Nguyên lý làm việc

Sơ đồ nguyên lý
Xét sơ đồ nguyên lý của máy biến áp 1 pha 2 dây quấn như hình 1-15:
             
Hình 1-15. Sơ đồ nguyên lý  máy biến áp
(1) Cuộn sơ cấp (w₁vòng)
      (2) Cuộn thứ cấp (w₂ vòng)
      (3) Lõi thép
      (4) Phụ tải

Nguyên lý làm việc

 Nguyên lý làm việc của máy biến áp làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ:

Khi ta nối dây quấn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều điện áp u₁ sẽ có dòng điện sơ cấp i₁ chạy trong dây quấn sơ cấp w₁. Dòng điện i₁ sinh ra từ thông biến thiên trong lõi thép do mạch từ khép kín nên từ thông này móc vòng từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp.
Theo định luật cảm ứng điện từ thì sự biến thiên của từ thông làm cảm ứng vào dây quấn sơ cấp và thứ cấp suất điện động là:
              
Dây quấn thứ cấp nối với tải có tổng trở z_t. Dưới tác động của suất điện động e₂ cảm ứng tỉ lệ với số vòng dây w₂ sẽ sinh ra dòng điện i₂ đưa ra tải với điện áp u₂. Lúc đó từ thông do cả hai dòng điện sơ cấp i₁ và thứ cấp i₂ sinh ra. Như vậy điện áp xoay chiều đã được truyền từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp [4].
Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số hình sin nên từ thông cũng biến thiên theo hình sin: F = F_maxsinwt; w=2pf. Thì suất điện động trong các dây quấn sơ cấp e₁ và dây quấn thứ cấp e₂ là:       e₁ = E_1maxsinwt = E₁ sinwt                                         
                           e₂ = E_2maxsinwt = E₂ sinwt                                    
Trong đó:
   E₁ =pfw₁F_max=4.44fw₁F_max                                                                            
   E₂ =pfw₂F_max=4.44fw₂F_max                                                                            
là giá trị hiệu dụng của các suất điện động dây quấn sơ cấp và thứ cấp
Như vậy ta thấy sức điện động thứ cấp cùng tần số với sức điện động sơ cấp nhưng trị số hiệu dụng khác nhau. Sức điện động tỉ lệ với số vòng dây.
Tỉ số máy biến áp.
 Nếu chia E₁ cho E₂ ta có:
                                                                         
(nếu bỏ qua điện áp rơi trên dây quấn thì có thể coi U₁ » E₁; U₂ » E₂)
k gọi là hệ số biến đổi của máy biến áp, nghĩa là tỉ số điện áp sơ cấp và điện áp thứ cấp đúng bằng tỉ lệ số vòng dây sơ cấp và thứ cấp.
   Nếu bỏ qua tổn hao trong máy biến áp, có thể coi gần đúng, quan hệ giữa các đại lượng sơ cấp và thứ cấp như sau:           U₂ I₂ ≈  U₁ I­₁
hoặc    
   Trường hợp: k > 1 tức U₁ > U₂ hay w₁ > w­₂ Þ máy biến áp giảm áp
                         K < 1 tức U₁ < U₂ hay w₁ < w­₂  Þ máy biến áp tăng áp
   Như vậy dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp không liên hệ với nhau về điện nhưng nhờ có sự liên hệ về từ mà năng lượng được truyền từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp.