Vòng dây dẫn kín đặt trong từ trường biến thiên sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng có chiều chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Lý do có dấu “-“ ở đáp án là ở chỗ “chiều chống lại”. Trong các học phần vật lý, ta đã quen thuộc với công thức tính từ thông Φ: w BS*cos(B,S) Trong đó: Φ: Từ thông móc vòng qua vòng dây dẫn kín (Wb) w: Số vòng dây (vòng) B: Mật đồ từ trường (mật độ từ thông) (T) S: Tiết diện vòng dây (m 2 ) Cos(): Góc hợp bởi vecto B và vetor pháp tuyến của tiết diện vòng dây. Câu 2: Để có sức điện động cảm ứng trong dây quấn máy điện, câu phát biểu nào dưới đây sai :
Từ công thức: e dd(w * B S cos(B, S)) dt dt Từ đó ta thấy, để tạo ra sức điện động e, thì từ thông phải là 1 hàm của thời gian. Vì nếu không là hàm của thời gian thì đạo hàm dtde = 0. Mà số vòng dây w, mật độ từ trường B, tiết diện S thường là hằng số, không thể là hàm của thời gian. Do vậy, Cos() là hàm của thời gian. Nghĩa là cần có sự chuyển động tương đối theo thời gian giữa 2 vector Bvà S. Vậy đáp án “chuyển động đồng bộ” là sai.
và máy đang làm việc ở chế độ máy phát. Tương tự câu trên Câu 3d: Thanh dẫn roto của máy điện chuyển động với vận tốc v có chiều như hình vẽ. Dòng điện trong thanh dẫn có chiều từ ngoài vào trang giấy. Xác định chiều của lực điện từ Fđt và chế độ làm việc của máy điện. Chọn câu trả lời đúng :
và máy đang làm việc ở chế độ máy phát.
và máy đang làm việc ở chế độ động cơ.
và máy đang làm việc ở chế độ động cơ. Tương tự câu trên Câu 4a: Mạch từ của máy điện thường làm bằng thép kỹ thuật điện. Câu phát biểu nào dưới đây sai?
Hãy bắt đầu bằng sự liên hệ giữa mạch điện - mạch từ. Mạch điện Mạch từ E=IR F= Φ E Sức điện động F Sức từ động I Dòng điện Φ Dòng từ R Điện trở Từ trở Vai trò của mạch từ trong máy điện giống như vai trò của dây dẫn. Dây dẫn tốt thì điện trở trên dây sẽ nhỏ, tổn hao trên dây dẫn sẽ nhỏ. I S N v Tương tự như vậy thép kỹ thuật điện là thép có từ trở nhỏ, cho khả năng dẫn từ thông tốt. Thép càng tốt thì từ trở càng nhỏ, tổn hao thép sẽ càng nhỏ. Xét từ thông scchinh tan do dây quấn sơ cấp sinh ra. Từthông tản tan là phần hao phí không mong muốn, thép càng tốtthì thành phần từ thông tản này sẽ càng nhỏ. Câu 4b: Mạch từ của máy điện thường ghép bằng các lá thép kỹ thuật điện vì chúng có: Chọn câu trả lời đúng :
Công thức tính từ trở của mọi vật liệu: 0 1L* S Trong đó: 0 : Độ từ thẩm trong chân không 7 0 4 * (H/m) : Độ từ thẩm tương đối của từng vật liệu. Ví dụ của của không khí 1 , của nickel 600 , của ferrite T38 10000 ,... L: Chiều dài mạch từ S: Tiết diện mạch từ Do đó thép kỹ thuật điện khi có từ trở nhỏ thì độ từ thẩm sẽ lớn. Câu 5: Thanh dẫn ab dài l = 1m chuyển động vuông góc trong từ trường đều B = 0,5 T với vận tốc v = 5 m/s. Dấu x ký hiệu chiều từ trường hướng từ ngoài vào trang giấy. Chiều và trị số sức điện động e cảm ứng trong thanh dẫn là: Chọn câu trả lời đúng :
Công thức sức điện động e=Bvl=051=0 (V) Để xác định chiều của e thì xử dụng quy tắc bàn tay phải ( phân biệt kỹ so với quy tắc bàn tay trái ) Câu 6a: Hai mạch từ có kích thước và số vòng dây quấn trên đó như nhau. Mạch từ 1 làm bằng vật liệu có hệ số từ thẩm 1 lớn hơn hệ số từ thẩm 2 của mạch từ 2. baB v Vật liệu cách điện càng tốt cần truyền nhiệt tốt. Khi truyền nhiệt tốt thì nó có thể truyền nhiệt từ dây quấn ra ngoài điện môi ( không khí, dầu, epoxy,..) nên sẽ không bị phát nóng và cháy cách điện. Vì vậy việc nói cách điện mà có cường độ cách nhiệt cao là vô lý. Câu 9: Tôn silic cán nguội dị hướng là loại thép kỹ thuật điện dẫn từ tốt nhất, chọn câu trả lời đúng :
Vật liệu làm lõi sắt của MBA gồm 2 loại: tôn cán lạnh và tôn cán nóng. Tôn cán nóng cho khả năng dẫn từ theo mọi hướng, nhưng mật độ từ cảm B tại điểm làm việc lại thấp ( Max 1 T ). Tôn cán lạnh chỉ cho khả năng dẫn từ dọc theo chiều cán, nhưng mật độ từ cảm B tại điểm làm việc lại cao hơn ( Max 1 T ). Ta sẽ phân tích thêm về “Mật độ từ cảm B tại điểm làm việc”. Trước hết hãy xem việc B lớn sẽ mang lại những lợi ích gì. Xuất phát từ công thức: w BS*cos(B,S) Với từ thông không đổi, khi B lớn thì S sẽ nhỏ lại. Nghĩa là ta sẽ giảm được kích thước, khối lượng của MBA. Ở đường cong đặc tính trên có trục tung là trục của mật độ từ thông B, của độ từ thẩm ; trục hoành là trục của cường độ từ trường H (A/m) “Mật độ từ cảm B tại điểm làm việc” sẽ được chọn khi thiết kế MBA là điểm mà vật liệu thép cho độ từ thấm lớn nhất. Độ từ thẩm được xác định: dB dH ####### Điểm làm việc B này thường ở vị trí chuyển tiếp giữa vùng tuyến tính và vùng phi tuyến trên đường cong từ hóa. Nếu B < Bmax thì ta sẽ chưa sử dụng được hết khả năng của thép, kích thước máy sẽ lớn Nếu B > Bmax thì sẽ có nguy cơ thép nằm ở vùng bão hòa. Ở vùng bão hóa trên đường cong từ hóa, tổn hao sẽ rất lớn, dòng điện tăng mạnh, ảnh hưởng của sóng hài bậc cao lớn làm xấu điện áp thứ cấp. Nói chung là rất có hại khi MBA, động cơ, máy phát bị bão hòa mạch từ. Câu 10: Điện áp cảm ứng trên mỗi vòng dây sơ cấp so với điện áp cảm ứng trên mỗi vòng dây thứ cấp là như thế nào? chọn câu trả lời đúng. Hình 0 Đường cong từ hóa B-H của thép
Cần phần biệt rõ điện áp cảm ứng trên mỗi vòng dây và trên toàn bộ dây quấn. Điện áp cảm ứng trên mỗi vòng dây là bằng nhau. Điện áp cảm ứng trên toàn bộ dây quấn sơ cấp và thứ cấp sẽ khác nhau, tỷ lệ này chính là tỷ số biến đổi của MBA: 1 2 k w w ####### Câu 11: Khi tần số nguồn cấp tăng và các thông số khác không đổi thì sức điện động cảm ứng sẽ như thế nào? chọn câu trả lời đúng.
Sức điện động cảm ứng trên 1 vòng dây được xác định: max max max dd e ( *sin t) * * cos t 2 f * * cos t dt dt Vật e và f tỷ lệ thuận với nhau. Câu 12a: Xét máy biến áp 2 dây quấn, mỗi pha có 2 dây quấn cao áp và hạ áp đặt trên cùng một trụ để? Chọn câu trả lời đúng :
Việc đặt dây quấn cao áp và hạ áp cùng trụ sẽ giúp tối đa từ thông đi được tạo ra từ phía sơ cấp đến phía thứ cấp. Điều này có nghĩa phần từ thông tản đi ra ngoài không khí sẽ được giảm đi. Chính là giảm điện kháng tản trong máy. Câu 12b: Xét máy biến áp 2 dây quấn, mỗi pha có 2 dây quấn cao áp và hạ áp đặt trên cùng một trụ để? Chọn câu trả lời sai :
Các đáp án A, B, C được phần tích như trên, Ta sẽ phân tích đáp án D. Bắt đầu với 2 phương trình cân bằng sức điện động sơ cấp và thứ cấp. U 1 E 1 I *(r 1 1 jx ) 1 và U 2 E 2 I * (r 2 2 jx ) 2 Trong đó x 1 , x 2 là điện kháng tản của dây quấn sơ cấp và thứ cấp Như vậy việc giảm được điện kháng tản thì thành phần điện áp rơi trên dây quấn của cả sơ cấp và thứ cấp cũng được giảm theo. Các dạng bài ở câu 15 vì đều là tổ nối Y/Y nên có thể thực hiện theo các bước cơ bản sau: Bước 1. Vẽ tam giác tổ nối Y/Y-4 với thứ tự cba theo chiều kim đồng hồ Bước 2. Tính toán từ 12 giờ về 4 giờ lệch nhau 8 giờ ( 8 giờ = 240 ) Bước 3. Lấy bất kì điểm trên tam giác CBA xoay tam giác đi góc ( 8 giờ = 240 ) theo chiều kim đồng hồ. (Tức là 120 ngược chiều kim đồng hồ như hình vẽ) Bước 4. Đọc kết quả tương ứng các cạnh song song của 2 tam giác là: N C / / N B 1 1 2 2 ; N B / / N A 1 1 2 2 ;N A / / N C 1 1 2 2 Vậy C B A 1 1 1 thành B A C 2 2 2 Câu 15b: Để chuyển máy biến áp 3 pha từ tổ nối dây Y/Y-4 về Y/Y-2 ta có thể đổi thứ tự pha bên dây quấn thứ cấp theo thứ tự c-a-b thành: chọn câu trả lời đúng :
Bước 1. Vẽ tam giác tổ nối Y/Y-4 với thứ tự cab theo chiều kim đồng hồ Bước 2. Tính toán từ 2 giờ về 4 giờ lệch nhau -2 giờ ( - 2 giờ = 60 ) Bước 3. Lấy bất kì điểm trên tam giác CAB xoay tam giác đi góc ( -2 giờ = 60 ) theo chiều kim đồng hồ. (Tức là 60 ngược chiều kim đồng hồ như hình vẽ) Bước 4. Đọc kết quả tương ứng các cạnh song song của 2 tam giác là: N C / / N B 1 1 2 2 ; N A / / N C 1 1 2 2 ;N B / / N A 1 1 2 2 Vậy C A B 1 1 1 thành B C A 2 2 2. Không có đáp án đúng. Câu 15c: Để chuyển máy biến áp 3 pha từ tổ nối dây Y/Y- 4 về Y/Y-6 phải đổi thứ tự pha bên dây quấn thứ cấp theo thứ tự c-a-b thành: chọn câu trả lời đúng :
Bước 1. Vẽ tam giác tổ nối Y/Y-4 với thứ tự cab theo chiều kim đồng hồ Bước 2. Tính toán từ 6 giờ về 4 giờ lệch nhau 2 giờ ( 2 giờ = 60 ) Bước 3. Lấy bất kì điểm trên tam giác CAB xoay tam giác đi góc ( 2 giờ = 60 ) theo chiều kim đồng hồ. Bước 4. Đọc kết quả tương ứng các cạnh song song của 2 tam giác là: N C / / N A 1 1 2 2 ; N A / / N B 1 1 2 2 ;N B / / N C 1 1 2 2 Vậy C A B 1 1 1 thành A B C 222. Không có đáp án đúng. Câu 15d: Để chuyển máy biến áp 3 pha từ tổ nối dây Y/Y-4 về Y/Y-8 phải đổi thứ tự pha bên dây quấn thứ cấp theo thứ tự c-a-b thành: chọn câu trả lời đúng :
Bước 1. Vẽ tam giác tổ nối Y/Y-4 với thứ tự cab theo chiều kim đồng hồ Bước 2. Tính toán từ 8 giờ về 4 giờ lệch nhau 4 giờ ( 4 giờ = 120 ) Bước 3. Lấy bất kì điểm trên tam giác CAB xoay tam giác đi góc ( 4 giờ = 120 ) theo chiều kim đồng hồ. Bước 4. Đọc kết quả tương ứng các cạnh song song của 2 tam giác là: N C / / N B 1 1 2 2 ; N A / / N C 1 1 2 2 ;N B / / N A 1 1 2 2 Vậy C A B 1 1 1 thành B C A 2 2 2. Câu 15e: Để chuyển máy biến áp 3 pha từ tổ nối dây Y/Y-12 về Y/Y-2 phải đổi thứ tự pha bên dây quấn thứ cấp theo thứ tự a-b-c thành: chọn câu trả lời đúng :
Câu 15f: Để chuyển máy biến áp 3 pha từ tổ nối dây Y/Y-12 về Y/Y-6 phải đổi thứ tự pha bên dây quấn thứ cấp theo thứ tự a-b-c thành: chọn câu trả lời đúng :
Câu 15g: Để chuyển máy biến áp 3 pha từ tổ nối dây Y/Y-12 về Y/Y-8 phải đổi thứ tự pha bên dây quấn thứ cấp theo thứ tự a-b-c thành: chọn câu trả lời đúng :
Câu 15h: Để chuyển máy biến áp 3 pha từ tổ nối dây Y/Y-12 về Y/Y-10 phải đổi thứ tự pha bên dây quấn thứ cấp theo thứ tự c-a-b thành: chọn câu trả lời đúng :
Suy ra: 1 1 dm1 dmi n ni ii I I u % * u% ####### Câu 17: Hiệu suất của máy biến áp phụ thuộc vào: Chọn câu trả lời đúng :
Hiệu suất MBA là tỷ lệ công suất đầu ra P 2 trên công suất đầu vào P 1 : 22 fe cu 1 2 2 2 2 2 fe cu ####### P P P PP ####### 11 P P P P P U I cos P P ####### ####### ####### 2 0n 2 dm 2 0 n ####### PP ####### 1 S cos P P ####### ####### ####### Trong đó: cos 2 là hệ số công suất của tải là hệ số tải Pn là tổn hao đồng P 0 là tổn hao sắt Câu 18: Độ thay đổi điện áp của máy biến áp phụ thuộc vào: Chọn câu trả lời đúng.
Độ thay đổi điện áp của MBA được xác định là hiệu số giữa điện áp thứ cấp lúc không tải U 20 và lúc có tải ở Udmlà U 2 : 20 2 nr 2 nx 2 20 ####### UU U (u cos u sin ) U ####### ####### Với nr n dm ####### P u S ####### Để giải quyết vấn đề sụt áp này, khi thiết kế MBA, cần phải thiết kế phần điều chỉnh điện áp ở dây quấn cao áp. Cụ thể là thay đổi số vòng dây cao áp để làm cho tỷ số vòng dây thay đổi, khi đó điện áp phía thứ cấp sẽ được thay đổi phù hợp với U hiện tại của máy. Câu 19: Độ thay đổi điện áp của máy biến áp lớn thì: Chọn câu trả lời đúng.
Ví dụ về MBA 1250 kVA, 22/0 kV với độ biến đổi điện áp lớn thì phản ứng của máy như thế nào khi thay đổi tải. Giả sử MBA cấp điện cho trang trại có công suất 630 kVA, cos0 từ lưới trung thế 22 kV. Khi đó điện áp thứ cấp không thể đạt được 400V mà chỉ còn khoảng 390V Cũng MBA này cấp điện cho chung cư có công suất 1000 kVA, cos0 từ lưới trung thế 22 kV. Khi đó điện áp thứ cấp không thể đạt được 400V mà chỉ còn khoảng 380V Thông thường các thiết bị của lưới hạ thế làm việc dưới điện áp pha trong dải 200-230 V tức là điện áp dây 350-400 V nên nếu trong phạm vị sụt áp này thì MBA vẫn hoạt động bình thường. Nếu độ thay đổi điện áp ( thường là độ sụt áp vì tải là RL, chỉ tăng áp khi tải RC ) vượt ngoài khoảng hoạt động thiết bị thì buộc phải có sự điều chỉnh số vòng dây cao áp để thay đổi điện áp thứ cấp về lại khoảng mong muốn. Câu 20: Dòng điện từ hóa máy biến áp, Chọn câu trả lời đúng.
Dòng điện thì chỉ có thể chảy qua vật liệu dẫn điện và vật liệu dẫn điện thì chỉ có thể là dây quấn. Dòng từ hóa I 0 (là một phần dòng điện sơ cấp ) tạo ra dòng từ qua công thức F I * w 0 và chính dòng từ đấy mới là thứ chạy qua lõi thép MBA chứ không phải dòng điện chạy qua lõi thép. Câu 21: Khi tải của máy biến áp giảm còn nửa tải định mức thì từ thông msẽ: chọn câu trả lời đúng :
Câu 23e: Khi quy đổi dây quấn sơ cấp về dây quấn thứ cấp ww 21 , các đại lượng sau khi quy đổi là: chọn câu trả lời sai : ####### A. kEE 1 1 ;kII 1 1 B. 1 21kxx ; 112krr ####### C. kEE 1 1 ; I 11 D. I 11 ; 112krr Câu 23f: Khi quy đổi dây quấn sơ cấp về dây quấn thứ cấp ww 21 , các đại lượng sau khi quy đổi là: chọn câu trả lời sai : ####### A. kEE 1 1 ; I 11 B. E 11 ; 112krrC. I 11 ; 1 21kxx D.kUU 1 1 ; 1 21kZZCâu 23g: Khi quy đổi dây quấn sơ cấp về dây quấn thứ cấp ww 21 , các đại lượng sau khi quy đổi là: chọn câu trả lời sai : ####### A. kEE 1 1 ; 1 21kZZ B.kEE 1 1 ; I 11C. E 11 ;kII 1 1 D. I 11 ; 1 21kxxCâu 23h: Khi quy đổi dây quấn sơ cấp về dây quấn thứ cấp ww 21 , các đại lượng sau khi quy đổi là: chọn câu trả lời sai :
####### C. 112 krr ; 1 21kZZ D.kEE 1 1 ; 1 2 rkr 1 Câu 24a: Cho điện áp ngắn mạch của một máy biến áp là n %4%U , khi có sự cố ngắn mạch thì dòng điện ngắn mạch là: chọn câu trả lời đúng :
Với thì nghiệm ngắn mạch, ta nối tắt 2 đầu phía thứ cấp, sau đó tăng chậm điện áp phía sơ cấp từ 0 qua bộ điều chỉnh điện áp. Đến khi đồng hồ ampe kế A1 và A chỉ giá trị dòng điện dịnh mức của MBA thì dừng lại, đọc kết quả trên vôn kế V giá trị Un |
