Cho máy biến áp 1 pha, cuộn sơ cấp có N1 = 4400 vòng được nối vào lưới điện 220V, lúc này ở hai đầu cuộn thứ cấp người ta đo được điện áp là 10V. Số vòng dây cuộn thứ cấp là:

Chế độ không tải của máy biến áp là chế độ mà cuộn thứ cấp hở mạch (không kết nối với tải tiêu thụ) và cuộn sơ cấp được kết nối với nguồn điện áp định mức U1. Khi đó, dòng điện chạy trong cuộn sơ cấp là dòng điện không tải, chủ yếu để tạo ra từ thông trong lõi thép và bù đắp tổn thất do từ trễ và dòng điện xoáy gây ra.

Trong chế độ không tải của máy biến áp, công suất phản kháng Q0 lớn hơn rất nhiều so với công suất tác dụng P0. Hệ số công suất cosφ = P/S = P/√(P² + Q²). Vì Q >> P nên cosφ ≈ P/Q, do đó hệ số công suất rất nhỏ.

Vậy đáp án đúng là B. Rất nhỏ.

Trạng thái có tải của máy biến áp là trạng thái mà cuộn sơ cấp được đặt vào nguồn điện áp U1 và cuộn thứ cấp được kết nối với tải. Khi đó, máy biến áp thực hiện biến đổi điện áp và dòng điện từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp để cung cấp năng lượng cho tải. Các trạng thái khác như cuộn sơ cấp hở mạch, cuộn thứ cấp hở mạch hoặc ngắn mạch không phải là trạng thái làm việc bình thường của máy biến áp khi có tải.

Trạng thái ngắn mạch của máy biến áp xảy ra khi cuộn thứ cấp bị nối tắt (tức là điện trở của tải bằng 0) và cuộn sơ cấp được cấp điện áp định mức. Khi đó, dòng điện trong cuộn dây tăng rất lớn, có thể gây hỏng máy biến áp. Phương án B mô tả chính xác trạng thái này. Các phương án khác mô tả sai trạng thái ngắn mạch.

Câu hỏi yêu cầu chọn phát biểu sai về hiệu suất máy biến áp. Ta xét từng phương án:

* Phương án A: "Các máy biến áp công suất trung bình và công suất lớn cho hiệu suất từ 95 – 97%" - Đây là phát biểu đúng. Máy biến áp công suất lớn có hiệu suất cao do tổn hao tương đối nhỏ so với công suất định mức.

* Phương án B: "Các máy biến áp công suất nhỏ cho hiệu suất thấp từ 60 – 90%" - Đây là phát biểu đúng. Máy biến áp công suất nhỏ có hiệu suất thấp hơn do tỷ lệ tổn hao trên công suất định mức lớn hơn.

* Phương án C: "Hiệu suất của máy biến áp cực đại khi tải định mức: hệ số phụ tải k = 1" - Đây là phát biểu sai. Hiệu suất máy biến áp đạt cực đại khi tổn hao đồng bằng tổn hao sắt, điều này thường xảy ra ở một mức tải thấp hơn tải định mức.

* Phương án D: "Hiệu suất của máy biến áp cực đại khi hệ số phụ tải k = 0,5." - Đây là phát biểu sai. Mặc dù hệ số phụ tải để hiệu suất cực đại không phải lúc nào cũng là 0.5, nhưng đây là đáp án hợp lý nhất vì nó không khẳng định chắc chắn như đáp án C mà chỉ đưa ra một con số ước tính. Hệ số phụ tải k để hiệu suất đạt cực đại phụ thuộc vào đặc tính của từng máy biến áp (tỷ lệ giữa tổn hao đồng và tổn hao sắt).

Như vậy, phương án sai nhất là C.