Ex
: Nguy
ễn Hồng Khánh
_ HKP
CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIỄN XOAY CHIỀU Di động: 09166.01248
ĐỘNG CƠ ĐIỆN - MÁY PHÁT ĐIỆN Email: Khanhcaphe@gmail.com
Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ!
HP
CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
BÀI 7: MÁY PHÁT ĐIỆN - ĐỘNG CƠ ĐIỆN
I. PHƯƠNG PHÁP.
1. NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN
- Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tư
ợng cảm ứng
điện từ.
- Cho khung dây có đi
ện tích S quay quanh trục đặt vuông góc với từ
trường đều
B , làm xuất hiện từ thông biến thiên theo th
ời gian
qua cuộn dây làm cho trong cuộn dây xuất hiện dòng điện.
Ta có:
Phương trình từ thông:
= BScos( t + ) Wb
=
o cos( t + ) Wb {
o = BS }
Trong đó:
o : là từ thông tức thời qua cuộn dây ( Wb - Vê be)
o
o: từ thông cực đại qua cuộn dây ( Wb - Vê be)
o B: cảm ứng từ ( T - Tesla)
o S: diện tích khung dây ( m2
)
o : là góc lệch giữa véc tơ của cảm ứng từ
B và véc tơ pháp tuyến
n của khung dây.
Phương trình suất điện động:
Xét cho 1 vòng dây:
e = - ’ e = .
o sin ( t + )
e =
ocos( t + -
2 ) V
e = E
o cos( t + -
2 ) V
o E
o: suất điện động cực đại trong 1 khung dây ( V) E
o = .
O = BS
Xét cho N vòng dây:
e = E
o. cos( t + -
2 ) V
E
o = NBS.
2. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
A. Cấu tạo:
Mô hình 1
Mô hình 2
Gồm hai phần chính:
Phần 1: Phần Ứng ( tạo ra dòng điện)
- Với mô hình 1 phần cảm là phần đứng yên ( stato)
- Mô hình 2, phần cảm quay( ro to) vì vậyđể đưa được điện ra ngoài cần thêm một bộ góp
o Bộ góp gồm 2 vành khuyên và hai chổi quyet tì lên 2 vành khuyên để đưa điện ra ngoài
o Nhược điểm của bộ góp là nếu dòng điện có công suất lớn truyền qua sẽ tạo ra các tia lửa điện phóng ra thành của máy gây
nguy hiểm cho người sử dụng. ( vì thế chỉ thiết kế cho các máy có công suất nhỏ).
Ex
: Nguy
ễn Hồng Khánh
_ HKP
CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIỄN XOAY CHIỀU Di động: 09166.01248
ĐỘNG CƠ ĐIỆN - MÁY PHÁT ĐIỆN Email: Khanhcaphe@gmail.com
Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ!
HP
Phần 2: là phần cảm( tạo ra từ trường - nam châm).
- Với mô hình 1, phần cảm là phần quay ( ro to)
- Với mô hình 2, phần cảm là phần đứng yên ( stato)
B. Nguyên tắc hoạt động.
- Tại thời điểm ban đầu cực bắc của nam châm hướng thẳng cuộn dây, từ thông qua khung dây là cực đại
- Khi ro to quay tạo ra từ thông biến thiên trong khung dây tạo ra suất điện động cảm ứng trong cuộn dây
Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Công thức xác định tần số của máy phát điện xoay chiều 1 pha:
f = n.p
60 Trong đó:
n: là số vòng quay của rô tô trong 1phút
p: là số cặp cực của nam châm
f = n.p Trong đó:
n: số vòng quay của ro to trong 1s
p: số cặp cực của nam châm
3. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA
A. Cấu tạo
+) Rô tô ( phần cảm): là một nam châm điện được nuôi b
ởi
dòng điện một chiều, có thể quay quanh trục để tạo ra từ trường
biến thiên.
+) Stato ( phần ứng): là 3 cuộn dây giống hệt nhau được
đặt lệch nhau 120 o trên vòng tròn.
B. Nguyên tắc hoạt động:
Nguyên tắc hoạt động:
- Tại t =0 cực bắc của nam châm hướng thẳng cuộng dây số 1, từ thông qua cuộn dây số 1 là cực đại:
1 =
o.cos( t)
- Sau đó T
3 cực bắc của nam châm hướng thẳng cuộn dây số 2, từ thông qua cuộn 2 đạt cực đại:
2 =
o.cos( t + 2
3 )
- Tiếp sau đó T
3 cực bắc của nam châm hướng thẳng cuộn dây số 3, từ thông qua cuộn 3 đạt cực đại:
3 =
o.cos( t + 4
3 )
- Sau T
3 nữa cực bắc của nam châm quay trở lại cuộn số 1, cứ như vậy rô tô quay tạo ra từ thông biến thiên trong 3 cu
ộn dây của
phần ứng lệch pha nhau 2
3 và cùng tần số:
Từ thông biến thiên trong 3 cuộn dây tạo ra suất điện động cảm ứng ở ba cuộn dây có phương trình lần lượt như sau:
-
1 = E
o sin( t) V
-
2 = E
o sin( t + 2
3 ) V
-
3 = E
o sin( t + 4
3 ) V
C. Cách mắc dòng điện ba pha:
Mắc hình sao
dây pha
dây
trung hòa
dây pha
dây pha
U
P
U
P
U
P
U
d
U
d
U
d
I
P
I
d
U
d = 3U
p ; I
d = I
p
Mắc tam giác
dây pha
dây pha
dây pha
U
d
I
P
I
d
U
d = U
p; I
d = 3 I
p
Ex
: Nguy
ễn Hồng Khánh
_ HKP
CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIỄN XOAY CHIỀU Di động: 09166.01248
ĐỘNG CƠ ĐIỆN - MÁY PHÁT ĐIỆN Email: Khanhcaphe@gmail.com
Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ!
HP
4. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
A. Cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha:
Gồm hai phần:
- Stato có cuộn dây giống hệt nhau quấn trên ba lõi s
ắt bố trí lệch
nhau 1/3 vòng tròn.
- Rô tô là một hình tr
ụ tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép cách điện
với nhau. Trong các rãnh xẻ ở mặt ngoài rô tô có đ
ặt các thanh kim
loại. Hai đầu mỗi thanh được gắn với các vành tạo thành m
ột chiếc
lồng, lồng này cách điện với lõi thép có tác dụng như nhi
ều khung dây
đồng trục đặt lệch nhau. Rô tô nói trên được gọi là rô tô lồng sóc.
B. Hoạt động:
- Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ v
à
tác dụng của từ trường quay.
- Khi mắc các cuộn dây ở stato với nguồn điện ba pha, từ trư
ờng
quay tạo thành có tốc độ góc bằng tần số của dòng điện. Từ trư
ờng
quay tác dụng lên dòng đi
ện cảm ứng trong các khung dây ở rô tô các
mô men lực làm rô tô quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của từ trư
ờng
quay. Chuyển động quay của rô tô sử dụng làm quay các máy khác.
- Công suất của động cơ không đồng bộ 3 pha:
P = 3.UIcos = P
cơ + P
nhiệt
- Hiệu suất của động cơ: H = P
cơ
P .100%
Với động cơ không đồng bộ 1 pha:
P = U.I.cos
P = P
cơ + P
nhiệt P
cơ = P - P
nhiệt = U.I.cos - I2
.R
II. BÀI TẬP THỰC HÀNH
Câu 1: Chọn câu trả lời đúng :
A: Dòng điện 3 pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều 1pha có cùng biên độ, tần số nhưng lệch pha nhau góc 1200.
B: Dòng điện xoay chiều 3 pha là hệ thống 3 dòng điện xoay chiều 1 pha.
C: Khi chuyển đổi từ cách mắc sao sang cách mắc tam giác thì hiệu điện thế dây tăng lên
3
lần
D: Dòng điện xoay chiều 3 pha do ba máy phát điện 1 pha tạo ra.
Câu 2: Chọn câu sai. Trong máy phát điện xoay chiều một pha
A: Hệ thống vành khuyên và chổi quyét được gọi là bộ góp
B: Phần cảm là bộ phận đứng yên
C: Phần tạo ra dòng điện là phần ứng
D: Phần tạo ra từ trường gọi là phần cảm
Câu 3: Người ta gọi là động cơ không đồng bộ ba pha vì
A: Pha của ba dòng điện trong ba cuộn dây là khác nhau
B: Ba cuộn dây trong động cơ không giống nhau.
C: Tốc độ quay của rô tô không bằng tốc độ quay của từ trường quay.
D: Dòng điện trong ba cuộn dây không cực đại cùng một lúc.
Câu 4: Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha.
A: Sử dụng từ trường quay và hiện tượng cảm ứng điện từ
B: Tự cảm C: Cảm ứng điện từ D: Cả ba
Câu 5: Quạt điện sử dụng ở nhà của chúng ta có động cơ là:
A: Động cơ không đồng bộ 3 pha B: Động cơ một chiều
C: Động cơ điện xoay chiều 1 pha D: Động cơ sử dụng xăng.
