Máy biến áp là gì? Nguyên lý, cấu tạo, phân loại & ứng dụng

Điện năng đóng vai trò thiết yếu, là động lực cho mọi hoạt động sản xuất và đời sống. Để đảm bảo dòng điện ổn định, hiệu quả và an toàn, hệ thống điện cần sự hỗ trợ của nhiều thiết bị, trong đó, máy biến áp giữ vai trò vô cùng quan trọng. Vậy máy biến áp là gì? Bài viết dưới đây, Saigon Sinco sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn chi tiết về máy biến áp, từ khái niệm, nguyên lý hoạt động, phân loại đến những ứng dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất.

Máy biến áp là gì? Khái niệm và vai trò quan trọng trong hệ thống điện

Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều từ giá trị này sang giá trị khác nhưng tần số giữ nguyên.

Nói cách khác, thiết bị này giúp chuyển đổi điện năng từ mạch điện xoay chiều này sang mạch điện xoay chiều khác thông qua hai cuộn dây hoặc nhiều hơn. Máy biến áp có khả năng tăng điện áp (từ thấp lên cao) hoặc giảm điện áp (từ cao xuống thấp) tùy theo nhu cầu sử dụng, mà không làm thay đổi tần số của dòng điện.

Trong hệ thống điện, máy biến áp giữ vai trò vô cùng quan trọng giúp biến đổi điện áp. Nhờ có máy biến áp, điện năng mới có thể được truyền tải đi xa với mức tổn thất thấp. Bên cạnh đó, máy biến áp còn giúp điều chỉnh điện áp phù hợp với nhu cầu sử dụng của các thiết bị điện khác nhau, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống điện. Chính vì vậy, máy biến áp được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất, từ các hệ thống điện lưới quy mô lớn cho đến các thiết bị điện dân dụng hàng ngày.

Xem thêm: Máy biến áp khô là gì? Cấu tạo, ưu điểm và ứng dụng

Máy biến áp

Nguyên lý hoạt động của máy biến áp

Máy biến áp hoạt động dựa trên chính nguyên lý cảm ứng điện từ:

Cảm ứng điện từ là hiện tượng dòng điện xuất hiện trong một mạch kín khi từ thông qua mạch đó biến thiên. Hiện tượng này được phát hiện bởi nhà vật lý học người Anh Michael Faraday vào năm 1831.

Để dễ hình dung, ta có thể lấy ví dụ về một cuộn dây dẫn. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, xung quanh cuộn dây sẽ xuất hiện từ trường. Và khi từ thông gửi qua cuộn dây này biến đổi (tăng hoặc giảm), sẽ xuất hiện một dòng điện cảm ứng trong cuộn dây.

Máy biến áp gồm hai hoặc nhiều cuộn dây dẫn điện, được cách điện với nhau và quấn quanh một lõi dẫn từ chung. Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây sơ cấp, từ trường được tạo ra trong lõi sẽ biến thiên theo dòng điện. Từ thông biến thiên này sẽ tạo ra sức điện động cảm ứng trên cuộn dây thứ cấp.

Điện áp cảm ứng trên cuộn thứ cấp của máy biến áp tỉ lệ thuận với số vòng dây của cuộn dây đó. Cụ thể:

• Máy biến áp tăng áp: Số vòng dây cuộn thứ cấp nhiều hơn số vòng dây cuộn sơ cấp. Điện áp đầu ra (cuộn thứ cấp) sẽ cao hơn điện áp đầu vào (cuộn sơ cấp).
• Máy biến áp giảm áp: Số vòng dây cuộn thứ cấp ít hơn số vòng dây cuộn sơ cấp. Điện áp đầu ra (cuộn thứ cấp) sẽ thấp hơn điện áp đầu vào (cuộn sơ cấp).

Phân loại máy biến áp

Trên thị trường có nhiều loại máy biến áp, tuy nhiên có thể phân loại chúng theo các nhóm như sau:

Theo số pha:

• Máy biến áp một pha: Sử dụng trong hệ thống điện một pha, thường là các thiết bị điện dân dụng, công suất nhỏ.
• Máy biến áp ba pha: Ứng dụng trong hệ thống điện ba pha, phổ biến trong công nghiệp và lưới điện truyền tải, phân phối điện năng.

Theo chức năng

• Máy biến áp tăng áp: Biến đổi điện áp từ giá trị thấp lên giá trị cao hơn. Thường được sử dụng trong các nhà máy điện để truyền tải điện năng đi xa.
• Máy biến áp hạ áp: Biến đổi điện áp từ giá trị cao xuống giá trị thấp hơn. Thường được sử dụng để cung cấp điện áp phù hợp cho các thiết bị điện dân dụng và công nghiệp.

Theo cách điện

• Máy biến áp khô: Sử dụng vật liệu cách điện là nhựa, epoxy,... Ưu điểm là gọn nhẹ, dễ lắp đặt, ít cần bảo trì, phù hợp với môi trường dễ cháy nổ.
• Máy biến áp dầu: Sử dụng dầu khoáng làm môi trường cách điện và làm mát. Ưu điểm là khả năng chịu tải lớn, cách điện tốt, thường được sử dụng trong các hệ thống điện công suất lớn.

Ngoài những loại máy biến áp phổ biến trên, còn có một số loại máy biến áp đặc biệt khác được thiết kế cho những mục đích cụ thể như: máy biến áp tự ngẫu, máy biến áp hàn, máy biến áp thử nghiệm,...

Máy biến áp 1 pha

Xem thêm: Các loại máy biến áp: Ưu nhược điểm, so sánh & ứng dụng
 

Ứng dụng rộng rãi của máy biến áp trong các lĩnh vực khác nhau

Nhờ khả năng biến đổi điện áp xoay chiều hiệu quả, máy biến áp là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống điện, từ quy mô lớn như truyền tải điện năng quốc gia đến các ứng dụng nhỏ gọn trong đời sống hàng ngày.

Truyền tải và phân phối điện năng

Máy biến áp đóng vai trò then chốt trong việc truyền tải điện năng đi xa với mức tổn thất thấp. Tại các nhà máy điện, máy biến áp tăng áp được sử dụng để nâng điện áp lên rất cao (hàng trăm kV) trước khi truyền tải đi. Đến các trạm biến áp phân phối, điện áp được giảm xuống mức thấp hơn (hàng chục kV) để phù hợp với nhu cầu sử dụng của các khu vực dân cư và công nghiệp.

Ứng dụng trong công nghiệp

Trong lĩnh vực công nghiệp, máy biến áp được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi dòng điện lớn, điện áp cao như: máy hàn điện, lò nung cảm ứng, máy cắt plasma,... Các loại máy biến áp đặc biệt này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe của môi trường công nghiệp.

Ứng dụng trong dân dụng

Trong đời sống hàng ngày, máy biến áp cũng đóng vai trò quan trọng không kém. Các thiết bị điện tử như máy tính, tivi, điện thoại đều sử dụng máy biến áp nhỏ gọn để chuyển đổi điện áp từ nguồn điện lưới (220V) xuống mức điện áp thấp hơn (thường là 5V, 12V) phù hợp với nhu cầu hoạt động của thiết bị. Bên cạnh đó, máy biến áp ổn áp cũng được sử dụng phổ biến để bảo vệ các thiết bị điện khỏi sự cố về điện áp, đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ.

Ứng dụng máy biến áp

Có thể thấy, máy biến áp là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống điện hiện đại. Từ những ứng dụng quy mô lớn như truyền tải điện năng quốc gia đến những thiết bị điện tử nhỏ gọn trong đời sống hàng ngày, máy biến áp đều đóng góp vai trò quan trọng, giúp đảm bảo dòng điện ổn định, an toàn và hiệu quả. Hy vọng bài viết của Saigon Sinco đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích về thiết bị quan trọng này.

Nguồn: Tài liệu tham khảo trên mạng

CTY TNHH TM XÂY LẮP CÔNG NGHIỆP SÀI GÒN (SINCO ENGINEERING): 

Công Ty TNHH Thương Mại Xây Lắp Công Nghiệp SÀI GÒN Sinco-nhà sản xuất và phân phối thiết bị điện hàng đầu tại Việt Nam. Chúng tôi cung cấp tủ điện, máy biến áp và nhiều sản phẩm chất lượng khác.

• Địa chỉ: 489/9 Mã Lò, Khu phố 1, Phường Bình Hưng Hòa A, Bình Tân, Hồ Chí Minh
• Hotline: 0946556058 - 0914510058
• Email: saigonsinco@gmail.com
• Website: https://www.saigonsinco.com

MỜI QUÝ KHÁCH XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA CHÚNG TÔI TẠI ĐÂY: