Vậy máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha có cấu trúc và nguyên tắc hoạt động giải trí như thế nào ? cách mắc mạch mạch điện 3 pha hình sao, hình tam giác có gì khác với cách mắc song song và tiếp nối đuôi nhau tất cả chúng ta thường dùng trong dòng điện không đổi, tất cả chúng ta cùng khám phá qua bài viết dưới đây.
1. Máy phát điện xoay chiều là gì?
– Máy phát điên xoay chiều là thiết bị tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ hay máy phát điện xoay chiều là thiết bị đổi khác cơ năng thành điện năng .
2. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều
• Gồm 2 bộ phận chính :
– Phần cảm : tạo ra từ trường là nam châm từ ( thường là nam châm hút điện )
– Phần ứng : tạo ra dòng điện là cuộn dây
• Phần đứng yên gọi là Stato, phần còn lại quay quanh một trục gọi là Roto
II. Máy phát điện xoay chiều 1 pha
• Máy phát điện xoay chiều một pha được cấu trúc bởi hai bộ phận chính :
– Phần cảm ( rôto ) : là nam châm từ vĩnh cửu hay nam châm hút điện, đây là phần tạo ra từ trường .
– Phần ứng ( stato ) : là những cuộn dây, trong đó Open suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động giải trí
• Khi quay, nam châm từ ( lúc này là rôto ) tạo ra từ trường quay, sinh ra suất điện động xoay chiều trong những cuộn dây cố định và thắt chặt ( stato ) .
III. Máy phát điện xoay chiều 3 pha
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
a) Cấu tạo máy phát điện xoay chiều 3 pha
– Máy phát điện xoay chiều 3 pha cấu trúc gồm stato có 3 cuộn dây riêng rẽ, trọn vẹn giống nhau quấn lên 3 lõi sắt đặt lệch nhau 1200 trên một đường tròn, rôto là một nam châm từ điện .
Cấu tạo máy phat điện xoay chiều 3 pha
b) Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều 3 pha
– Khi rôto quay đều, tạo ra từ trường quay, sinh ra hệ ba suất điện động trong ba cuộn dây giống nhau cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha 120 o .
– Nếu nối những đầu dây của 3 cuộn với ba mạch ngoài ( 3 tải tiêu thụ ) giống nhau thì ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, tần số nhưng lệch nhau về pha 1200 .
2. Cách mắc mạch ba pha
a) Cách mắc mạch 3 pha hình sao
– Ba điểm đầu của 3 cuộn dây được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây dẫn, gọi là dây pha. Ba điểm cuối nối chung với nhau trước rồi nối với 3 mạch ngoài bằng một dây dẫn gọi là dây trung hòa .
– Khi mắc hình sao ta có : Ud = √ 3. Up ( Ud là điện áp giữa 2 dây pha, Up là điện áp giữa dây pha và dây trung hòa ) .
b) Cách măc mạch 3 pha hình tam giác
– Điểm cuối cuộn này nối với điểm đầu của cuộn tiếp theo theo tuần tự thành ba điểm nối chung. Ba điểm nối đó được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây pha.
3. Dòng ba pha
– Dòng điện xoay chiều 3 pha : là mạng lưới hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều 1 pha được tạo ra từ 3 suất điện động cùng biên độ, cùng tần số, lệch sóng nhau từng đôi một, một góc 1200 ( 2 π / 3 ) .
4. Những ưu việt của dòng điện ba pha
– Truyền tải điện năng đi xa bằng dòng ba pha tiết kệm được dây dẫn so với truyền tải điện năng bằng dòng một pha.
– Cung cấp điện cho những động cơ ba pha, dùng phổ cập trong những xí nghiệp sản xuất, nhà máy sản xuất .
IV. Bài tập về Máy phát điện xoay chiều
* Bài 1 trang 94 SGK Vật Lý 12: Các máy phát điện xoay chiều nói chung dựa trên nguyên tắc nào?
° Lời giải bài 1 trang 94 SGK Vật Lý 12:
– Nguyên tắc hoạt động giải trí của những máy điện xoay chiều dựa trên hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ .
* Bài 2 trang 94 SGK Vật Lý 12: Phân biệt dòng điện một pha với dòng ba pha.
° Lời giải bài 2 trang 94 SGK Vật Lý 12:
– Dòng 1 pha : là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời hạn theo quy luật hàm số sin hay côsin .
– Dòng 3 pha : là mạng lưới hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều một pha có cùng tần số nhưng lệch sóng nhau 120 o từng đôi một .
→ Như vậy dòng điện một pha là một thành phần trong mạng lưới hệ thống dòng xoay chiều 3 pha .
* Bài 3 trang 94 SGK Vật Lý 12: Trong máy phát điện xoay chiều một pha, từ trường quay có vecto B quay 300 vòng/phút tạo bởi 20 cực nam châm điện (10 cực nam và 10 cực Bắc) quay với tốc độ bao nhiêu?
A. 10 vòng / s ; B. 20 vòng / s ;
C. 5 vòng / s ; D. 100 vòng / s ;
° Lời giải bài 3 trang 94 SGK Vật Lý 12:
¤ Chọn đáp án : C. 5 vòng / s ;
– Tốc độ quay của từ trường : n = 300 vòng / phút = 300 / 60 = 5 ( vòng / s )
( Tốc độ quay của từ trường khác với tần số dòng điện xoay chiều sinh ra là f = p. n, p là số cặp cực từ ) .
* Bài 4 trang 94 SGK Vật Lý 12: Trong trường hợp ba suất điện động của máy phát ba pha mắc theo hình sao và ba tải cũng được mắc theo hình sao thì phải có bốn đường dây nối từ nguồn đến tải. Hãy xét trường hợp ba tải đối xứng và chứng minh rằng trong số bốn đường dây nối ấy có một đường dây tại đó cường độ bằng không (đường dây trung hòa).
° Lời giải bài 4 trang 94 SGK Vật Lý 12:
– Khi những suất điện động và tải đối xúng đều mắc hình sao thì dòng điện trong những tải có cùng biên độ, tần số, và những dòng đôi một lệch sóng nhau góc 2 π / 3 ( tức 1200 ) .
– Biểu thức cường độ dòng điện trong những tải là :
i1 = I0. cosωt ; i2 = I0. cos ( ωt – 2 π / 3 ) ; i3 = I0. cos ( ωt + 2 π / 3 )
⇒ cường độ dòng điện trong dây trung hòa là :
i = i1 + i2 + i3 = I0. cosωt + I0. cos ( ωt – 2 π / 3 ) + I0. cos ( ωt + 2 π / 3 )
– Tổng hợp ba hàm điều hòa trên bằng giản đồ vectơ, ta được : i = 0 ;
⇒ Dòng điện qua dây trung hòa bằng 0 .
Từ nội dung bài viết về Máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động cùng bài tập vận dụng ở trên, hy vọng các em đã hiểu rõ hơn, mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để THPT Lê Hồng Phong ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Đăng bởi : trung học phổ thông Lê Hồng Phong
Chuyên mục : Giáo Dục
Bản quyền bài viết thuộc THPT Lê Hồng Phong. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận!
Tác giả : https://vvc.vn – Trường Lê Hồng Phong Nguồn : https://vvc.vn/vat-ly-12-bai-17/