Câu 6: Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện dựa trên hiện tượng:
A: Hiện tượng cảm ứng điện từ B: Hiện tượng tự cảm
C: Sử dụng từ trường quay D: Sử dụng Bình ắc quy để kích thích
Câu 7: Để giảm tốc độ quay của roto người ta sử dụng giải pháp nào sau đây cho máy phát điện
A: Chỉ cần bôi trơn trục quay B: Giảm số cặp cực tăng số vòng dây
C: Tăng số cặp cực và giảm số vòng giây D: Tăng số cặp cực và tăng số vòng dây.
Câu 8: Trong máy phát điện xoay chiều một pha, phần cảm có tác dụng:
A. tạo ra từ trường. B: tạo ra dòng điện xoay chiều.
C: tạo ra lực quay máy. D: tạo ra suất điện động xoay chiều.
Câu 9: Chọn câu sai khi nói về động cơ không đồng bộ ba pha:
Ex
: Nguy
ễn Hồng Khánh
_ HKP
CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIỄN XOAY CHIỀU Di động: 09166.01248
ĐỘNG CƠ ĐIỆN - MÁY PHÁT ĐIỆN Email: Khanhcaphe@gmail.com
Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ!
HP
A: Từ trường tổng hợp quay với tốc độ góc luôn nhỏ hơn tần số góc của dòng điện.
B: Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay.
C: Stato có ba cuộn dây giống nhau quấn trên ba lõi sắt bố trí lệch nhau 1/3 vòng tròn.
D: Từ trường quay được tạo ra bởi dòng điện xoay chiều ba pha.
Câu 10: Dòng điện cảm ứng sẽ không xuất hiện khi một khung dây kín chuyển động trong một từ trường đều sao cho mặt
phẳng khung dây:
A: Song song với các đường cảm ứng từ B: Vuông góc với các đường cảm ứng từ
C: Tạo với các đường cảm ứng từ 1góc 0 < α < 90o D: Cả 3 câu đều tạo được dòng điện cảm ứng
Câu 11: Trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện xoay chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây
A: Luôn luôn tăng B: Luôn luôn giảm
C: Luân phiên tăng, giảm D. Luôn không đổi
Câu 12: Dòng điện cảm ứng
A: Xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín trong thời gian có sự biến thiên của các đường cảm ứng từ qua tiết diện cuộn dây
B: Xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi có các đường cảm ứng từ gởi qua tiết diện S của cuộn dây
C: Càng lớn khi diện tích S của cuộn dây càng nhỏ
D: Tăng khi từ thông gởi qua tiết diện S của cuộn dây tăng và giảm khi các từ thông gởi qua tiết diện S của cuộn giảm
Câu 13: Hiện nay với các máy phát điện công suất lớn người ta thường dùng cách nào sau đây để tạo ta dòng điện xoay chiều
một pha?
A: Nam châm vĩnh cửu đứng yên, cuộn dây chuyển động tịnh tiến so với nam châm
B: Nam châm vĩnh cửu đứng yên, cuộn dây chuyển động quay trong lòng nam châm
C: Cuộn dây đứng yên, nam châm vĩnh cửu đứng yên chuyển động tịnh tiến so với cuộn dây.
D: Cuộn dây đứng yên, nam châm vĩnh cửu đứng yên chuyển động quay trong lòng stato có các cuộn dây.
Câu 14: Máy phát điện xoay chiều chuyển hóa:
A. quang năng thành điện năng B: cơ năng thành điện năng
C. hoá năng thành điện năng D: Cả A,B,C đều đúng
Câu 15: Trong máy phát điện xoay chiều một pha công suất lớn:
A: Phần ứng là bộ phận quay (rôto).
B: Phần cảm là bộ phận đứng yên (Stato)
C: Bộ góp gồm hai vành khuyên và hai chổi quét để lấy điện ra mạch ngoài
D: Các cuộn dây của phần ứng và phần cảm đều quấn quanh lõi thép ghép từ các lá thép cách điện với nhau.
Câu 16: Trong máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm quay:
A: Hệ thống vành khuyên và chổi quét gọi là bộ góp và hai cực của máy phát
B: Phần cảm thường là nam châm vĩnh cửu
C: Phần ứng: tạo ra dòng điện và là phần đứng yên
D: Cả 3 câu đều đúng
Câu 17: Trong máy phát điện xoay chiều, nếu tăng số vòng dây của phần ứng lên hai lần và giảm vận tốc góc của rôto đi bốn
lần thì suất điện động cực đại của máy phát sẽ:
A: Tăng hai lần B: Giảm hai lần C: Giảm bốn lần D: Không đổi
Câu 18: Một động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động bình thường khi hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mỗi cuộn dây là
220V. Trong khi đó chỉ có một mạng điện xoay chiều ba pha do một máy phát ra tạo ra, suất điện động hiệu dụng ở mỗi pha là
127V. Để động cơ hoạt động bình thường thì ta phải mắc theo cách nào sau đây?
