,17)Ngày soạn: 15/10/2008C hơng2.Máy biến ápa/ Mục tiêu bài học:1. kiến thức: - Nắm đợc khái niệm chung về máy biến áp. - Hiểu đợc công dụng,cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA. 2. Kĩ năng: - Làm đợc một số loại bài tập về MBA. - Đọc đợc các số liệu định mức của MBA và biết phân loại MBA 3. Thái độ: - HS liên hệ thực tế để thấy đợc vai trò của MBA đối với truyền tải và phân phối điệnnăng. B/ Chuẩn bị bài giảng: - Nghiên cứu bài 7-SGK . - Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến bài giảng. - Vật mẫu: Lá thép kỹ thuật điện(lõi thép) c/ Tiến trình bài dạy: Tiết 16 - kháI niệm chung về máy biến áp1/ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số lớp học 2/Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: Trình bày cách sử dụng vạn năng kế để đo điện trở?3/Đặt vấn đề vào bài mới: Trong cuộc sống sinh hoạt cũng nh sản xuất,chúng ta rất hay gặp MBA.Vậy MBAcó công dụng gì? Có những loại MBA nào? Cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA rasao?Chúng ta hãy nghiên cứu bài 7.4/Nội dung giảng bài mới: Hoạt động 1: (12phút) Tìm hiểu công dụng của máy biến áp.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV đặt câu hỏi:+Để biến đổi điện áp của dòng điệnxoay chiều từ điện áp cao xuống điện ápthấp hoặc ngợc lại,ta dùng loại máyđiện nào? (Máy biến áp)+Em hay gặp MBA ở đâu?I/ Khái niệm chung về máy biến áp:1.Công dụng: - Máy biến áp có vai trò quan trọng khôngthể thiếu trong truyền tải và phân phối điệnnăng. *Sơ đồ hệ thống truyền tải và phân phối1 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền 1 2 3 4 5( Truyền tải và phân phối điện năng)+Em hãy giải thích vì sao cần có MBAtăng áp ở đầu đờng dây và MBA hạ áp ởcuối đờng dây?(*Phải có MBA ở đầu đờng dây vì: - Cùng một công suất truyền tải trên đ-ờng dây,nếu tăng điện áp thì dòng điệnsẽ giảm,từ đó có thể giảm tiết diện dâydẫn,dẫn tới hạ giá thành đờng dây tảiđiện.- Khoảng cách càng xa càng cần điện ápcao.Hiện nay,đẻ truyền tải điện năngcông suất lớn đi xa,ngời ta phải dùng hệthống đờng dây tải điện có điện áp cao:35; 110; 220 ; 400; 500KV.Song thực tếmáy phát chỉ có khả năng phát điện từ 3đến 21 KV. Vì vậy phải có MBA tăng áp ở đầu đ-ờng dây truyền tải.*Phải có MBA hạ áp ở cuối đờng dâyvì: Các hộ tiêu thụ thờng yêu cầu điệnáp thấp từ 0,2 đến 0,6KV).điện năng: Chú dẫn: 1.Máy phát điện. 2.MBA tăng áp. 3.Đờng dây truyền tải. 4.MBA hạ. 5.Các hộ tiêu thụ.- Máy biến áp còn đợc dùng trong côngnghiệp(nh hàn điện...),trong đời sống giađình,trong kĩ thuật điện tử(ghép nối tín hiệugiữa các tầng khuếch đại trong các bộlọc,làm nguồn cho các thiết bị điện,điện tửnh biến áp loa,biến áp trung tần...) Hoạt động 2: (8phút) Tìm hiểu về định nghĩa máy biến áp.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV nêu định nghĩa MBA và vẽ kí hiệusơ đồ của MBA lên bảng.*GV hỏi:+ Theo em cuộn dây nào là cuộn dây sơcấp,cuộn dây nào là cuộn dây thứ cấp?2.Định nghĩa máy biến áp: - Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làmviệc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, dùngđể biến đổi điện áp xoay chiều này thànhđiện áp xoay chiều khác nhng vẫn giữnguyên tần số. - Trong bản vẽ sơ đồ điện,MBA đợc kýhiệu nh sau: - Cuộn dây nối với nguồn gọi là cuộn dâysơ cấp kí hiệu các đại lợng U1, I1, N1,P1- Cuộn dây nối với tải gọi là thứ cấp kíhiệu các đại lợng U2, I2, N2, P2. 2U1hoặcU2 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền Hoạt động 3: (7phút) Tìm hiểu các số liệu định mức của MBA.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV diễn giải: Các số liệu định mức của MBA quyđịnh điều kiện kỹ thuật của MBA,donhà máy chế tạo quy định thờng ghitrên nhãn hiệu của MBA nh:Công suấtđịnh mức,điện áp sơ cấp định mức,dòngđiện sơ cấp định mức,dòng điện thứ cấpđịnh mức,tần số định mức.*GV cần lu ý với HS rằng: MBA khilàm việc không đợc vợt quá các trị sốđịnh mức ghi trên nhã máy biến áp.3/ Các số liệu định mức của MBA:a)Dung lợng hay công suất đinh mức Sđm: Là công suất toàn phần(hay biểu kiến)củaMBA.Đơn vị: Vôn-Ampe(VA) hoặckilôvôn-ampe (KV).b)Điện áp sơ cấp định mức U1đm: Là điện áp của dây quấn sơ cấp. Đơn vị: Vôn (V) hoặc kilôvôn (KV).c)Dòng điện sơ cấp định mức I1đm và thứcấp định mức I2đm: Là dòng điện của dây quấn SC và TC ứngvới công suất và điện áp định mức. Đơn vị: Ampe (A) hoặc kilôampe (KA). Sđm= U1đm.I1đm = U2đm.I2đmd)Tần số định mức fđm (Hz):Thờng các máy biến áp điện lực có tần sốcông nghiệp là 50 Hz. Hoạt động 4: (6phút) Tìm hiểu về phân loại máy biến áp.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GVđa ra cách phân loại MBA.Ngời tathờng phân loại theo công dụng.4.Phân loại máy biến áp: - Máy biến áp điện lực: Dùng trong truyền tảivà phân phối điện năng.- Máy biến áp tự ngẫu: Biến đổi điện áp trongphạm vi không lớn và dùng để mở máy nhữngđộng cơ điện xoay chiều. - Máy biến áp công suất nhỏ:Dùng cho cácthiết bị đóng cắt,các thiết bị điện tử và tronggia đình.- Máy biến áp chuyên dùng:Dùng cho các lòluyện kim, các thiết bị chỉnh lu, điện phân,MBA hàn điện. - Máy biến áp đo lờng:Dùng giảm điện áp vàdòng điện khi đa vào các đồng hồ đo điện. - Máy biến áp thí nghiệm:Dùng để thí nghiệmcác điện áp cao. 5/Củng cố và hớng dẫn về nhà:- GV tổng hợp bài theo đề mục.- Yêu cầu HS tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBA.3 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền N2U1U2N1TảiMạch từTiết 17- cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp1/ổn định lớp: 2/Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: Trình bày khái niệm về MBA? Các thông số định mức của MBA?3/Nội dung bài giảng: Hoạt động 1: (15phút) Tìm hiểu về cấu tạo của máy biến áp.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV vẽ sơ đồ cấu tạo MBA một pha lênbảng và yêu cầu HS vẽ vào vở.*GV chỉ ra cấu tạo MAB trên sơ đồ để HS nhận biết và tìm hiểu thực tế.