Để giúp bố mẹ tiết kiện tiền, một học sinh quấn một máy biến áp với dự định dùng máy biến áp đó để sử dụng được máy lọc không khí của Nhật Bản nội địa trên với mạng điện của gia đình. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai dầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kế xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,33. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,38. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Ðể được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp:

Phương pháp giải:

Công thức máy biến áp: \[\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\]

Giải chi tiết:

Để sử dụng được máy lọc không khí trên với mạng điện dân dụng của Việt Nam cần sử dụng máy biến áp có tỉ số: \[\frac{{{N_2}}}{{{N_1}}} = \frac{{110}}{{220}} = \frac{1}{2}\]

Gọi số vòng dây học sinh quấn thiếu ở cuộn thứ cấp là: n (vòng)

Dự định: \[\frac{{{N_2}}}{{{N_1}}} = \frac{1}{2}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 1 \right)\]

Do quấn thiếu n (vòng dây) ở cuộn thứ cấp nên: \[\frac{{{N_2} - n}}{{{N_1}}} = 0,33{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 2 \right)\]

Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 25 vòng dây ta có: \[\frac{{{N_2} - n + 25}}{{{N_1}}} = 0,38{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 3 \right)\]

Từ (2) và (3) ta có: \[\left\{ \begin{array}{l}\frac{{{N_2} - n}}{{{N_1}}} = 0,33\\\frac{{{N_2} - n + 25}}{{{N_1}}} = 0,38\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\frac{{{N_2} - n}}{{{N_1}}} = 0,33\\\frac{{{N_2} - n}}{{{N_1}}} + \frac{{25}}{{{N_1}}} = 0,38\end{array} \right.\]

\[ \Leftrightarrow 0,33 + \frac{{25}}{{{N_1}}} = 0,38 \Rightarrow {N_1} = 500 \Rightarrow {N_2} = 250 \Rightarrow n = 85\]

Do đã quấn thêm được 25 (vòng) nên số vòng dây học sinh cần quấn thêm là:

\[\Delta n = 85 - 25 = 60{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {vong} \right)\]