Mọi thứ bạn nên biết về máy biến áp điện
Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Với mục đích là biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi. Định nghĩa theo cách khác. Máy biến áp là thiết bị điện dùng cảm ứng điện từ để truyền, đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện theo một nguyên lý nhất định.
Máy biến áp điện tạo điều kiện truyền tải điện ổn định. Vị trí đặt máy biến áp trong lưới điện được tính toán để tối đa hóa hiệu quả phân phối. Máy biến áp điện được sử dụng để tăng hoặc giảm điện áp hiệu quả đến mức tối ưu. Điều này là cần thiết cho cả việc truyền tải năng lượng an toàn trên khoảng cách xa và phân phối ở điện áp an toàn hơn, giảm cho mục đích sử dụng trong gia đình và công nghiệp.
Việc hiểu được cách thức hoạt động của các thiết bị quan trọng này và các ứng dụng đa dạng của chúng là rất quan trọng, đặc biệt là đối với các chuyên gia làm việc trong ngành điện.
Máy biến áp nguồn là gì?
Hình 1. Cấu tạo máy biến áp điện
Máy biến áp điện là một thiết bị điện tĩnh. Nó truyền điện năng giữa các mạch điện. Nó không yêu cầu bất kỳ bộ phận chuyển động nào vì nó tận dụng cảm ứng điện từ. Nó sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để thay đổi hiệu quả mức điện áp cho mục đích truyền tải hoặc phân phối điện. Nó bao gồm hai hoặc nhiều cuộn dây được liên kết bởi một lõi từ chung.
Máy biến áp điện chứa hai cuộn dây. Chúng được gọi là cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Các cuộn dây được quấn quanh lõi sắt nhiều lớp ở giữa. Lõi sắt này được làm bằng các lớp thép xếp chồng lên nhau. Nó có tác dụng tập trung và dẫn hướng các đường sức từ do dòng điện chạy qua các cuộn dây. Toàn bộ cụm từ và điện được đặt bên trong một thùng thép chứa đầy dầu cách điện. Dầu này có tác dụng cách điện và làm mát các máy biến áp điện lớn trong quá trình vận hành. Ngoài ra, các máy biến áp tiện ích lớn hơn có thể chứa các thành phần bên trong khác như ống lót, ống làm mát, bộ đổi đầu ra và mạch bảo vệ để có thể điều chỉnh trong quá trình truyền tải điện.
Máy biến áp điện hoạt động như thế nào?
Hình 2. Một hệ thống máy biến áp
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp điện dựa trên cảm ứng điện từ. Từ trường trong một mạch điện gây ra điện áp trong mạch điện gần đó. Cụ thể, việc thay đổi từ trường được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp do dòng điện xoay chiều chạy qua nó sẽ gây ra điện áp trong cuộn dây thứ cấp, được quấn quanh cùng một lõi sắt. Quá trình biến đổi bên trong máy biến áp điện khá thú vị. Các bước liên quan bao gồm:
- Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây sơ cấp. Nó tạo ra từ trường thay đổi xung quanh lõi sắt của máy biến áp. Điều này xảy ra do hiệu ứng từ của dòng điện.
- Khi điện áp xoay chiều thay đổi, cường độ từ trường bên trong lõi cũng tăng lên trong một nửa chu kỳ và giảm trở lại trong nửa chu kỳ còn lại.
- Từ thông liên tục thay đổi này thấm từ lõi bên trong và cắt qua cuộn dây thứ cấp quấn quanh cùng cấu trúc lõi sắt.
- Theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday, từ trường thay đổi sẽ tạo ra suất điện động (EMF) trong các cuộn dây thứ cấp khi từ thông cắt qua nó.
- Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp phụ thuộc vào các yếu tố như tốc độ thay đổi của từ thông, số vòng dây trong cuộn dây và các thông số kỹ thuật khác của máy biến áp.
- Bằng cách điều chỉnh số vòng dây ở hai cuộn dây, điện áp cảm ứng ở cuộn thứ cấp có thể tăng hoặc giảm so với điện áp sơ cấp bằng cách sử dụng tỷ số vòng dây của máy biến áp.
- Điện áp được biến đổi này sau đó có thể sử dụng cho các ứng dụng truyền tải hoặc phân phối điện sau khi đi qua cuộn dây thứ cấp bị cô lập.