*GV cần giải thích cho HS thấy rõ: Lõi thép gồm 2 phần: + Trụ: Là nơi đặt dây quấn. + Gông: Để khép kín mạch từ.*GV đặt câu hỏi:Tại sao lõi thép lại đợctạo bởi nhiều lá thép KTĐ mỏng màkhông chế tạo bằng một khối thép?(Khi từ thông qua lõi thép biến thiênlàm xuất hiện sđđ cảm ứng.Nếu khốithép là một vật dẫn,sđđ này sẽ tạo radòng khép kín,đó là dòng điện xoáyhay dòng pu-cô.Nó làm nóng lõi thépgây tổn thất năng lợng,làm nóng máydẫn đến giảm độ cách điện).II/ Cấu tạo và nguyên lý làm việc củamáy biến áp.1.Cấu tạo Máy biến áp.Gồm 3 bộ phận chính: - Lõi thép: tạo thành mạch từ khép kín - Bộ phận dẫn điện : gồm các cuộn dâyquấn sơ cấp và thứ cấp.- Vỏ máy : Để bảo vệ và làm mát cho máybiến áp.a)Lõi thép. - Công dụng: dùng làm mạch từ, đồng thờilàm khung quấn dây. - Hình dáng lõi thép: thờng đợc chia làm 2loại: kiểu bọc(dây quấn đợc lồng trên trụgiữa), kiểu lõi (dây quấn đợc lồng trên 2trụ).Lõi thép đợc ghép bằng những lá thép KTĐdày khoảng 0,3.. 0,5mm là thép hợp kim cóthành phần silíc,bên ngoài có sơn phủ êmaycách điện. b)Dây quấn máy biến áp. -Thờng làm bằng đồng đợc tráng men hoặcbọc cách điện bằng vải mềm có độ bền cơhọc cao,khó đứt,dẫn điện tốt. Dây điện có hai cuộn: cuộn sơ cấp và cuộnthứ cấp: dây quấn nối với nguồn là cuộn sơcấp,dây quấn nối với tải là cuộn thứ cấp.c)Vỏ máy. Thờng làm bằng kim loại,dùng để bảo vệmáy đồng thời là nơi để gá lắp đồng hồ đođiện,đèn báo,chuông báo,ổ lấy điện4I2I1 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền U1U2N1TảiN2 Hoạt động 2: (20phút) Tìm hiểu nguyên lý làm việc của máy biến áp.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV giải thích hiện tợng cảm ứng điện từbằng các câu hỏi sau:+Cho dòng điện biến đổi đi qua một cuộndây,trong cuộn dây sẽ sinh ra đại lợng nào?(Từ trờng biến đổi).+ Nếu đặt cuộn dây thứ hai vào trong từ trờngcủa cuộn dây thứ nhất thì trong cuộn dây thứhai sinh ra đại lợng nào?(Sđđ cảm ứng và dòng điện cảm ứng)*GV nhấn mạnh:Hai cuộn dây đặt càng sátnhau thì mức độ cảm ứng điện càngmạnh.Mức độ đó tăng lên rất mạnh khi cả haicuộn dây trên cùng một lõi thép,đặc biệt trênmột mạch từ khép kín.*GV nêu ra cho HS thấy đợc nguyên lý làmviệc của MBA dựa trên hiện tợng cảm ứngđiện từ.*GV minh hoạ trên hình vẽ để chỉ ra từ thông móc vòng qua cả hai cuộn dây.Câu hỏi: MBA nh thế nào gọi là MBA tăngáp,MBA hạ áp?*GV cần chỉ dẫn để HS thẩy: MBA chỉ vậnhành với nguồn điện xoay chiều.Tuyệt đốikhông nối với nguồn một chiều vì khi nốicuộn dây sơ cấp với nguồn một chiều,MBA sẽphát nóng và cháy trong thời gian ngắn.Vì dòng điện chạytrong cuộn sơ cấp tăng rất lớn.2.Nguyên lý làm việc của máy biến áp.a)Hiện tợng cảm ứng điện từ. Cho dòng điện biến đổi đi qua một cuộn dâydẫn điện sẽ sinh ra một từ trờng biến đổi.Nếuđặt cuộn dây thứ hai vào trong từ trờng củacuộn dây thứ nhất thì trong cuộn dây thứ haisinh ra sức điện động cảm ứng.Dòng điện cảmứng này cũng biến đổi tơng tự nh dòng điệnsinh ra nó và tồn tại trong suốt thời gian từthông biến đổi đợc duy trì.Đó là hiện tợngcảm ứng điện từ. b)Nguyên lý làm việc của máy biến áp. Khi ta nối dây quấn sơ cấp máy biến áp vàonguồn điện xoay chiều có điện áp U1,trongdây quấn sơ cấp có dòng điện I1chạy qua,vàsinh ra từ thông biến thiên.Do mạch từ khépkín nên từ thông này móc vòng qua cả haicuộn dây sơ cấp và thứ cấp và sinh ra trongcuộn TC một sđđ cảm ứng E2 tỉ lệ với số vòngdây N2.Đồng thời từ thông biến thiên cũngsinh ra trong cuộn SC một sđđ tự cảm E1 tỉ lệvới số vòng dây N1. * Nếu bỏ qua tổn thất điện áp,ta có: U1 = E1 ; U2 = E2Do đó: 212121NNEEUU===K (Hệ số MBA) - Nếu K1 ta gọi MBA giảm áp *Công suất MBA nhận từ nguồn là: S1 = U1.I1 Công suất MBA cấp cho phụ tải là:S2 = U2.I2 Nếu bỏ qua tổn hao,ta có: S1 = S2 nên U1.I1 = U2.I2 hay KIIUU==1221 Nh vậy,nếu tăng điện áp K lần thì đồng thờidòng điện sẽ giảm K lần và ngợc lại.4/Tổng hợp-Đánh giá-Giao nhiệm vụ cho HS. - GV tóm tắt bố cục bài học và yêu cầu học sinh xem kỹ lại bài học. - Giao bài tập về nhà: Trang 43 SGK.5I2I1 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền (Bài gồm 2 tiết: Từ tiết 18 đến tiết 19)Ngày soạn: 20/10/2008Bài8- tính toán thiết kế máy biến ápmột phaa/ Mục tiêu bài học:1. kiến thức: -HS nắm đợc quy trình chung để tính toán thiết kế MBAmột pha công suất nhỏ. -Hiểu đợc yêu cầu,cách tính của từng bớc khi thiết kế MBA một pha công suất nhỏ. 2. Kĩ năng: -Thực hiện đợc quy trình chung để tính toán thiết kế MBAmột pha công suất nhỏ. -Thực hiện đợc các bớc tính toán:Xác định công suất,tính toán mạch từ,tính số vòngdây của các cuộn dây,tính tiết diện dây quấn,tính diện tích cửa sổ lõi thép,sắp xếp dâyquấn trong cửa sổ. 3. Thái độ: - HS có ý thức tìm hiểu cách tính toán thiết kế MBA và liên hệ trong thực tế.B/ Chuẩn bị bài giảng: - Nghiên cứu bài 8-SGK . - Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến bài giảng.c/ Tiến trình bài dạy:Tiết 18 quy trình chung để tính toán thiết kế máy biến áp mộtpha công suất nhỏ - tính tiết diện trụ quấn dây của lõi thép1/ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số lớp học. 2/Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp?3/Đặt vấn đề vào bài mới: Muốn thiết kế máy biến áp một pha công suất nhỏ ta phải thực hiện những quy trìnhnh thế nào?Chúng ta hãy nghiên cứu nội dung bài 8.4/Nội dung bài giảng mới: Hoạt động 1: (10phút) Tìm hiểu quy trình chung để tính toán thiết kế MBA một pha công suất nhỏ. 6 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV diễn giải: Việc tính toán chính xácMBA ở chếđộ có tải rất phức tạp vì phải giải quyếtgiới hạn tănh nhiệt độ tối đa và sụt áptrong giới hạn cho phép.Để giải quyếtcác vấn đề này,khi tính toán cần phảitiến hành một số phép tính khá phứctạp.Trong bài này,chúng ta sử dụng ph-ơng pháp dựa vào những kết quả thựcnghiệm,đơn giản nhng vẫn đảm bảo tínhchính xác.*GV đa ra các bớc tính toand thiết kếMBA.*GV hớng dẫn HS cách chọn công suấtMBA trong gia đình.Giải thích cácthông số trong công thức.