A: Ba cuộn dây của máy phát theo hình tam giác, ba cuộn dây của động cơ theo hình sao.
B: Ba cuộn dây của máy phát theo hình tam giác, ba cuộn dây của động cơ theo hình tam giác.
C: Ba cuộn dây của máy phát theo hình sao, ba cuộn dây của động cơ theo hình sao.
D: Ba cuộn dây của máy phát theo hình sao, ba cuộn dây của động cơ theo hình tam giác.
Câu 19: Một động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động bình thường khi hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu mỗi cuộn dây là
100V. Trong khi đó chỉ có một mạng điện xoay chiều ba pha do một máy phát ra tạo ra, suất điện động hiệu dụng ở mỗi pha là
173V. Để động cơ hoạt động bình thường thì ta phải mắc theo cách nào sau đây?
A: Ba cuộn dây của máy phát theo hình tam giác, ba cuộn dây của động cơ theo hình sao.
B: Ba cuộn dây của máy phát theo hình tam giác, ba cuộn dây của động cơ theo hình tam giác.
C: Ba cuộn dây của máy phát theo hình sao, ba cuộn dây của động cơ theo hình sao.
D: Ba cuộn dây của máy phát theo hình sao, ba cuộn dây của động cơ theo hình tam giác.
Câu 20: Ưu điểm của dòng xoay chiều 3 pha so dòng xoay chiều 1 pha:
A: Dòng 3 pha tương đương 3 dòng xoay chiều 1 pha
B: Tiết kiệm dây dẫn, giảm hao phí trên đường truyền tải
C: Dòng 3 pha có thể tạo từ trường quay một cách đơn giản
D: Cả A,B,C đều đúng
Câu 21: Chọn câu đúng
A: Dòng điện một pha chỉ có thể do máy phát một pha tạo ra
Ex
: Nguy
ễn Hồng Khánh
_ HKP
CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIỄN XOAY CHIỀU Di động: 09166.01248
ĐỘNG CƠ ĐIỆN - MÁY PHÁT ĐIỆN Email: Khanhcaphe@gmail.com
Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ!
HP
B: Suất điện động của máy phát tỉ lệ với tốc độ quay của rôto
C: Dòng xoay chiều tạo ra luôn có tần số bằng số vòng quay trong một giây của rôto
D: Chỉ có dòng xoay chiều ba pha mới tạo ra được từ trường quay
Câu 22: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A: Cảm ứng từ do cả ba cuộn dây gây ra tại tâm stato của động cơ không đồng bộ ba pha có độ lớn không đổi.
B: Cảm ứng từ do cả ba cuộn dây gây ra tại tâm stato của động cơ không đồng bộ ba pha có phương không đổi.
C: Cảm ứng từ do cả ba cuộn dây gây ra tại tâm stato của động cơ không đồng bộ ba pha có hướng quay đều.
D: Cảm ứng từ do cả ba cuộn dây gây ra tại tâm stato của động cơ không đồng bộ ba pha có tần số bằng tần số dòng điện.
Câu 23: Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ: ω là vận tốc góc của nam châm chữ U; ω0 là vận tốc góc của
khung dây
A. Quay khung dây với vận tốc góc thì nam châm hình chữ U quay theo với ω0 < ω
B: Quay nam châm hình chữ U với vận tốc góc ω thì khung dây quay cùng chiều với chiều quay của nam châm với ω0 < ω
C: Cho dòng điện xoay chiều đi qua khung dây thì nam châm hình chữ U quay với vận tốc góc ω
D: Quay nam châm hình chữ U với vận tốc góc thì khung dây quay cùng chiều với chiều quay của nam châm với ω0 = ω
Câu 24: Chọn câu trả lời sai:
A: Động cơ không đồng bộ ba pha biến điện năng thành cơ năng
B. Động cơ không đồng bộ ba pha hoạt động dựa trên cơ sở của hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay
C: Trong động cơ không đồng bộ ba pha, vận tốc góc của khung dây luôn nhỏ hơn vận tốc góc của từ trường quay
D: Động cơ không đồng bộ ba pha tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha
Câu 25: Trong động cơ không bộ ba pha, khi dòng điện qua cuộn dây 1 cực đại và cảm ứng từ do cuộn dây này tạo ra có độ
lớn là B1 thì cảm ứng từ do hai cuộn dây còn lại tạo ra có độ lớn
A: bằng nhau và bằng B1 B: khác nhau
C: bằng nhau và bằng 2B1/3 D: bằng nhau và bằng B1/2
Câu 26: Để tạo ra động cơ không đồng bộ 3 pha từ một máy phát điện xoay chiều 3 pha về nguyên tắc ta có thể:
A: Thay đổi rôto, giữ nguyên stato B: Thay đổi stato, giữ nguyên rôto
C: Đưa bộ góp điện gắn với rôto D: Cả 3 câu đều sai
Câu 27: Một động cơ điện có công cơ học trong 1s là 3KW, biết công suất của động cơ là 90%. Tính công suất tiêu thụ của
động cơ trên?
A: 3,33KW B: 3,43KW C: 3,23KW D. 2,7KW
Câu 28: Động cơ không đồng bộ ba pha, có ba cuộn dây giống hệt nhau mắc tam giác. Mạch điện ba pha dùng để chạy động
cơ trên cần dùng mấy dây dẫn.
A: 2 dây B:3 dây C: 1dây D: 4 dây
Câu 29: Động cơ không đồng bộ một pha. Mạch điện một pha dùng để chạy động cơ trên cần dùng mấy dây dẫn.
A: 2 dây B.3 dây C: 1dây D: 4 dây
Câu 30: Một máy phát điện xoay chiều ba pha có hiệu điện thế pha hiệu dụng U
p = 200 3 V. Các cuộn dây phần ứng của
máy nối ra ngoài theo kiểu hình sao. Cường độ hiệu dụng qua điện trở R = 100 Ω khi nó mắc vào hai hai dây nóng là:
A: 6A B. 2A C: 6 2 A D: 3A
Câu 31: Một máy phát điện ba pha mắc hình sao có điện áp pha 115,5V và tần số 50Hz. Người ta đưa dòng ba pha vào tải như
nhau mắc hình tam giác, mỗi tải có điện trở thuần 12,4 Ω và độ tự cảm 50mH. Tính cường độ điện qua các tải.
A: 5,8A B: 12A C: 15A D: 10A
Câu 32: Một máy phát điện xoay chiều một pha với roto có hai cặp cực phát ra dòng điện 50 Hz. Tìm tốc độ quay của của roto
trong mỗi phút?
A: 3000 vòng/phút B: 2000 vòng/phút C: 50 vòng/phút D: 1500 vòng/phút
Câu 33: Một máy phát điện có phần cảm cố định. Phần ứng gồm 500 vòng dây, từ thông cực đại gửi qua mỗi vòng dây là
10-3
Wb. Máy phát ra suất điện động hiệu dụng là 111V. Số vòng quay của roto /s là? Biết rô tô của máy chỉ có một cặp cực.
A: 35 vòng/s B: 50 vòng/s C: 30 vòng/s D: 40 vòng/s
Câu 34: Máy phát điện một pha roto có số cặp cực là 4, roto quay với tốc độ 3000 vòng/phút thì tần số góc phát ra là bao
nhiêu?
A: 100 rad/s B: 200 rad/s C: 300 rad/s D: 400 rad/s
Câu 35: Máy phát ba pha mắc theo kiểu hình sao. Có hiệu điện thế dây là 300 V thì hiệu điện thế pha là bao nhiêu?
A: 300 V B: 150 2 V C: 100V D: 100 3 V
Câu 36: Một máy phát điện xoay chiều ba pha mắc theo kiểu hình sao có điện áp dây 381V và tần số 50Hz. Một cuộn dây có R
= 60 Ω, L = 0,8/H mắc giữa dây pha và dây trung hòa. Cường độ hiệu dụng qua cuộn dây là:
A: I = 2A B. I = 2,5A C: 2,2A D: 4A
Câu 37: Một khung dây kim loại dẹt hình chữ nhật gồm N vòng dây, diện tích mỗi vòng là S được quay đều với tốc độ góc ω ,
quanh 1 trục cố định trong 1 từ trường đều có cảm ứng từ B. Trục quay luôn vuông góc với phương của từ trường, là trục đối
xứng của khung & nằm trong mặt phẳng khung dây. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có biên độ bằng
A: E 0 = NBS ω B: E 0 = NBS / ω C: E 0 = BSω / N D: NBS ω /
2
Câu 38: Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có rôto gồm 2 cặp cực từ, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máy phát ra là
50Hz thì rôto phải quay với tốc độ là bao nhiêu?