Máy biến áp là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp

Điện là nguồn năng lượng quan trọng trong mọi hoạt động sản xuất, đời sống của con người. Yếu tố như điện áp quyết định hiệu suất hoạt động của lưới điện, thiết bị tiêu thụ điện năng. Máy biến áp trở thành thiết bị quan trọng và không thể thiếu trong nhiều hệ thống, khu vực có sử dụng điện.

Vậy, máy biến áp là gì? Chức năng của dòng máy này như thế nào? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp thực tế ra sao? Hãy cùng NGUYENGIANG.VN tìm hiểu về thiết bị biến áp qua bài viết dưới đây.

Máy biến áp là gì?

Máy biến áp hay máy biến thế là thiết bị chuyển đổi điện áp với tần số không đổi. Máy biến thế bản chất là thiết bị điện từ tĩnh, được sử dụng trong hệ thống phân phối điện năng.

Thiết bị biến áp chỉ hoạt động được khi dòng điện là dòng xoay chiều hoặc dòng biến đổi xung chạy qua. Đặc điểm máy biến áp có 2 hoặc nhiều dây quấn chung trên 1 mạch từ. Các dây nối này có thể nối điện hoặc không nối điện với nhau, tạo nên các dòng máy biến áp khác nhau.

Chức năng và ứng dụng của máy biến áp

Máy biến áp được thiết kế với chức năng tăng điện áp từ máy phát điện để chuyển lên đường dây, để tải điện đi xa. Đồng thời, thiết bị sẽ hạ áp từ đường dây để đưa về các tải tiêu thụ điện đích. 

Máy biến thế được dùng trong lưới điện là phổ biến nhất. Ngoài ra, hiện nay thiết bị biến áp được dùng cho lò nung, hàn điện, đo lường hay làm nguồn cho các thiết bị điện tử khác…

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp 

Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về máy biến áp.

Cấu tạo máy biến áp gồm những gì?

Về cơ bản, một máy biến thế gồm 3 bộ phận chính sau đây:

• Lõi thép: bộ phận mạch từ của máy biến thế được dùng để dẫn từ thông. Lõi thép được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt, ở dạng lá thép mỏng và ghép thành các vòng khép kín. Cấu tạo lõi gồm 2 phần trụ và gông. Trong đó, gông là phần nối liền các trụ để tạo thành mạch kín dẫn điện.
• Dây quấn: nhiệm vụ của dây quấn là nhận vào và truyền ra năng lượng tương ứng. Chất liệu dây quấn là đồng, nhôm, với tiết diện tròn hoặc chữ nhật được bọc cách điện bên ngoài. Dây quấn có 2 loại: sơ cấp và thứ cấp với số vòng dây khác nhau, tùy theo đặc trưng nhiệm vụ của máy tăng hay hạ áp. Phần dây quấn được gia công theo 2 cách: dây quấn đồng tâm hoặc dây quấn xen kẽ.  
• Vỏ máy biến thế: phần vỏ bảo vệ các chi tiết bên trong, với chất liệu đa dạng (nhựa, gang, gỗ, thép hay tôn mỏng). Phần vỏ máy được cấu tạo từ thùng và nắp máy biến thế. Phần nắp và thùng máy sẽ có thêm nhiều chi tiết nhỏ, đấu nối, dẫn điện vào bên trong hoặc ra bên ngoài kết nối với phụ tải. Các bộ phận quan trọng trên phần vỏ máy như: sứ ra, ống bảo hiểm bằng thép, bình dãn dầu có ống thủy tinh để xem mức, lỗ nhỏ đặt nhiệt kế, rơ le hơi, bộ truyền động cầu dao nối các đầu điều chỉnh điện áp.

Nguyên lý hoạt động của máy biến áp như thế nào?

Cách thức hoạt động của máy biến thế sẽ tuân theo 2 nguyên lý cơ bản: 

• Dòng điện chạy qua dây dẫn sơ cấp sẽ tạo ra từ trường với từ thông tương ứng. 
• Từ thông biến thiên sẽ tạo ra trong cuộn dây 1 hiệu điện thế tương ứng, từ đó tạo ra dòng điện. Đây gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ của dòng xoay chiều trong máy biến áp.

Khi đặt lên cuộn N1 một điện áp U1 lúc này sẽ tạo ra từ trường tương ứng với từ thông móc vòng tác động lên cuộn dây N1 hoặc N2. Cuộn N2 được nối tải và xuất hiện dòng điện với điện áp U2 và cường độ I2. Như vậy, năng lượng dòng điện xoay chiều U1 đã truyền sang cuộn N2 và tạo ra dòng điện có điện áp U2 tương ứng tùy theo tỷ lệ số vòng dây N1 và N2.

Các loại máy biến áp đang được dùng hiện nay

Hiện nay thiết bị biến áp được phát triển với nhiều loại, đặc điểm khác nhau. Dựa trên các tiêu chí khác nhau để phân loại máy biến thế, cụ thể như sau:

• Dựa trên cấu tạo dòng điện: máy biến áp 1 pha (cho lưới điện dân dụng và tải có công suất nhỏ) và máy 3 pha (cho lưới điện công nghiệp máy tải công suất lớn).
• Dựa trên chức năng của máy: máy tăng áp hoặc máy hạ áp.
• Dựa theo công dụng của máy biến thế: máy tự ngẫu, máy đo lường, máy biến thế thí nghiệm…
• Dựa trên các thức cách điện: máy biến áp khô hoặc máy biến áp dầu.

Thiết bị biến áp có nhiệm vụ biến đổi, chuyển đổi điện áp phù hợp với nhu cầu sử dụng. Hiểu đặc điểm, chức năng nhiệm vụ của máy biến áp sẽ giúp bạn vận hành và sử dụng thiết bị này hiệu quả. Hy vọng chia sẻ trên đây sẽ hữu ích, giúp bạn hiểu rõ hơn về thiết bị biến áp quan trọng.

>> Xem thêm bài viết liên quan:

1. Công tắc 2 cực là gì? Hướng dẫn cách đấu công tắc 2 cực chuẩn nhất
2. Công tắc 3 cực là gì? Công dụng và cách đấu công tắc 3 cực chuẩn nhất
3. Công tắc 4 cực là gì? Hướng dẫn cách đấu công tắc 4 cực đúng kỹ thuật