*GV đa ra ví dụ,tính toán cụ thể để HSdễ hiểu.*GV giả thích: Ta có thể coi khi dùng lòsởi thì bỏ quạt,tủ lạnh và ngợc lại.Khidùng ti vi thì không dùng quay băng.Dođó phụ tải lớn nhất gồm đèn ống 40W,lòsởi 550W,ấm đun nớc 1500W,ti vi100W.I/Quy trình chung để tính toán thiết kếMBA một pha công suất nhỏ. *Tính toán thiết kế MBA gồm những b-ớc sau : 1. Xác định công suất Máy biến áp. 2.Tính toán mạch từ. 3.Tính số vòng dây của các cuộn dây. 4.Tính tiết diện dây quấn. 5.Tính diện tích cửa sổ lõi thép.*Chọn công suất MBA điều chỉnh: Công suất Tính toán của MBA đợc tínhtheo công thức sau:Stt = Kđ.iiPcos(1+kdt) (VA)Trong đó:-Kđ là hệ số đóng đồng thời và lấy bằng0,61 tuỳ theo số tải nhiều hay ít và tínhhoạt động đồng thời của chúng.-Pi là công suất của từng thiết bị mắc vàomạch.- cos là hệ số công suất của từng thiết bịmắc vào mạch,cụ thể: +Đèn sợi đốt và các dụng cụ nhiệt điện cos = 1 +Đèn ống,tủ lạnh,máy điều hòa: cos = 0,4 ữ0,6 +Quạt điện: cos = 0,6 ữ0,8 +Máy thu thanh thu hình: cos = 0,8 ữ0,9 Ví dụ:Chọn MBA điều chỉnh cung cấpcho tủ lạnh 110W,đèn ống 40W,2quạt trần110W,2quạt bàn 55W,lò sởi 550W,ấm đunnớc 1500W,1ti vi 100W,1máy quay băng80W.Điện áp giờ cao điểm là 130V,bìnhthờng là 220V.Giải Lấy kdt=20% ; Kđ=1,ta có:Stt=( )2,019,010015005504,040+ì+++=2605VATa có dòng điện tính toán phía sơ cấp là: Itt=AUStt201302605min=Nh vậy: Máy biến áp đợc chọn phải có công suấtlớn hơn Stt hoặc cờng độ dòng điện sơ cấplớn hơn Itt.7 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền a/2 c a chhba/2 Hoạt động 2: (15phút) Tìm hiểu cách xác định công suất Máy biến áp và chọn mạch từ Máy biến áp.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV đa ra hai cách tính:- Dựa vào hiệu suất thì: 2112PPPP==- Dựa vaò công thức: S1 = S2 = U2.I2 Sđm = U2.I2* GV thuyết trình: Khi chọn mạch từ,cần chú ý trụ và cửasổ.Trụ của mạch từ phải có tiết diện phùhợp với công suất của máy.Cửa sổ phảicó kích thớc phù hợp để có thể đặt vừacuộn dây.II/Các bớc tính toán cụ thể MBA mộtpha công suất nhỏ.1.Xác định công suất MBA:- Công suất của cuộn sơ cấp MBA(P1)có thểtính từ công suất của cuộn dây thứ cấpMBA(P2)nhờ biểu thức: P1 = 2P (VA)Trong đó: - Hiệu suất của MBA (thờng lấy =0,850,95).Công suất MBA càng nhỏ thì càng nhỏ.- Nếu hiệu suất của MBA cao thì: S1 = S2 = U2.I2Công suất MBA cần chế tạo là: Sđm = U2.I2(U2,I2 - Điện áp,dòng điện thứ cấp định mức củaMBA theo yêu cầu thiết kế).2.Tính toán mạch từ:a)Chọn mạch từ: Mạch từ của MBA nhỏ thờng là mạch từkiểu bọc,đợc ghép bằng lá thép chữ E vàchữ I (hình 8.1) có các thông số nh sau: a: chiều rộng trụ quấn dây. b: chiều dày trụ quấn dây. c: độ rộng cửa sổ. h: chiều cao của sổ. a/2: độ rộng lá thép chữ I.Đối với loại MBA công suất nhỏ,khi chọnmạch từ cần xét đến tiết diện của trụ lõithép mà trên đó sẽ đặt cuộn dây.8a/2Hình 8.1Mạch từ ghép bằng lá thép chữ E và I Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền Hoạt động 3: (7phút)Tìm hiểu về cách tính diện tích trụ quấn của lõithép.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV diễn giải: Diện tích trụ quấn dây phải phù hợpvới công suất MBA.*GV giải thích: Trong thực tế,lõi thép đ-ợc ép chặt nhng vẫn có độ hở giữa các láthép do độ cong vênh và lớp sơn cáchđiện của lá thép.Vì vậy cần phải tínhdiện tích thực của trụ lõi thép.*HS kẻ bảng hệ số lấp đầy để áp dụngkhi tính toánmthiết kế MBA.b)Tính diện tích trụ quấn của lõi thép. Đối với mạch từ kiểu bọc,diện tích trụquấn dây đợc tính gần đúng bằng côngthức: Shi = 1,2.dmS Trong đó:+ Shi = a.b là diện tích hữu ích trụ,tínhbằng (cm2).+ Sđm là công suất MBA,tính bằng (VA). Diện tích thực của trụ lõi thép: St = lhikSTrong đó kl là hệ số lấp đầy đợc cho trongbảng sau: Bảng 8-1.Hệ số lấp đầy klLoại MBAklMBA âm tần 0,8MBA dùng trong gia đình 0,9MBA lõi ferit 1 Hoạt động 4: (8phút) Tìm hiểu bảng 8-2 trang 46-SGK.*GV đa ra bảng 8-2 về diện tích trụ dây quấn tơng ứng với công suất của MBA tần số50 Hz.Bảng 8-2. Diện tích trụ quấn tơng ứng với công suất MBA (Tần số 50 Hz)Công suất MBA(VA)Diện tích hữu ích Shi (cm2)(Để tính số lá thép)Diện tích thực tế St (cm2)(Để tính khuôn quấn dây)kl = 0,9 kl = 0,8 kl= 0,710 3,8 4,2 4,7 5,415 4,7 5,2 5,8 6,620 5,4 6,0 6,7 7,725 6,0 6,7 7,5 8,630 6,6 7,3 8,2 9,435 7,1 7,9 8,9 10,140 7,6 8,4 9,5 10,845 8,1 8,9 10,1 11,550 8,5 9,4 10,6 12,155 8,9 9,9 11,1 12,79 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền 60 9,3 10,3 11,6 13,3 Công suất MBA(VA)Diện tích hữu ích Shi (cm2)(Để tính số lá thép)Diện tích thực tế St (cm2)(Để tính khuôn quấn dây)kl = 0,9 kl = 0,8 kl= 0,765 9,7 10,8 12,1 13,870 10,0 11,2 12,6 14,375 10,4 11,6 13,0 14,980 10,7 11,9 13,4 15,385 11,1 12,3 13,8 15,890 11,4 12,7 14,2 16,395 11,7 13,0 14,6 16,7100 12,0 13,3 15,0 17,1150 14,7 16,3 18,4 21,0200 17,0 18,9 21,2 24,2250 19,0 21,1 23,7 27,1300 20,8 23,1 26,0 29,1350 22,5 24,9 28,1 32,1400 24,0 26,7 30,0 34,3450 25,5 28,3 31,8 36,4500 26,8 29,8 33,5 38,3550 28,1 31,3 35,2 40,2600 29,4 32,7 36,7 42,0650 30,6 34,0 38,2 43,7700 31,8 35,3 39,7 45,4750 32,9 36,5 41,1 47,0800 33,9 37,7 42,4 48,5850 35,0 38,9 43,7 50,0900 36,0 40,0 45,0 51,4950 37,0 41,1 46,2 52,81000 38,0 42,2 47,4 54,21500 46,5 51,6 58,1 66,42000 53,7 59,6 67,1 76,7*GV đa ra một bài tập để HS có thể tra theo bảng trên để tìm diện tích trụ dây quấn t-ơng ứng của MBA.Bài tập: Hãy chọn mạch từ để quấn một MBA công suất 30VA,có điện áp sơ cấp làU1=220V,điện áp thứ cấp là U2= 12V,hiệu suất MBA = 0,7. *GV yêu cầu HS đa ra kết quả. (Tra bảng 8-2,ta có diện tích hữu ích của trụ thép là Shi = 6,6cm2).4/Tổng hợp-Giao nhiệm vụ cho HS. - GV tóm tắt bố cục bài học và yêu cầu học sinh xem kỹ lại bài học.10 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền - Giao bài tập về nhà: Xem lại bài học và tìm hiểu cách tính toán số vòng dây củacuộn dây và cách tính tiết diện dây quấn,tính diện tích cửa sổ lõi thép...Tiết 19tính số vòng dây của cuộn dây-tính tiết diện dây quấn-tínhdiện tích cửa sổ lõi thép-sắp xếp dây quấn trong cửa sổ1/ổn định lớp: 2/Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: Hãy viết công thức tính diện tích hữu ích,diện tích thực của trụ quấn dâycủa lõi thép và giải thích các thông số?3/Nội dung bài giảng: Hoạt động 1: (10phút) Tìm hiểu về cách tính số vòng dây của cuộn dây.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV diễn giải: Với một MBA và tần số nhất định,sốvòng của một cuộn dây phụ thuộc vàotiíet diện trụ lõi thép đã chọn và chất l-ợng lõi thép.Có nhiều cách tính số vòngdây của các cuộn dây,Trong khuôn khổbài học,chúng ta chọn cách tính qua đạilợng trung gian là số vòng/vôn,ký hiệulà n-số vòng tơng ứng cho mỗi vôn điệnáp sơ cấp hay thứ cấp.*HS kẻ và ghi bảng 8-3.*GVCâu hỏi: Tại sao số vòng dây cuộn TC lạicộng thêm 10% điện áp TC?(Trong công thức tính N2,10%U2là lợngsụt áp khi có tải của dây quấn TC).3.Tính số vòng dây của các cuộn dây.- Để tính đợc số vòng dây của các cuộndây,ta xem bảng 8-3 về quan hệ giữa tiếtdiện lõi thép và số vòng/vôn (với tần số50Hz và cờng độ từ cảm B = 1,2T).*Bảng 8-3.Quan hệ giữa tiếtdiện lõi thép và số vòng/vônVới tần số 50Hz và cờng độ từ cảm B = 1,2TTiết diện lõi théphữu ích(cm2)Số vòng/vôn4 9,56 6,38 4,710 3,812 3,214 2,716 2,418 2,120 1,922 1,724 1,626 1,528 1,430 1,3Từ đó ta tính đợc số vòng dây cuộn SC: N1 = U1.nSố vòng dây cuộn TC:11 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền *GV đa ra ví dụ để HS áp dụng tínhtoán.*GV hớng dẫn HS làm ví dụ bằng cáchđặt câu hỏi gợi mở:+Đề bài ch S = 30VA,từ đó ta có thôngsố nào?+Tìm đợc Shita sẽ tìm đợc đại lợng nào?+Hãy tính N1và N2? N2 = (U2 + 10%U2).nVí dụ: Tính số vòng dây quấn cho MBA vớinhững thông số sau: công suất 30VA,cóđiện áp sơ cấp là U1=220V,điện áp thứcấp là U2 = 12V,hiệu suất MBA = 0,7.Giải:-Từ thông số S =30VA,tra bảng 8-2 ta códiện tích hữu ích của trụ théplà:Shi=6,6cm2.-Từ đó tra bảng 8-3 lấy số vòng/vôn là:4,7 vòng/V(có thể lấy n=5vòng/vôn).Vậy số vòng dây sơ cấp là: N1 = 220.5 = 1100 (vòng)Số vòng dây cuộn TC là: N2 = (12+1,2).5 = 66(vòng) Hoạt động 2: (10phút) Tìm hiểu về tính tiết diện dây quấn.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV giải thích: Tiết diện dây quấn của các cuộn dâySC và TC tỉ lệ thuận với dòng điện và tỉlệ nghịch với mật độ dòng điện cho phép. Vậy mật độ dòng đện cho phép là gì?*HS ghi chép bảng (8-4) mật độ dòngđiện cho phép để tính toán.4.Tính tiết diện dây quấn (hoặc đờngkính dây quấn).a)Tính tiết diện dây quấn.- Mật độ dòng điện cho phép(A/1mm2) làsố ampe/1mm2 dây dẫn khi vận hành liêntục mà không sinh ra phát nóng nguyhiểm và tổn thất lớn,đợc xác định bằngthực nghiệm.Công suất MBA càng nhỏthì mật độ dòng điện cho phép càng lớn.Bảng8-4.Mật độ dòng điện chophépCông suất(VA)Mật độ dòng điệncho phép(A/mm2) 50 4 50 ữ100 3,5100 ữ200 3200 ữ500 2,5 500 ữ1000 2Vậy tiết diện dây quấn đợc tính nh sau: Sdd =JI (mm2)12 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền GV đa ra bảng 8-5 đẻ HS tra bảng.*HS ghi chép bảng (8-5) làm t liệu.Trong đó: - Sdd là tiết diện dây quấn (mm2).- I là cờng độ dòng điện (A).- J: mật độ dòng điện cho phép(A/mm2).b)Tính đờng kính dây quấn. Để đơn giản trong tính toán,ta có thể trabảng để tìm tiết diện và đờng kính dâyquấn sau khi đã tính đợc dòng điện SC vàTC.Sau khi đã tính đợc tiíet diện dâyquấn,ta tiến hành tra bảng 8-5 đựoc giá trịđờng kính dây quấn hoặc ngợc lại. Bảng 8-5. Đờng kính dây dẫntheo tiết diện dâyĐờng kính dây dẫn(mm)Tiết diện dây dẫn(mm2)0,07 0,00380,08 0,00500,09 0,00630,1 0,00780,12 0,01130,14 0,0150,15 0,0170,18 0,0250,20 0,0310,22 0,0380,25 0,0490,30 0,0700,35 0,0960,40 0,1250,45 0,1590,50 0,1960,60 0,2830,70 0,380,80 0,50 Hoạt động 3: (15phút) Tìm hiểu về tính diện tích cửa sổ lõi thép.Hoạt động của GV và HS Nội dung*GV vẽ hình và chỉ dẫn cho HS thấy rõcửa sổ lõi thép của MBA.5.Tính diện tích cửa sổ lõi thép.- Hình chữ nhật bị bao bọc bởi mạch từkhép kín gọi là cửa sổ lõi thép,đó là mộtthông số quan trọng khi tính toán.13 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền hc12Hình 8.2-Dây quấn trong cửa sổ máy biến áp1.Dây quấn SC 2.Dây quấn TC*GV đa ra 2 cách tính cửa sổ lõi thép.*GV giải thích về hệ số lấp đầyKl:Trong thực tế còn thêm phần cách điện vàkhoảng hở,ngời ta dùng hệ số lấp đầy cửasổ Kl đợc cho trong bảng 8-6.Bảng 8- 6. Hệ số lấp đầy cửa sổCông suất MBA(VA) Hệ số lấp đầy(Kl)10 ữ100 0,2100 ữ 500 0,3 500 trở lên 0,4Bảng 8-7.Số vòng dâyêmay trêncm2Đờng kính dâytrần (mm)Đờng kính dâyđợc cách điệnêmay(mm)*Số vòng/cm210/100 0,115 550012/100 0,14 400013/100 0,15 360014/100 0,16 310015/100 0,17 280016/100 0,18 250018/100 0,20 207020/100 0,22 172022/100 0,245 140025/100 0,275 114030/100 0,325 81035/100 0,38 59040/100 0,43 47050/100 0,535 30560/100 0,64 21570/100 0,74 16080/100 0,84 125- Diện tích cửa sổ đợc tính nh sau: Scs = h.c(Theo kinh nghiệm h3c sẽ tiết kiệm đợcvật liệu và hình dáng MBA đẹp).Cách tính diện tích của cửa sổ lõithép:Cách1:-Tính tổng tiết diện 2cuộn dây SC và TCchiếm diện tích cửa sổ là: SSC = N1.1dqS ; STC = N2. 2dqSTrong đó: +N1 , N2 là số vòng dây của cuộn sơ cấpvà thứ cấp. +1dqS,2dqSlà tiết diện dây quấn SC vàTC.-Diện tích cửa sổ đợc tính:Scs = h.c lTCSCKSS+*Chú ý:- Nếu cửa sổ quá rộng sẽ lãng phí vậtliệu,cần chọn lõi thép nhỏ hơn.- Nếu cửa sổ nhỏ hơn yêu cầu có thể sử lýtheo một trong những cách sau:+ Chọn lại lõi thép để có kích thớc cửa sổ theo yêu cầu.+Tăng diện tích trụ quấn dây(tăng số láthép)để giảm số vòng dây.+Giảm tiết diện dây dẫn(giảm công suấtMBA).Cách2: - Tra bảng số vòng dây/1cm2(Bảng 8-7).- Từ đó tiến hành tính diện tích cửa sổ lõithép: Scs = h.c2211nNnN+n1- Số vòng dây/cm2 của cuộn sơ cấp.n2- Số vòng dây/cm2 của cuộn thứ cấp.Chú ý:* Các cỡ dây ở trên có thay đổi chút íttuỳ theo nhà chế tạo.14

Page 2