Điều gì là Tỷ số Biến đổi?

Tỷ số biến đổi là gì?

Tỷ số biến đổi của biến áp đề cập đến mối quan hệ tỷ lệ giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của biến áp, điều này xác định khả năng chuyển đổi điện áp của biến áp. Tỷ số biến đổi là một trong những đặc tính cơ bản nhất của biến áp và được sử dụng để mô tả cách biến áp thay đổi điện áp đầu vào thành điện áp đầu ra.

Định nghĩa

Tỷ số biến đổi của biến áp được định nghĩa là tỷ lệ giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp N1 so với số vòng dây của cuộn thứ cấp N2:

Tỷ số biến đổi cũng có thể được biểu thị theo điện áp, tức là tỷ lệ giữa điện áp sơ cấp V1 so với điện áp thứ cấp V2:

Loại

Biến áp tăng áp: khi N1<N2, tỷ số biến đổi n<1, điện áp sơ cấp thấp hơn điện áp thứ cấp, tức là V1<V2.

Biến áp giảm áp: khi N1>N2, tỷ số biến đổi n>1, điện áp sơ cấp cao hơn điện áp thứ cấp, tức là V1>V2

Biến áp cách ly: khi N1=N2, tỷ số biến đổi n=1, điện áp sơ cấp bằng điện áp thứ cấp, tức là V1 bằng V2.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của biến áp dựa trên luật cảm ứng điện từ. Khi dòng điện xoay chiều đi qua cuộn sơ cấp, nó tạo ra từ trường xoay chiều xung quanh cuộn dây. Từ trường này đi qua cuộn thứ cấp và gây ra lực điện động (EMF) trong cuộn thứ cấp theo luật cảm ứng điện từ Faraday. Kích thước của lực điện động cảm ứng tỷ lệ thuận với số vòng dây, do đó:

Mối quan hệ dòng điện

Ngoài việc thay đổi điện áp, biến áp còn thay đổi dòng điện. Theo luật cảm ứng điện từ, dòng điện sơ cấp I1 và dòng điện thứ cấp I2

Mối quan hệ giữa chúng tuân theo quy tắc sau:

Điều này có nghĩa là nếu biến áp là biến áp tăng áp, dòng điện thứ cấp sẽ giảm; Nếu là biến áp giảm áp, dòng điện thứ cấp sẽ tăng.

Mối quan hệ công suất

Lý tưởng nhất, công suất đầu vào của biến áp bằng công suất đầu ra (bỏ qua tổn thất) :

Cảnh huống ứng dụng

Tỷ số biến đổi của biến áp có nhiều cảnh huống ứng dụng, bao gồm nhưng không giới hạn ở:

•  Truyền tải điện: Trong quá trình truyền tải điện, biến áp tăng áp được sử dụng để tăng điện áp để giảm tổn thất năng lượng trên đường dây truyền tải; Biến áp giảm áp được sử dụng để chuyển đổi điện áp cao tại người dùng cuối thành điện áp thấp phù hợp cho sử dụng gia đình và công nghiệp.

• Phân phối điện: Trong hệ thống phân phối điện, biến áp được sử dụng để chuyển đổi điện áp của lưới điện cao áp thành điện áp phù hợp cho sử dụng trên lưới điện địa phương.

• Ứng dụng công nghiệp: Trong nhiều thiết bị công nghiệp, biến áp được sử dụng để chuyển đổi điện áp lưới thành điện áp phù hợp cho hoạt động của thiết bị cụ thể.

• Thử nghiệm và nghiên cứu: Trong phòng thí nghiệm, biến áp được sử dụng để tạo ra điện áp hoặc dòng điện cụ thể để đáp ứng nhu cầu thí nghiệm.

Thiết kế và lựa chọn

Khi thiết kế và lựa chọn biến áp, cần xem xét các yếu tố sau:

• Yêu cầu tải: Chọn tỷ số biến đổi phù hợp theo yêu cầu cụ thể của tải để đảm bảo điện áp đầu ra đáp ứng yêu cầu của tải.

• Mức điện áp: Chọn biến áp tương ứng theo mức điện áp của hệ thống điện.

• Dung lượng: Chọn dung lượng của biến áp theo yêu cầu công suất tối đa của tải.

• Hiệu suất: Chọn biến áp hiệu quả để giảm tổn thất năng lượng.

• Độ tin cậy: Chọn biến áp chất lượng cao để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài.